琥珀酸对大鼠海马CAI区神经元电压依赖性钙电流的影响

目的:观察不同浓度的琥珀酸对大鼠海马CAI区神经元电压依赖性钙通道(voltage-dependent calcium channels,VDCC)流的作用,初步探讨琥珀酸对神经元保护的电生理学基础.方法:采用传统全细胞膜片钳技术和制霉菌素(nystatin)穿孔膜片钳技术观察琥珀酸对海马CAI区神经元VDCC电流的影响.结果:不同浓度的琉角酸(10-6、10-5、10-4、10-3、10-2和10-1mol·L-1)在海马CAI区对低电压激活(low-voltage activated,LVA)钙通道电流未见任何影响,而对高电压激活(high-voltage activated,HVA)钙通道电流的抑制呈浓度依赖性.对照组HVA钙电流为580.051±7.32pA,分别给予10-6、10-5、10-4、10-3、10-2和10-1 mol·L-1的琥珀酸后HVA钙电流依次为563.74±16.65,517.99±15.24,444.66±13.26,405.32±19.11,269.03±9.96和86.41±3.25pA,同对照组相比差异有统计学意义(n=8,P<0.01).结论:琥珀酸能浓度依赖性地抑制HVA钙电流,而对LVA钙电流无影响.由此推测琥珀酸可能通过抑制HVA钙电流减少Ca2+内流而影响海马CAI区神经元的兴奋性,从而抑制癫痫的形成,其脑保护作用可能与此有关.     

产前应激对子代大鼠海马CA3区神经元Ca2+和K+通道的影响

本研究的目的在于探讨产前应激对子代大鼠海马CA3神经元高电压激活(HVA)钙通道、延迟整流钾电流(delayedrectifierpotassiumcurrents,IKD)的影响。产前应激(prenatalstress,PNS)组孕鼠孕晚期给予束缚应激,应用全细胞膜片钳技术进行研究。结果显示产前应激增加了子代海马CA3神经元HVA钙通道峰电流幅值,对照组和产前应激组子代CA3神经元平均最大HVA钙电流峰值分别为-576.52±7.03pA和-702.05±6.82pA(P<0.01)。同时未改变其电导-电压关系,也未改变延迟整流钾通道电流-电压关系、电导-电压关系。结果提示,在胎儿发育的关键时期,给予母体产前应激,引起子代海马神经元HVA钙电流增加,其机制一方面PNS导致皮质酮升高,从而可能增加HVA钙通道mRNA表达;另一方面PNS所致反应性氧化产物(reactiveoxygenspecies,ROS)增多,后者可能通过磷酸化HVACa2 通道亚单位,从而提高HVA钙电流幅值。     

大鼠全脑缺血后海马CA1区锥体神经元L型钙通道电流的改变(英)

已有研究表明在脑缺血期间及再灌流后早期,海马CA1锥体神经元细胞内钙浓度明显升高,这一钙超载被认为是缺血性脑损伤的重要机制之一.电压依赖性钙通道是介导正常CA1神经元钙内流的主要途径.实验观察了脑缺血再灌流后早期海马CA1锥体神经元电压依赖性L型钙通道的变化.以改良的四血管闭塞法制作大鼠15 min前脑缺血模型,在急性分离的海马CA1神经元上,采用膜片钳细胞贴附式记录L型电压依赖性钙通道电流.脑缺血后CA1神经元L型钙通道的总体平均电流明显增大,这是由于通道的开放概率增加所致.进一步分析单通道动力学显示,脑缺血后通道的开放时间变长,通道的开放频率增大.研究结果提示L型钙通道功能活动增强可能参与了缺血后海马CA1锥体神经元的细胞内钙浓度升高.     

