蝾螈胚胎表皮细胞电活动的进一步研究

用常规微电极细胞内记录方法研究了东方蝾螈胚胎表皮细胞兴奋过程中的电活动。结果表明,在发育分期26—37这一阶段,在兴奋过程中可以记录出典型的动作电位。蝾螈胚胎表皮细胞静息电位为—40至—80毫伏。发育早期的表皮细胞膜的静息电位较低(分期26时为—25至—45毫伏)。动作电位的形状类似心肌动作电位。可以有明显超射(振幅0—45毫伏)。动作电位的时程很长,范围为70至400毫秒,低温时竟可长达900毫秒。其上升相一般在10至20毫秒内。发育早期(分期26—27)上升速度较慢(20—40毫秒)。动作电位有明显阈值。一般一次刺激产生一次反应,但偶尔也可记录到一次刺激产生多个反应。兴奋传导速度在17—24℃时为13—83毫米/秒,平均30.8毫米/秒。同一个胚胎的不同部位的表皮如头部和躯干部所记录的动作电位(在分期28—29)有明显不同的时程。头部的时程短,躯干部的时程长。在具有完整神经系统的正常胚胎这种差异更明显。蝾螈胚胎表皮细胞的动作电位可以为TTX可逆地消除,但Co~(++)、Mn~(++)以及钙离子通道阻断剂戊脉安对它影响不大,提示蝾螈胚胎表皮细胞的动作电位是依赖于钠的。     

脉冲磁场对神经元动作电位发放的影响

磁场作用于生物体产生的生物效应被广泛研究。本文将脉冲磁场作用于神经元细胞,试图观察Na+通道的变化及其引起的动作电位的变化。选择频率15 Hz、强度1 mT的脉冲磁场刺激昆明小鼠大脑皮质神经元,随后进行全细胞膜片钳实验。结果显示,脉冲磁场延缓了Na+通道电流的激活,促进Na+通道电流的失活。基于经典的细胞三层介电模型,模拟了在脉冲磁场下细胞膜电位分布的极化图,结果显示诱发的膜电位大小与脉冲磁场的频率和强度有关。基于Hodgkin-Huxley(H-H)模型,仿真了脉冲磁场感应的电流作用于离子通道所产生的动作电位曲线,与不加刺激时候的曲线相比较,当外加电流在-1.32~0μA时,动作电位的产生频率减小,幅值降低;当外加电流大于0μA时,动作电位的产生频率增大,幅值变化不明显;当外加电流小于-1.32μA时,动作电位的上升时间快速变短,峰值剧烈降低,无法形成完整的动作电位,即无动作电位。以上结果提示,磁场刺激可通过调节Na+通道影响神经元动作电位的发放频率和幅值。     

兴奋在神经纤维上的传导

本文扼要地介绍了兴奋实质上就是动作电位的产生过程或动作电位本身,刺激(包括强度、强度变化率及持续时间)是引起兴奋的条件。重点介绍了动作电位产生的过程,刺激强度达到一定值使局部兴奋的幅度达到一个临界值时,才可引起动作电位。动作电位在有髓神经纤维和无髓神经纤维上传导的方式不相同,在有髓纤维上是跳跃传导,在无髓纤维上是沿整条神经纤维传播。     

神经解剖学和神经生理学中的基本概念简述(二)

神经冲动动作电位和分级电位用最一般的话来说,神经元的机能是迅速传播和处理信息。神经元传播信息的方法有两种:神经冲动和分级电位。动作电位是神经冲动的电信号,是神经细胞膜电位的一种迅速变化,这种变化能有100毫伏的升降。一次动作电位包括高而短的锋电位和锋电位后面低而长的后电位。一般所说的动作电位实     

大鼠初级传入纤维与脊髓背角神经元间的动作电序列的突触传递

外周感觉神经元通过动作电位序列对信号进行编码,这些动作电位序列经过突触传递最终到达脑部。但是各种脉冲序列如何通过神经元之间的化学突触进行传递依然是一个悬而未决的问题。研究了初级传入A6纤维与背角神经元之间各种动作电位序列的突触传递过程。用于刺激的规则,周期、随机脉冲序列由短簇脉冲或单个脉冲构成。定义“事件”(event)为峰峰问期(intefspike interval)小于或等于规定阈值的最长动作电位串,然后从脉冲序列中提取事件间间期(interevent interval,IEI)。用时间,IEI图与回归映射的方法分析IEI序列,结果表明在突触后输出脉冲序列中可以检测到突触前脉冲序列的主要时间结构特征,特别是在短簇脉冲作为刺激单位时。通过计算输入与输出脉冲序列的互信息,发现短簇脉冲可以更可靠地跨突触传递由输入序列携带的神经信息。这些结果表明外周输入脉冲序列的主要时间结构特征可以跨突触传递,在突触传递神经信息的过程中短簇脉冲更为有效。这一研究在从突触传递角度探索神经信息编码方面迈出了一步。     

