细胞外钠离子浓度对羊浦肯野纤维膜钠泵活动的影响

采用离子选择电极测量羊浦肯野纤维细胞膜内钠离子活度(~(ai)N_a),细胞间钾离子活度(a~ok)及细胞膜电位(v_m),观察不同浓度低钠,无钙液对其影响,在无钙低钠液中,细胞内Na~+逐出,α~iNa 降低,其变化速率,幅值与[Na]_o 相关,同时也受细胞 a~iNa 初始水平(aiNa(o))的影响。aiNa 下降6min 时的稳态水平与[Na]_o 呈直线正相关,这些结果表明,[Na]_o 降低时,细胞膜钠泵活动加强,细胞内 Na~+逐出增加,其最终结果是使 Na+跨膜梯度维持相对稳定,因而可以认为是 Na~+跨膜梯度而不是单纯的细胞内 Na~+控制膜钠泵活动。在低 Na~+液引起细胞内 Na~+主动逐出增加的同时,细胞膜出现超极化,[Na]_o 愈低,膜超极化程度愈高,从低钠液引起的 a~i_(Na),V_m,α~o_k 变化之间的时程关系看,膜超极化主要由加大的外向泵电流引起,同时发生的细胞间 K~+浓度变化对其也有一定影响。     

大蟾蜍血清中某些离子浓度季节变化的研究

本文研究了大蟾蜍血清中钾、钠、钙、氯四种离子浓度在不同季节的变化。实验结果表明:大蟾蜍血清中钾、钠两种离子与钙、氯两种离子的变化趋势相反,尤其以氯与钠的相反变化趋势最为明显;冬眠期中大蟾蜍的内环境处于一个低钾、钠,高钙、氯的特定水平;此外,活动期中雌性大蟾蜍的血钙水平低于雄性的。以上这些离子浓度的变化均有其生理生态等方面的意义。     

细胞外低钠灌流对豚鼠心室肌细胞内钾离子活度的影响

本实验应用钾离子选择微电极观察了不同浓度的低钠对豚鼠心室肌细胞内钾离子活度（ａｉＫ）的影响。发现细胞外低钠（低［Ｎａ］ｏ）灌流引起明显的ａｉＫ下降,下降幅度随灌流液中Ｎａ＋浓度的降低而加大。Ｃｓ＋（５ｍｍｏｌ／Ｌ）及低钾（２．５ｍｍｏｌ／Ｌ）灌流均可明显减小这种ａｉＫ的下降。Ｃａ２＋通道阻断剂Ｃｄ２＋、Ｎｉ２＋、Ｍｎ２＋及Ｖｅｒａｐａｍｉｌ对此无影响;而长时间的Ｃａｆｅｉｎｅ（１０ｍｍｏｌ／Ｌ,３０ｍｉｎ）灌流可减小低钠引起的ａｉＫ下降。鉴于上述结果,我们认为：低［Ｎａ］ｏ引起的ａｉＫ下降与细胞膜钠泵活动的改变关系不大,而很可能与细胞膜对Ｋ＋的通透性及细胞膜上钙调节Ｋ＋通道的活动改变有关。     

细胞膜钠钾泵生理学

动物机体的细胞内外液中,Na~+、K~+浓度有显著差别。以神经细胞为例,静息状态下,膜内K~+浓度高于膜外约30倍,膜外Na~+浓度高于膜内约12倍。这个浓度差是产生静息电位的基础。采用微电极技术可测到各种细胞的静息电位,一般在—10———100毫伏之间。细胞靠什么机制产生并维持着如此巨大的电化学梯度呢?人们早就设想:这些细胞膜上普遍存在一种能逆着浓度差主动地将细胞外液的K~+移入膜内,同时把进入细胞内的Na~+移至膜外的机构,并称之为钠钾泵或简称钠泵。     