大鼠全脑缺血后海马CA1区锥体神经元L型钙通道电流的改变(英文)

已有研究表明在脑缺血期间及再灌流后早期,海马CA1锥体神经元细胞内钙浓度明显升高,这一钙超载被认为是缺血性脑损伤的重要机制之一.电压依赖性钙通道是介导正常CA1神经元钙内流的主要途径.实验观察了脑缺血再灌流后早期海马CA1锥体神经元电压依赖性L型钙通道的变化.以改良的四血管闭塞法制作大鼠 15min前脑缺血模型,在急性分离的海马CA1神经元上,采用膜片钳细胞贴附式记录L型电压依赖性钙通道电流.脑缺血后CA1神经元L型钙通道的总体平均电流明显增大,这是由于通道的开放概率增加所致.进一步分析单通道动力学显示,脑缺血后通道的开放时间变长,通道的开放频率增大.研究结果提示L型钙通道功能活动增强可能参与了缺血后海马CA1锥体神经元的细胞内钙浓度升高     

木黄酮对小鼠胰岛β细胞电压依赖性钙通道表达和电流的影响

目的:研究长期抑制酪氨酸激酶活性对胰岛β细胞中电压依赖性钙通道的影响,探讨酪氨酸激酶在胰岛β细胞中的作用.方法:原代培养小鼠胰岛和胰岛β细胞,经0.1 mmol/L酪氨酸激酶抑制剂木黄酮处理12 h后,运用全细胞电流记录的方法观察电压依赖性钙电流以及动作电位的改变,RT-PCR方法观察电压依赖性钙通道α1亚单位的表达改变.结果:木黄酮处理12 h后,小鼠胰岛β细胞的电压依赖性钙电流明显减小(13.83±1.515pA/pFvs 7.012±1.502 pA/pF,P＜0.01,n=6),动作电位幅度明显减弱(38.50±7.46 mV vs 15.95±4.39 mV,P＜0.01,n=6).木黄酮处理12 h后,小鼠胰岛中电压依赖性钙通道的α1亚单位的表达明显减少,降低为对照组的0.792±0.078(P＜0.01,n=5).结论:木黄酮处理可以抑制小鼠胰岛β细胞中电压依赖性钙通道的表达和电流,提示长期抑制酪氨酸激酶活性在胰岛β细胞功能损害中具有重要作用.     

海马脑片锥体神经元钙离子通道的盲法膜片钳研究

目的和方法 :采用大鼠海马脑片盲法膜片钳全细胞记录技术研究CA1区锥体神经元电压门控性Ca2 通道的动力学特征。结果 :大鼠海马脑片CA1区锥体神经元电压门控性Ca2 通道电流具有如下特点 :①激活的阈电位偏低 ,为 (- 4 9.3± 8.6 )mV ,范围为 - 6 5～ - 30mV(n =2 3)。②衰减时间常数τ值较大 ,且变化范围大 (10 0～ 70 0ms) (n =12 ) ,并且衰减具有Ca2 电流幅值的依赖性 ,③稳态失活呈现电压依赖性 ,半失活电压为 (- 5 5 .4± 9.7)mV ,斜率因子为 (5 .3± 0 .9)mV(n =10 )。④当细胞外Ca2 浓度为 2 .5mmol/L时 ,Ca2 通道的反转电位为 (5 5±13)mV(n =10 )。⑤尾电流成分较为单一 ,不表现电压依赖性。另外 ,Ca2 电流对戊脉胺及双氢吡啶类化合物硝苯地平均不敏感。结论 :根据上述Ca2 电流特征 ,海马脑片CA1区锥体神经元上的Ca2 通道主要以N型为主     

氨基甙类抗生素对家兔离体颈动脉窦压力感受器放电的抑制作用

实验用自制的压力感受器标本灌流－记录一体化装置,研究氨基甙类抗生素,胞外钙离子浓度变化和L－型钙通道拮抗剂对家兔离体颈动脉窦压力感受器活动（CS－BRA）的影响,研究中发现,（1）链霉素（0．24－0．75mmol/L)和庆大霉素（0．43－1．29mmol/L)浓度依赖性地抑制S－BRA,停药后可基本恢复;（2）高钙灌流液（3．3mmol/L)抑制S－BRA,而微量钙灌流液（10^-5mmol/L数量级）兴奋CS－BRA;（3）维拉帕米和地尔硫卓和选择怀阻断L－型钙通道的有效浓度范围内（＜106-7mol/L)对CS－BRA没有显著影响,在更高浓度（＞10^-6mol/L)时,则抑制CSBRA。结果表明。（1）氨基甙类抗生素特异性地抑制CS－BRA,是一种新的研究压力感受器活动的工具药;（2）钙离子不是形成压力感受器发生器电位的主要离子,而且L－型钙通道在CS－BRA中没有显著作用;（3）氨基甙类抗生素对CS－BRA的抑制作用可能不是阻断L－型钙通道实现的。     

