心肌单细胞兴奋模式转迁规律和转迁过程中延迟后去极化、早后去极化的生成

实验观察了培养心肌单细胞自发性兴奋节律的不同模式以及兴奋模式的转迁规律。结果表明,单细胞在正常灌流条件下可处于不同的兴奋状态,产生不同的兴奋节律,包括延迟后去极化、早后去极化现象。不同的兴奋模式在膜电流改变条件下可规律地相互转迁。随外向电流的逐渐减弱、内向电流的逐渐加强,同一细胞顺序历经“极化”静息状态、含延迟后去极化电位的节律、连续兴奋节律、含早后去极化电位的节律和“去极化”静息状态的兴奋节律动态转迁过程,形成心肌单细胞自发兴奋的哗律谱系”。其中延迟后去极化节律介于“极化”静息状态和连续放电节律之间,是连续放电节律向“极化”静息过渡的一种表现形式。而早后去极化节律则介于连续放电节律和“去极化”静息状态之间,是连续放电向“去极化”静息过渡的一种表现形式。哗律谱系”的概念在延迟后去极化、早后去极化现象和正常节律之间建立了内在联系。     

心肌单细胞兴奋模式转迁的非线性动力学机理

利用Moms-Lecar模型研究实验观察到的培养心肌单细胞自发性兴奋模式转迁规律的动力学机理,确定性模型仿真,揭示了心肌单细胞随参数由“极化”静息经规则节律到“去极化”静息的节律变化规律。随机因素扰动下的模型仿真发现在分岔序列中的分岔点附近会出现含延迟后去极化电位、旱后去极化电位的节律模式,其中,延迟后去极化节律产生于从“极化”静息到规则节律的分岔点附近,而旱后去极化节律产生于从规则节律到“去极化”静息的分岔点附近。这表明含延迟后去极化电位的节律和含旱后去极化电位的节律是系统在自动兴奋和静息之间的分岔点附近由于参数的随机扰动而产生的。     

大鼠下丘脑薄片视上核神经元的细胞内生物电记录

从成年Ｓｐｒａｇｕｅ－Ｄａｗｌｅｙ大鼠用振动切片机制备含有视上核的下丘脑冠状薄片（５００μｍ厚）,并对视上核神经元（ｎ＝１７）进行常规细胞内生物电记录。测得静息电位－６０±８ｍＶ,膜输入电阻１７３±５８ＭΩ,时间常数１０．２±３．９ｍｓ,动作电位幅度６５±１２ｍＶ,阈电位－４４±７ｍＶ,由Ｉ─Ｖ曲线测得斜率电阻１５８±６２ＭΩ,大部分细胞还显示内向整流特性。在静息电位状态下,５７％细胞保持静息,４３％有自发锋电位发放。细胞的锋电位发放模式７８％为时相型,２２％为持续型。外源性去甲肾上腺素（ｎ＝７）或谷氨酸钠（ｎ＝５）可引起伴有膜电阻减小的去极化反应,并可导致锋电位的串发放。     

β-肾上腺素受体调控心肌细胞兴奋收缩耦联的分子过程研究

兴奋收缩耦联是肌细胞兴奋期间由动作电位触发肌质网释放钙离子,从而导致收缩的过程。心肌细胞的兴奋收缩耦联是通过“钙致钙释放（Ca^2＋-induced Ca^2＋ release）的机制完成的。兴奋期间,细胞膜电位的去极化导致电压依赖性的L．型钙通道（LCC）开放,细胞外钙离子通过LCC流入细胞,激活了肌质网膜上称为ryanodine受体（RyR）的钙释放通道,后者从肌质网钙库中释放钙离子,使细胞质游离钙浓度迅速上升。细胞质钙浓度的升高一方面启动细胞收缩,另一方面激活了肌质网钙泵和细胞膜钠钙交换,二者分别将钙离子运回肌质网或细胞外,使细胞质钙浓度很快回落,从而完成了一次“钙瞬变（Ca^2＋ transient）”。钙瞬变在每个心动周期发生一次,是直接控制细胞收缩的细胞内信号。     