维持细胞内铜离子浓度稳定的分子机制

对生命而言,铜是一种必须的微量元素,它以辅基的形式参与细胞内多种重要的代谢途径。赖氨酸氧化酶参与结缔组织的形成和胶原交联,超氧化物歧化酶清除胞内自由基,细胞色素氧化酶是呼吸链电子传送蛋白,酪氨酸酶参与色素形成途径,多巴胺β羟化酶则与神经传导有关。细胞内铜离子浓度过低会影响这些酶的活性及相应的生理代谢途径,影响细胞的生存。但细胞内铜离子浓度超过生理需求也会引起严重的问题。铜离子能氧化蛋白,脂类和ＤＮＡ,同时促进形成自由基,引起细胞死亡［１］。人体很多疾病都是由于铜离子代谢异常引起的,其中最著名的就是Ｗｉｌｓｏｎ［２］ 和Ｍｅｎｋｓ［３］病,它们分别是由过多铜离子在细胞内堆积和细胞内铜离子浓度过低导致的。另外,铜离子缺乏还会引起心脏疾病［４］。所以,将细胞内铜离子浓度维持在一稳定水平对细胞生存至关重要。生理性铜离子浓度的维持主要在于四个环节：铜离子进入胞内（ｕｐｔａｋｅ）、胞内运送（ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎ）、合成金属蛋白（ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）及清除过多铜离子（ｅｌｉｍ ｉｎａｔｉｏｎ）［５］。对于过高或过低的铜离子浓度,细胞主要是通过改变流入量（ｉｎｆｌｕｘ）和流出量（ｅｆｆｌｕｘ）来应答。另外,金属硫蛋白可与过多铜离子结合,避免其破坏作用,这种保护方式叫隔离（ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ）。事实上,每一环节都有不止一种蛋白和调控蛋白在起作用。近年来对这方面的研究取得了不少进展,本文在此对细菌、酵母和人的铜离子代谢途径做一总结和比较。     

胞外钙对豚鼠耳蜗Deiters细胞钾电流的调制

为观察胞外钙对豚鼠耳蜗单个离体Deiters细胞钾电流的调控作用并探讨其机制,实验记录了Deiters细胞在正常细胞外液和无钙外液中的全细胞钾电流(whole cell K^ currents,IK),并分析了其电生理学特性的改变。结果观察到,Deiters细胞与在正常细胞外液中相比,在祛除细胞外液中的Ca^2 后Ik电流幅值明显增加,弦电导值亦明显增加,但其平衡电位未明显改变。在无钙外液中Ik电流的反转电位向超极化方向明显移位,更接近于按照Ner-nst方程得出的K^ 理论平衡电位;而且其稳态激活曲线亦向超极化方向明显移位,但其激活趋势与正常相比无明显改变。此外,观察了Deiters细胞中钙抑制性钾电流的电流-电压关系和电导-电压关系,发现两者均呈“S”形,提示此钙抑制性钾电流可能存在2种不同的钾电导成分。由此,推测可能有两种机制参与胞外钙对Deiters细胞钾电流的调控：(1)Deiters细胞中的Ik通道可能存在一个Ca^2 敏感结构域,胞外Ca^2 可能通过改变此结构域而对Ik电流产生调制;(2)Deiters细胞中可能存在一种新型的双相门控性钾通道或钾通道耦联型受体或是一种新型的钾通道亚型,祛除胞外Ca^2 可激活此新型钾电导而对L电流产生调制。由此推测,在听觉形成过程中,胞外钙浓度下降可以对Deiters细胞的全细胞钾电流产生调制,从而更有利于Deiters细胞内K^ 外流,进而有效地缓冲外毛细胞周围的K^ 浓度：而且还可以使Deiters细胞产生更快的复极化并有利于维持其静息状态。     

脱水胁迫对连翘和冬青卫矛叶片细胞质外体和微环境的影响

用压力室、电导法和原子吸收分光光度分析法综合分析测定了连翘[Forsythiasuspensa (Thunb.) Vahl]和冬青卫矛(Euonymus japonicus Thunb.)在不同程度脱水胁迫时细胞外部微环境的变化.结果表明:(1)在脱水胁迫条件下,叶片细胞随着脱水胁迫强度的加大,细胞内离子外渗的累计量不断加大,但细胞内离子外渗的速度在不同的区间内并无明显的改变,即细胞膜的透性在所测范围内没有明显变化.(2)脱水胁迫同时造成了叶片质外体和共质体溶液中钠、钾离子浓度的增加,但质外体比共质体溶液中钠、钾离子浓度的增加幅度更高,导致细胞内、外离子浓度梯度的改变和离子平衡膜电位的改变,这些改变有可能引起细胞的次生生理变化,并有可能与植物的伤害反应和抗性有关.     