皮质酮对大鼠海马脑片CA1区长时程增强效应的影响

目的：探讨糖皮质激素对海马神经突触可塑性的影响。方法：高浓度（10^-5mol/L)皮质酮直接作用于大鼠海马脑片,记录CA1区LTP）。结果：海马脑片CA1区LTP的形成受到抑制。结论：应激时过量糖皮质激素会直接影响海马神经突触可塑性。     

二氧化硫衍生物对大鼠海马CA3区神经元瞬间外向钾电流的影响

为研究二氧化硫(SO2)衍生物——NaHSO3和Na2SO3(二者分子比为1：3)对大鼠海马CA3区神经元瞬间外向钾电流(IA)的影响,利用全细胞膜片钳技术,根据动力学和药理学特性分离鉴定大鼠海马CA3区神经元IA,观察SO2衍生物对IA的效应。发现SO2代谢衍生物可浓度依赖性地增大IA,使IA增大50％的剂量为25μmol/L。此外还与电压呈依赖关系,但不具有频率依赖性。10μmol/L的SO2代谢衍生物不影响IA电流的激活过程,但升高了A-通道稳态失活电压,延长了A-电流失活时间。说明SO2代谢衍生物可增大大鼠海马CA3区神经元IA电流,延长A-电流的失活时间,从而影响海马神经元的膜生理感应,这可能是SO2影响神经细胞功能的机理之一。     

噪声暴露对大鼠事件相关电位P300的影响及其海马水平的机制

目的：研究噪声暴露对大鼠事件相关电位（ERP）的影响及海马水平的机制。方法：雄性SD大鼠,随机均分为正常对照组（C组）、噪声暴露组（N组）。暴露条件：105dB白噪声2．5h／d×20d。观察试验过程中第0、7、14和20d ERP各波的峰潜伏期以及峰峰幅度值,并检测海马神经元尼氏体、NMDAR2B及胞内钙浓度的变化。结果：在实验第14d、第20d,噪声暴露组动物ERP P3a、P3和P3b的峰潜伏期显著增长,而且在噪声暴露20d后,大鼠海马齿状回以及CA1区尼氏体显著减少（P〈0．01）,齿状回、CA1及CA3区NMDAB2B的免疫反应强度显著降低（P〈0．01）,神经元胞内钙浓度显著升高（P〈0．01）。结论：噪声暴露可致事件相关电位的改变,这可能与其海马神经元尼氏体、NMDAR2B以及胞内钙的变化有关。     

心房肌胞内钙浓度变化对心房颤动患者小电导钙激活钾通道电流的影响

目的：SK通道存在于心肌细胞上,其中SK2亚型主要表达在心房。SK2通道对胞内游离钙离子高度敏感,可快速将钙离子浓度的变化转换成细胞膜电位变化。本实验应用穿孔膜片钳技术记录人心肌细胞SK2电流,观察心房肌细胞SK2电流在窦性患者和心房颤动患者之间的差别,以及电极液中不同的钙浓度对两组细胞SK2电流的影响。方法：将接受体外循环手术的患者分为两组：心房颤动组和窦性心律组。以心房肌细胞为研究对象,用穿孔膜片钳技术记录人心肌细胞电流,观察窦性组与房颤组SK2通道电流的差异以及两组细胞SK2电流对电极液中钙敏感性的不同。结果：在全细胞穿孔膜片钳模式下,电极液中游离钙离子浓度为5×10-7mol/L时,记录到房颤组SK2通道电流明显大于窦性组,尤其是在超极化水平。膜电位在-130 mV时,窦性组与房颤组的SK2通道电流密度分别为（-2.92±0.35）pA/pF（n=6）,（-6.83±0.19）pA/pF（n=3,P〈0.05）。在电极液游离钙离子浓度分别为0 mol/L、5×10-7mol/L、10-6mol/L,膜电位为-130 mV时,窦性组SK2通道电流密度分别为（-1.43±0.33）pA/pF（n=7）,（-2.92±0.35）pA/pF（n=6）,（-10.11±2.15）pA/pF（n=8,P〈0.05）;房颤组SK2通道电流密度分别为（-2.17±0.40）pA/pF（n=4）（-6.83±0.19）pA/pF（n=3）（-14.47±2.89）pA/pF（n=4）（P〈0.05）。结论：人心房肌细胞SK2通道具有电压不敏感、内向整流、apamin敏感的特性。电极液中钙浓度相同的情况下,房颤组的SK2电流密度明显大于窦性组,SK2通道电流对钙离子的敏感性高于窦性组,提示SK2通道钙敏感性增加可能与心房颤动的发生发展密切相关。     