孕酮对豚鼠心室肌细胞动作电位的影响

目的：观察孕酮(pfogesterone)对心室肌细胞动作电位的影响。方法：采用玻璃微电极技术,引导离体豚鼠心室乳头肌细胞动作电位,观察孕酮不同浓度及作用时间对心室肌细胞动作电位及有效不应期的影响。结果：①较高浓度的孕酮使心室肌细胞动作电位零期最大除极速率(Vmax)和动作电位幅度(APA)降低,使心室肌细胞有效不应期(ERP)延长;②较高浓度孕酮使心室肌细胞动作电位时程APD20缩短;使动作电位时程APD90、APD延长。结论：孕酮具有抑制心室肌细胞Na^ 通道、K^ 通道和Ca^2 通道的作用。     

心室肌细胞慢反应动作电位的模拟研究

在Beeler等提出的心室肌细胞动作电位的数学模型基础上,对心室肌细胞慢反应动作电位的产生进行了系统的模拟计算重现。分别模拟了在TTX作用时1)高强度刺激、2)儿茶举酚胺作用、3)高血钙浓度情况下诱发的慢反应动作电位。为研究在病理条件下(例如心肌缺血、损害等)慢反应的产生,又模拟了高血钾浓度时 1)儿茶酚胺作用。2)TEA 作用引起的慢反应动作电位。本工作还对在正常生理细胞外环境条件下由于膜遭受缓慢去极化电流而产生慢反应类型的动作电位进行了模拟。为进行模拟计算,编制了一套快速计算Hodgkin-Huxley方程的专用汇编语言软件,运算速度达0.5s/INC     

哺乳动物不活动化肌纤维的动作电位

用河豚毒素(TTX)慢性阻断大鼠坐骨神经的冲动传导,使后肢不活动,经过不同时间(最长7d)后离体观察了快肌伸趾长肌(EDL)和慢肌比目鱼肌(SOL)肌纤维终板区的诱发动作电位。我们发现在不活动期间动作电位超射和上升速率逐步下降,并从第4天起部分肌纤维能在含有1×10~(-7)g/ml TTX的溶液中被诱发产生动作电位(称抗TTX动作电位),待至第7天时全部SOL肌纤维和90％的EDL肌纤维都能被诱发出抗TTX动作电位。与去神经肌纤维相比,不仅抗TTX动作电位出现较晚,并且其超射和上升速率较低。在去掉TTX阻断使肌肉恢复活动后,动作电位超射和上升速率渐趋恢复,抗TTX动作电位逐渐消失。无论是动作电位的恢复还是抗TTX动作电位的消失,EDL肌纤维均快于SOL肌纤维。本文还讨论了不活动化使肌纤维动作电位变化以及快、慢肌差别的可能原因。     

用心电图机描记蟾蜍心脏单向动作电位

以细胞内微电极技术测定心肌细胞动作电位,或用接触电极引导心脏单向动作电位,常用的显示或记录动作电位仪器有示波器、记录仪等。另外还需要不少配套设备(如示波照像机),这不是所有实验室都能办到的。我们利用现有设备,摸索出一种以心电图机为主描记蟾蜍在体心脏单向动作电位的方法,已经用于教学。     

中枢多巴胺神经元放电活动的特点

中脑黑质和腹侧被盖区DA神经元自发放电活动的特点表现在:动作电位时程较宽(2～5ms),伴有上升相切迹;放电频率较慢(1～10spikes/s);有单放电(single firing)和爆发性放电(burst firing)两种型式,前者动作电位幅度无显著改变,后者动作电位幅度逐个减低,时程逐个加宽,并且动作电位间隔逐渐延长。DA受体激动剂或D_2亚型选择性激动剂抑制DA神经元放电活动,它能被DA受体拮抗剂所逆转。     