对钙离子几种生理学效应的归纳与探讨

钙是人体重要的元素成分之一,在体内以2种形式存在:结合状态和离子状态(Ca2 )。但只有Ca2 才具有生理活性。体内Ca2 又分为细胞内Ca2 和细胞外Ca2 2种。研究表明,细胞内Ca2 浓度低,仅为细胞外的1(?)。体内的钙主要来源于食物,含钙的食物进入人体     

利诺吡啶对豚鼠耳蜗外毛细胞和Deiters细胞钾电流的抑制

为探讨KCNQ家族钾通道在耳蜗外毛细胞和Deiters细胞的功能性表达,我们观察并记录了KCNQ家族钾通道阻滞剂利诺吡啶对豚鼠耳蜗单离外毛细胞(outer hair cells,OHCs)和Deiters细胞总钾电流的影响。采用酶孵育加机械分离法分离豚鼠耳蜗单个OHCs和Deiters细胞：运用膜片钳技术,在全细胞模式下记录正常细胞外液中8个外毛细胞和5个Deiters细胞的总钾电流,并观察100μmol／L和200μmol／L利诺吡啶对外毛细胞和Deiters细胞总钾电流的影响。结果观察到,在正常细胞外液中的单离外毛细胞,可记录到四乙基二乙胺敏感的外向性钾电流和静息膜电位附近激活的内向性钾电流(the K^ current activated at negative potential,IKa)两种钾电流,而在单离Deiters细胞中只记录到外向整流性钾电流。在细胞外液中,加入100μmol／L利诺吡啶后,OHCs中的四乙基二乙胺敏感的钾电流峰电流成分被抑制,稳态电流幅值减小,且电流的失活时问常数明显延长;在细胞外液中加入100μmol／L和200μmol／L利诺吡啶后,OHCs的内向性钾电流IKa被完全抑制;而细胞外液中利诺吡啶终浓度为200μmol／L时,Deiters细胞的外向整流性钾电流幅值无明显变化。由此我们推测,KCNQ家族钾通道存在于豚鼠耳蜗外毛细胞,其介导的钾电流是四乙基二乙胺敏感的钾电流的组成部分,并构成全部的IKn,其功能是介导细胞内K^ 外流和防止细胞过度去极化;KCNQ家族钾通道不存在于豚鼠耳蜗Dciters细胞。     

植物细胞中的钙离子传导

近年来的研究表明，Ca2＋在植物细胞的信号转导过程中一直起着非常重要的作用。通常，生活细胞内游离钙的浓度保持在30—200nmol/L的范围内, 但来自细胞外或细胞内的各种刺激，则可引起细胞内游离钙浓度的瞬时变化，从而使Ca2＋通过不同的信号转导途径，直接或间接地调节细胞生理和生化过程。在植物细胞的生命活动过程中，Ca2＋的调节功能表现为多种多样，其中包括离子运输、细胞运动、糖类代谢、细胞分裂、细胞分泌以及基因表达等等。有人研究发现，在植物细胞间隙、细胞壁以及液泡中Ca2＋的浓度远高于细胞内游离钙浓度，它们是细胞质…     

钠氢交换蛋白的研究进展

钠氢交换蛋白是一类存在于细胞膜表面的离子转运泵蛋白家族.它负责将细胞内H 与胞外Na 按照1:1的比例进行交换来调控细胞内pH的动态平衡,影响细胞的容积、运动、分化、凋亡和营养吸收,从而参与许多复杂的生理和病理过程.迄今为止,钠氢交换蛋白家族已发现有9个成员,各亚型间具有结构相似性和组织分布特异性.深入研究NHE的结构、功能及基因表达调控,将为人和哺乳动物的营养生理、疾病治疗提供新的思路和方法.     