孤啡肽对大鼠顶叶皮层神经元瞬时外向钾电流的抑制作用

目的：研究孤啡肽（N／OFQ）对大鼠顶叶皮层神经元瞬时外向钾电流（IA）的影响,初步探讨其作用的通道动力学机制。方法：采用全细胞膜片钳技术,观察N／OFQ对急性分离的大鼠顶叶皮层神经元IA的作用。结果：①0．1μmol／L N／OFQ使IA幅值由给药前的（5356．1±361．6）pA下降为（4113．3±312．7）pA,抑制率为23．20％±2．17％（P〈0．01,n=10）。②0．1μmol／L N／OFQ使IA的电流-电压（I-V）曲线降低（P〈0．01,n=10）。③0．1μmol／L N／OFQ使,IA激活曲线的半数激活电压（V1／2）和斜率因子（κ）分别由给药前的（-9．2±2．5）mV和（20．4±2．3）mV变为给药后的（30．6±3．7）mV（P〈0．01,n=8）和（22．6±2．1）mV（P〉0．05,n=8）。④0．1μmol／L N／OFQ使IA失活曲线的半数失活电压（V1／2）和斜率因子（κ）分别由给药前的（-64．1±3．2）mV和（21．5±2．1）mV变为给药后的（-55．9±1．9）mV（P〈0．05,n=5）和（19．6±2．2）mV（P〉0．05,n=5）。结论：N／OFQ可抑制大鼠顶叶皮层神经元IA,使其激活曲线、失活曲线均右移。     

Biphasic effects of copper on neurotransmission in rat hippocampal neurons

The importance of copper in the CNS is well documented, but the mechanisms related to its brain functions are poorly understood. Copper is released at the synaptic cleft, where it may modulate neurotransmission. To understand the functional impact of copper on the neuronal network, we have analyzed the synaptic activity of primary rat hippocampal neurons by using different approaches including whole cell patch clamp, recording of calcium transients, immunofluorescence and western blot. Here, we show that copper produces biphasic changes in neurotransmission. When copper is acutely applied to the plate it blocks neurotransmission. Interestingly, when it is applied for 3 h to hippocampal neurons it mainly increases the frequency and amplitude of α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA)ergic currents (control: 0.21 ± 0.05 Hz/22.9 ± 1.3 pA; copper: 0.68 ± 0.16 Hz/30.5 ± 2.5 pA), intracellular calcium transients (control: 0.05 ± 0.013 Hz; copper: 0.11 ± 0.02 Hz) and evoked AMPA currents (control: EC50 8.3 ± 0.5?μM; copper: EC50 2.9 ± 0.2 μM). Moreover, our results suggest that copper increases GluA1 subunit levels of the AMPA receptor through the anchorage of AMPA receptors to the plasma membrane as a result of PSD-95 accumulation. We also found that copper-treated neurons displayed an undistinguishable neurotransmission to control neurons after 24 h of treatment, indicating that changes in neurotransmission induced by copper at 3 h of incubation are homeostatically regulated after long-term exposure to the metal. Together, our data reveal an unexpected biphasic effect of copper on neurotransmission, which may be relevant to understand the effects of this ion in brain diseases that display copper dyshomeostasis such as that observed in Alzheimer's disease (AD).     