丹参酮Ⅱ-A磺酸钠对分离的豚鼠心室肌单细胞慢反应动作电位的作用

分离的成年豚鼠心室肌单细胞在高钾(25mmol/L)溶液中部分除极化使钠通道失活,用细胞内刺激诱发慢反应动作电位。20μmol/L 的丹参酮Ⅱ-A 磺酸钠对这种慢反应动作电位有明显的抑制作用。在1—20μmol/L 浓度范围内,丹参酮Ⅱ-A 磺酸钠对0.28μmol/L 的异丙肾上腺素强化的慢反应动作电位有浓度依赖性抑制作用。而且,随异丙肾上腺素浓度的增加(69 nmol/L—0.55μmol/L)抑制作用更加明显。以上结果提示丹参酮 Ⅱ-A 磺酸钠可能是一种钙拮抗剂。50—100μmol/L 的丹参酮 Ⅱ-A 磺酸钠使分离的成年豚鼠心室肌单细胞快反应动作电位的幅度降低,达峰值的时间延长。提示高浓度的丹参酮 Ⅱ-A 磺酸钠对钠通道也有一定的阻断作用。     

耳大神经动作电位及其传导速度的测定

检测人体耳大神经动作电位,对鉴别脊髓神经节前和节后纤维的病变有重要意义。关于耳大神经动作电位的测定方法,国内尚未见诸报道。本文介绍一种耳大神经动作电位简便测定方法,并报告国人耳大神经传导速度的正常值及其影响因素,为临床应用提供生理基     

在生理温度下降钙素基因相关肽对豚鼠心房肌复极过程的影响

实验应用常规微电极方法研究了在生理温度下 (36 5± 0 5℃ )降钙素基因相关肽 (calcitoningene relatedpeptide ,CGRP)对豚鼠心房肌细胞复极过程的影响及其与钾电流的关系。结果表明 :(1)CGRP(16nmol/L)可拮抗由钾通道阻断剂BaCl2 、4 AP引起的动作电位时间延长。 (2 )CGRP(16nmol/L)能够增加细胞外高钾 (18 5mmol/L)条件下心房肌慢反应动作电位的APA和Vmax,并缩短传导时间。 (3)CGRP(16nmol/L)能减弱甚至消除因并用CsCl (5mmol/L)和无钾灌流液诱发的触发活动。 (4)CGRP对动作电位复极过程的作用因温度条件而异。在生理温度下 ,CGRP(5、16和 5 0nmol/L)能够使动作电位平台抬高 ,缩短动作电位复极化 2 0 %、5 0 %和 90 %时程。其中 ,对动作电位复极化 2 0 %、5 0 %时程的作用呈剂量依赖性。而在室温下 (2 5 5± 2 1℃ ) ,CGRP使动作电位复极化 2 0 %、5 0 %和90 %时程延长。上述结果提示 ,CGRP对心房肌细胞具有多重电生理效应 ,其中生理温度下CGRP对钾电流的促进作用在动作电位的改变中占重要地位 ,今后有必要进一步研究CGRP对各种钾通道的作用     

蛙离体单根有髓鞘神经纤维静息电位与动作电位细胞内记录方法

本文介绍一种记录蛙离体单根有髓鞘神经纤维的静息和动作电位的细胞内记录方法,包括神经干标本的制作和固定、微电极和刺激电极的制备、简易防震和静息与动作电位的记录.该方法记录的静息电位和动作电位幅值,在30min 内可保持相对稳定。     

人诱导多能干细胞分化的心肌细胞电生理鉴定

本文旨在研究人诱导多能干细胞分化的心肌细胞(human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes,hiPSC-CMs)的电生理特性。采用时序性短暂激活/短暂抑制Wnt信号通路的方法将未分化的IMR90-4细胞系定向诱导分化为心肌细胞。用免疫荧光染色法和流式细胞术检测心肌肌钙蛋白T(cardiac troponin T,cTnT)蛋白表达,计算hiPSC-CMs的分化率。用膜片钳技术记录hiPSC-CMs的动作电位,根据动作电位的表现对心肌细胞进行分类,并进一步分析电生理特征。结果显示,hiPSC-CMs的纯度大于95%。根据动作电位的表现,hiPSC-CMs可分为心房肌样细胞、心室肌样细胞和窦房结样细胞。其中,心室肌样细胞的动作电位时程(action potential duration,APD)、动作电位幅度(action potential amplitude,APA)和最大去极化速率(dV/dt_(max))均大于心房肌样细胞和窦房结样细胞,窦房结样细胞的d V/dt_(max)低于心室肌样细胞和心房肌样细胞。以上结果表明hiPSC-CMs纯度高,并且分化出的三种不同类型的心肌细胞具有和成熟心肌细胞相似的动作电位特征。     