不同钙离子浓度对日本沼虾感光器细胞超微结构的影响

为了进一步研究细胞外钙离子浓度变化对甲壳动物感光细胞超微结构的影响,应用透射电子显微镜显示了日本沼虾感光细胞,在暗适应时高钙离子浓度中温育的感光器细胞的感杆束直径下降,微绒毛排列零乱;多囊体、板膜体数量增加;色素颗粒散布在细胞质中,呈现出光适应的结构特征。而温育在低钙离子溶液和生理溶液中的感光器细胞结构相同,呈现出暗适应的结构特征。另外,细胞器中储存的钙离子也受细胞外钙离子浓度的影响,在高钙离子溶液中温育后细胞器储存的钙离子量增加,膜下储泡囊、多囊体、线粒体、色素颗粒等细胞器中的焦锑酸钙结晶颗粒比温育在低钙溶液中的细胞明显增多。结果显示,细胞外钙离子浓度变化引起细胞内钙离子浓度变化,从而影响感光器细胞的结构而影响其生理功能。     

大鼠附睾钠钾离子主动转运的超微结构研究

在超微结构水平上研究大鼠附睾的离子转运机制,确定离子主动转运相关的钠-钾三磷酸腺苷酶(Na-K-ATPase)的分布。结果表明大鼠附睾上皮细胞具有二类NPP酶活性,即依赖于钾的,对乌巴因敏感的和对Levamisole有抵抗作用的K-NPP酶;不依赖于钾的,对乌巴因不敏感的和对Levamisole有抵抗作用的非K-NPP酶。K-NPP酶只分布在大鼠附睾各段和输出小管近段的主细胞基底膜与侧膜上,非K-NPP酶分布在主细胞的高尔基氏体、内质网膜和致密体上。附睾上皮细胞中的基底细胞、晕细胞和亮细胞均缺少酶的分布。低钾液附睾组织灌流和用棉酚处理动物,均使非钾-NPP酶活性增强,对K-NPP酶活性有抑制作用。     

微生物的保存方法(续一)

<正> (七)冷冻保存法 1.一般注意事项 (1)细胞外冻结与细胞内冻结 大多数微生物都适于冷冻保存。按冷冻的速度,细胞冻结状态分为二种。以一定的冷冻速度为界线,慢于此速度者,仅引起细胞周围外液冻结,而细胞本身并不冻结,这种冻结状态称为“细胞外冻结”。冷冻速度超过此界线者,细胞本身内部也将结冰,称为“细胞内冻结”。一般讲,细胞越大越容易引起细胞内冻结。 对冻结具有强抵抗力的细菌,能够耐受细胞外冻结,但对于大多数细胞,不论是细胞外冻结或是细胞内冻结都容易引起伤害。     

凝血酶引致的血小板内钙,镁离子浓度及分布状态的变化

我们使用荧光探针ｆｕｒａ２、ｍａｇ－ｆｕｒａ２和ｆｌｕｏ３测定了凝血酶引致的血小板凝聚过程中细胞内钙、镁离子浓度的变化及分布状态。在０．５Ｕ／ｍｌ凝血酶作用下,血小板细胞内钙离子浓度呈双时相变化。血小板细胞群中细胞内钙离子浓度呈正态分布。伴随血小板凝聚时细胞内钙离子浓度增加,血小板细胞内游离镁离子浓度也明显增加,提示镁离子在血小板凝聚中有重要的作用。     

细胞外钙调素对百合花粉细胞内钙离子浓度的影响

以川百合（Lilium davidii Duchartre)花粉为材料,利用低温装载法在完整花粉粒中成功地装置了酯化形式的钙离子荧光指示剂fluo-3AM,利用激光共聚焦显微技术研究了细胞外钙调素对细胞内游离钙离子浓度的影响,结果发现外源纯化钙调素可以使细胞内游离钙离子的浓度升高,在一定范围内促进效果与钙调素浓度呈正相关。不能透过细胞膜的钙调素拮抗剂Ｗ７－agarose和植物钙调素抗血清处理都可 使花粉细胞质中游离钙离子浓度降低,表明内源细胞外钙调素可能在维持和促进花粉细胞质中游离离子方面具有重要作用。     