Prenatal stress on the kinetic properties of Ca2+ and K+ channels in offspring hippocampal CA3 pyramidal neurons

Prenatal stress is known to cause neuronal loss and oxidative damage in the hippocampus of offspring rats. To further understand the mechanisms, the present study was undertaken to investigate the effects of prenatal stress on the kinetic properties of high-voltage-activated (HVA) Ca(2+) and K(+) channels in freshly isolated hippocampal CA3 pyramidal neurons of offspring rats. Pregnant rats in the prenatal stress group were exposed to restraint stress on days 14-20 of pregnancy three times daily for 45 min. The patch clamp technique was employed to record HVA Ca(2+) and K(+) channel currents. Prenatal stress significantly increased HVA Ca(2+) channel disturbance including the maximal average HVA calcium peak current amplitude (-576.52+/-7.03 pA in control group and -702.05+/-6.82 pA in prenatal stress group, p<0.01), the maximal average HVA Ca(2+) current density (-40.89+/-0.31 pA/pF in control group and -49.44+/-0.37 pA/pF in prenatal stress group, p<0.01), and the maximal average integral current of the HVA Ca(2+) channel (106.81+/-4.20 nA ms in control group and 133.49+/-4.59 nA ms in prenatal stress group, p<0.01). The current-voltage relationship and conductance--voltage relationship of HVA Ca(2+) channels and potassium channels in offspring CA3 neurons were not affected by prenatal stress. These data suggest that exposure of animals to stressful experience during pregnancy can exert effects on calcium ion channels of offspring hippocampal neurons and that the calcium channel disturbance may play a role in prenatal stress-induced neuronal loss and oxidative damage in offspring brain.     

蓝莓提取物对H2O2诱导的体外培养的大鼠海马神经元氧化损伤的保护作用

目的：探讨蓝莓提取物对过氧化氢致大鼠海马神经元氧化应激损伤的减缓作用。方法：将培养7d的海马神经细胞分为8组：①过氧化氢组（H2O2）：培养液中加入50μmol/L的H2O2,作用24h。②不同剂量蓝莓提取物预处理组（BE＋H2O2）：在加入H2O2前24h,分别加入0.01、0.1、1.0、10.0、20.0和40.0μg/mlBE。③空白对照组（Control）：处理步骤同上组,但每次处理物质均为等量的培养液。通过测定细胞存活率和上清液中乳酸脱氢酶（LDH）的活性确定减轻海马神经元损伤的蓝莓提取物的适宜浓度。并检测细胞内丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性以及细胞凋亡率的变化。结果：①蓝莓提取物组（0.1,1.0和10.0μg/mlBE）LDH活性显著低于H2O2组,细胞存活率由H2O2组的57.44%分别上升至78.42%、87.71%、72.40%;1μg/ml蓝莓提取物组对H2O2诱导的海马神经细胞氧化应激损伤的保护作用最好。②1μg/ml蓝莓提取物组海马神经细胞培养上清液中MDA含量及细胞凋亡率显著低于H2O2组,SOD活性显著高于H2O2组。结论：适宜剂量的蓝莓提取物对氧化应激损伤的海马神经元有一定的保护作用,其机制可能与抑制海马神经元凋亡、增强神经细胞的抗氧化功能有关。     

姜黄素预防高原缺氧大鼠认知功能障碍的电生理机制

目的：探讨姜黄素（curcumin）预防高原缺氧大鼠认知功能障碍的电生理机制。方法：将30只成年雄性SD大鼠随机分为健康对照组、模型组（Model组）、姜黄索[按体重60rag／（kg·d）】治疗纽（curcumin组）。造模后,检测脑片水平的海马的LTP变化,并运用膜片钳技术检测海马CA1区神经元的电生理变化。结果（1）给予HFS刺激后各组均可诱发LTP并持续1h以上,与对照组比较模型组组HFS刺激后LTP明显被抑制（P〈0．05）,姜黄素可减轻缺氧所致的LTP抑制（P〈0．05）;（2）高原缺氧使海马CA1神经元阈电位升高,动作电位（AP）数量减少,兴奋性降低,姜黄素干预可明显减轻高原缺氧对细胞神经元的抑制。结论：姜黄素可显著改善高原缺氧大鼠认知功能障碍,其可能机制是通过维持海马CA1细胞的兴奋性减轻高原缺氧对认知功能的损伤。     