神经元放电阈值的可变性及其意义

神经元能够将不同时空模式的突触输入转化为时序精确的动作电位输出，这种灵活、可靠的信息编码方式是神经集群在动态环境或特定任务下产生所需活动模式的重要基础。动作电位的产生遵循全或无规律，只有当细胞膜电压达到放电阈值时，神经元才产生动作电位。放电阈值在细胞内和细胞间具有高度可变性，具体动态依赖于刺激输入和放电历史。特别是，放电阈值对动作电位起始前的膜电压变化十分敏感，这种状态依赖性产生的生物物理根源包括Na⁺失活和K⁺激活。在绝大多数神经元中，动作电位的触发位置是轴突起始端，这个位置处的阈值可变性是决定神经元对时空输入转化规律的关键因素。但是，电生理实验中动作电位的记录位置却通常是胞体或近端树突，此处的阈值可变性高于轴突起始端，而其产生的重要根源是轴突动作电位的反向传播。基于胞体测量的相关研究显示，放电阈值动态能够增强神经元的时间编码、特征选择、增益调控和同时侦测能力。本文首先介绍放电阈值的概念及量化方法，然后详细梳理近年来国内外关于放电阈值可变性及产生根源的研究进展，在此基础上归纳总结放电阈值可变性对神经元编码的重要性，最后对未来放电阈值的研究方向进行展望。     

植物性雌激素genistein对豚鼠乳头肌的电生理效应

应用细胞内微电极技术,观察了genistein(GST)对豚鼠乳头肌的电生理效应。结果显示：（1）GST（10-100μmol/L)浓度依赖地缩短正常乳头肌动作电位时程;（2）对部分去极化乳头肌,GST（50μmol/L)除缩短动作电位时程外,还使动作电位幅值和超射值降低,零相最大上升速度减慢;（3）预先应用一氧化氮合酶抑制剂L-NNA（5mmol/L)。不影响GST（50μmol/L)的电生理效应;（4）单独应用17β-雌二醇（E2,5μmol/L)或GST（10μmol/L)时,动作电位各参数无明显变化。而预先应用同剂量的GST再加入E2,则动作电位时程缩短,结果提示,GST可能通过非NO途径抑制Ca^2 内流,从而影响豚鼠乳头肌电生理效应,并与E2有加强或协同效应。     

2003年国际生物学奥林匹克竞赛理论试题(5)

B21.1个细胞的静息电位在添加具有生物活性的化合物(列举在下面,化合物添加用1个箭头所示)后是如何改变的?1.请决定哪一个图反映出哪一种化合物的添加?将结果填在表中。     

镉对大鼠心室肌细胞动作及L-型钙电流的影响

目的:探讨镉(Cd)对大鼠心室肌细胞动作电位(AP)及L-型钙电流(ICa-L)影响。方法:用常规微电极和全细胞膜片钳技术记录心肌细胞动作电位和ICa-L。结果:①不同浓度的CdCl2可降低大鼠心肌细胞动作电位幅值(APA),缩短复极化时程(APD)。②不同浓度的CdCl2明显抑制大鼠心室肌细胞钙通道电流。结论:CdCl2抑制大鼠心室肌细胞动作电位和ICa-L,可能是Cd对心肌毒性的重要机制之一。     

电压门控钠离子通道β亚基的研究

电压门控钠离子通道对Na+的选择性通透是神经元等兴奋性细胞产生动作电位的基础。该通道为跨膜蛋白,主要是由形成孔道的α亚基和一个或几个辅助性的β亚基组成,近年来发现,β亚基对α亚基的调节主要是在调节钠通道的膜上表达和亚细胞定位方面。由于β亚基的突变不仅能够引起动作电位的传导异常,导致神经元功能障碍,引发多种心脏系统疾病,包括恶性心律失常、Brugada综合征、QT间期延长综合征及其他传导性疾病,还能引起亨廷顿病(Huntigton’s diaease,HD)等神经系统疾病。本文就近几年钠离子通道β亚基生理功能的研究及其突变体与疾病的关系等方面作一阐述。