腺苷减少豚鼠心室肌细胞内游离钙浓度

目的：研究腺苷对豚鼠心室肌细胞内游离钙浓度（[Ca^2＋]i）的影响并探讨其可能机制。方法：用激光共聚焦显微镜探测细胞内游离钙浓度,结果用相对荧光强度（（FI-FI0）／FI0,％;FI0：对照;FI：给药）表示。结果：①在正常台氏液和无钙台氏液中,腺苷（10,50,100μmol／L）浓度依赖性地降低[Ca^2＋];。②含30mmol／L KCl的台氏液（高钾台氏液）能够增加[Ca^2＋]i。腺苷（10,50,100μmol／L）能够显著抑制KCl引起的[Ca^2＋]i的增加。③预先应用选择性腺苷AI受体拮抗剂DPCPX（1μmol／L）,可大部分取消腺苷（100μmol／L）在高钾台氏液中的作用。腺苷（100μmol／L）在高钾台氏液的作用也可被预先应用一氧化氮（No）合酶抑制剂L-NAME（1mmol／L）所部分减弱。④腺苷（100μmol／L）能明显抑制无钙台氏液中由低浓度ryanodine引起的[Ca^2＋];增加。⑤当细胞外液钙浓度由1mmol／L增加到10mmol／L而诱发心室肌细胞钙超载时,部分心室肌细胞产生可传播的钙波,腺苷（100μmol／L）可降低钙波发生的频率和持续时间,最终阻断钙波并降低[Ca^2＋];。结论：腺苷可通过抑制外钙内流和减少肌浆网内钙释放从而降低[Ca^2＋],其减少外钙内流可能是由于腺苷A1受体介导的电压依赖性Ca^2＋通道的抑制,NO可能参与这一过程。     

长时间电刺激引起肌肉结构损伤过程中细胞内各种元素的分布

利用快速冷冻固定和电子微探针技术,对电刺激诱发爪蟾延迟性肌肉损伤过程中肌浆网与胞浆钙、镁、钠、钾进行定量分析。电刺激后３ｈ,胞浆钙增加３．０ｍｍｏｌ／ｋｇｄｗ,肌浆网钙下降７．５３ｍｍｏｌ／ｋｇｄｗ。至刺激后６ｈ,胞浆钙增加达５．３３ｍｍｏｌ／ｋｇｄｗ,肌浆网摄取钙加强。在延迟性结构变化发展中,细胞内钠、钾也持续上升,而镁则逐渐下降。结果表明,延迟性肌肉结构异常与胞浆钙增高具有一致性。胞浆钙上升可能由于细胞内钠增加,钠－钙交换受抑及肌膜受损,外钙内流增加。肌浆网钙摄取下降则是运动后初期胞浆钙增高的另一途径。损伤肌中胞浆钾浓度有增高和下降两种变化,其意义与机制有待进一步探讨。     

如何正确使用杜南平衡公式计算离子的积累量

社南平衡是杜南河（F·G·Donnan）提出的一种说明离子积累现象的特殊平衡,即细胞内可扩散正离子和负离子浓度的乘积,等于细胞外正负离子浓度的乘积时的平衡。如何应用这个平衡公式计算离子积累量,在曹宗类和吴相任[1]合编的《植物生理学》一书中是这样演示解释权南平衡和说明细胞内离子积累量的：将适当pH的蛋白质溶液（蛋白质带负电荷）放在火棉胶袋中,呈阴离子状态的蛋白质可以与一定量的K 结合。当火棉胶袋浸在一KCl溶液中,开始时,袋内的K 浓度为Ci,CI-浓度为零,蛋白质浓度亦为Ci;外界溶液中,开始时K”的浓度为C。,CI…