二氧化硫代谢衍生物对大鼠海马CA1区神经元钠电流的影响

实验采用全细胞膜片钳技术 ,研究了SO2 代谢衍生物亚硫酸钠和亚硫酸氢钠 (两者分子比为 3∶1)对大鼠海马CA1区神经元钠电流的影响。结果表明 ,SO2 代谢衍生物可剂量依赖性地增大钠电流 ,剂量为 10和 10 0μmol/L时 ,钠电流分别增大 5 0 .5 9± 19.0 8%和 82 .0 6± 18.5 1%(n =15 ) ;此外还与电压呈依赖性关系 ,但不具有频率依赖性 ;10 μmol/LSO2 代谢衍生物不影响钠电流的激活过程 ,却非常显著地影响其失活过程 ,作用前后的半数失活电压分别为 - 6 9.71± 4.6 7和 - 5 3.2 7± 4.95mV (n =10 ,P <0 .0 1) ,但不改变失活曲线的斜率因子。实验结果提示 ,SO2 衍生物具有类似神经毒物的作用 ,大气SO2 污染可能与一些中枢神经系统疾病的发生有关。     

高脂血症对大鼠心电图的影响及其作用机制

目的：探讨在高脂血症状态下,大鼠心电图的变化情况,及高胆固醇血症对心肌电生理特性影响的机制。方法：将20只Wistar大鼠随机分为空白对照组和高脂饮食组,喂养10周后,检测大鼠的血脂水平、心电图和室颤阈值,并通过全细胞膜片钳记录心室肌细胞的ICa,L;利用组织病理学方法评价对照组及高脂饮食组的大鼠动脉粥样硬化的程度。结果：高脂饮食组的大鼠血脂水平与对照组相比明显增高（P〈0．01）;在高脂饮食组的大鼠动脉血管管壁中,可见广泛分布的粥样硬化斑块。在高脂饮食组的大鼠心电图中,室颤阈值为（4．23±0．12）V,明显低于对照组（12．80±6．34）V,P〈0．05。高脂饮食组大鼠的QTe间期（94±16）ms,与对照组（67±12）ms相比明显延长,P〈0．05。高脂饮食组大鼠的心室肌细胞的ICa,L密度为（12．83±3．28）pA／pF,与对照组（9．21±2．16）pA／pF相比明显高,P〈0．05。结论：高脂饮食后,大鼠的心电图有明显变化,QTe间期延长;高胆固醇血症能明显增加大鼠心肌细胞的ICa,L的,延长复极时程,降低室颤阈值。     

Effects of mibefradil on synaptic transmission in the hippocampus and on voltage-dependent currents in isolated hippocampal and thalamic neurons of the rat

The effects of a novel anti-hypertensive drug, mibefradil, on voltage-dependent currents in isolated thalamic and hippocampal neurons, as well as on synaptic transmission in the hippocampus have been studied. Mibefradil exerted a potent inhibitory action on low-threshold calcium currents in thalamic neurons (IC₅₀=160 nM). In higher concentrations (1–20 μM), this drug blocked not only low-threshold calcium current but also voltage-dependent sodium and delayed potassium currents in pyramidal hippocampal neurons. The amplitude of population action potentials in hippocampal slices decreased by 55% in the presence of 20μM mibefradil. All of the effects of mibefradil were almost completely reversible. In our experiments, the sensitivity of low-threshold calcium channels in thalamic neurons to mibefradil was higher than that observed on other objects. The ability of mibefradil to block not only calcium currents but also other types of voltage-dependent ion conductances in hippocampal neurons may be considered an essential factor that determines the specificity of the pharmacological profile of this drug.