经长时间低温处理后由电刺激诱发的猪心室肌细胞持续性节律活动

用17个猪心研究了经长时(24-96小时)低温处理后,心室肌由电刺激诱发的节律性电活动。经48小时以上冷藏后,心室肌静息电位只有-20mV。单纯复温很难使静息电位增高.施与连续电刺激(1次/秒)时,心室肌标本中有些部分可发生局部反应。局部反应随时间而增大,同时静息电位也随之增高,并可出现可传播的动作电位。这种电位的特点是在复极化后有明显的超极化现象。在超极化不断加深后可产生后去极化。后去极化的不断增高达到一定程度时,就突然诱发出持续性节律活动.最初呈低电位节律活动,其动作电位呈慢反应型.最大舒张期电位(E_(max))为-52±3mV,动作电位总幅度(E_t)为55±7mV,dv/dt_(max)在10v/sec以下.这种节律活动频率较快并匀齐,可持续数小时之久.低电位自发节律有向高电位节律活动转变的倾向。高电位节律活动可由低电位节律演变而来,也可在较短时冷藏(24-48小时)后,由电刺激直接诱发产生。其主要条件是静息电位较大(负于—60mV).高电位节律活动是快反应型动作电位,E_(max)为—62±19mV,E_t为81±23mV,dv/dt_(max)在40V/sec与90V/sec之间。当动作电位超过90mV以上时,节律缓慢而不匀齐。有时在动作电位超过100mV或更高时,超极化及后去极化均消失,而皇“正常”心室肌动作电位图形。     

细胞-场效应管传感器及其应用

细胞膜电位是由细胞膜内外两侧离子浓度差所产生的电位差,包含静息电位和动作电位.电压钳和膜片钳是细胞膜电位检测和记录的主要技术,电压钳的电极和膜片钳的玻璃管对细胞膜有刺激,并且不能对细胞进行在线监测和记录.细胞-场效应管传感器是一种用细胞膜电位通过场效应管栅极控制漏源电流,从而感受细胞膜电位的新型器件,具有对细胞膜无刺激、在线、长时程、实时等特点,是细胞膜电位检测和记录的新技术,可广泛应用于科学研究、药物开发、医疗器械、检验检疫、环境保护、公共安全等领域.本文主要介绍这种传感器的结构、转移特性、等效电路、制备工艺以及动作电位记录、细胞生长实时监测、细胞外分泌监测、肿瘤标志物检测等方面的应用.     

迷走神经感觉输入诱发的鲫鱼Mauthner细胞胞内电位变化

实验运用微电极穿刺技术,初步探索了刺激鲫鱼右侧迷走神经在双侧Mauthner(M)细胞胞体诱发的胞内电位变化。结果表明：（1）直接刺激鲫鱼右侧迷走神经,可在同侧或对侧M细胞胞体记录到一种短潜伏期、长持续时间、分级的、复合的突触后电位（postsynaptic potentials,PSPs)。此PSPs表现出明显的强度依从性和频率依赖性。（2）刺激迷走神经诱发的PSPs可使逆向锋电位的幅度降低。（3）肌注士的宁后,PSPs的幅度增高、平均持续时间增加、峰值前移。并且可爆发两个以上的动作电位,上述结果提示：迷走神经到M细胞的通路可能 是由长短不等的神经链群组成的。且此通路中不仅包含有兴奋性成分还包含有抑制性成分,而兴奋和抑制之间的相互关系可能起着调节M细胞兴奋性的作用。     

东方蝾螈胚胎表皮细胞动作电位的离子依赖性

两栖类胚胎表皮细胞在其发育的一定阶段是可兴奋的,能传导兴奋,并伴有类似心肌细胞的动作电位。Sato等报道,蝾螈表皮细胞动作电位由两种成分组成:心肌型的慢电位和在这之前一个短时程的快电位。慢电位可以传递到其它细胞,而快电位是不传递的。他们认为,慢电位是由快电位诱导产生的。在我们以往的实验中,刺激和记录的不是同一个细胞,可能是由于快电位不能传递到被记录的细     

哇巴因刺激肺慢适应感受器

钠钾泵抑制剂——哇巴因能引起气道内慢适应感受器异相发放,表现为冲动在正常时的吸气相发放,呼气相终止转变为在呼气相发放,吸气相终止。我们推测异相发放由过度兴奋所致,如果假设正确,那么降低气道压力从而减少对感受器刺激,将能防止异相发放。本工作在麻醉、开胸、机械通气（在呼气末附加3cm水柱的正压）的家兔中记录颈迷走神经中慢适应感受器的单位放电,向感受野注射微量哇巴因（1μmol／L,20μ1）,可观察到感受器活动发生变化。感受器放电经历紧张性发放、异相发放、以及不规则发放三个时期,随后放电终止,进入静息状态。在紧张期,感受器呈持续发放,冲动频率随肺部通气变化的波动幅度明显减小。在异相发放期,感受器活动出现突然发放（呼气相）与终止（吸气相）,其冲动快速转换于高频发放和静止之间。此时,若撤除呼气末正压而减少气道内压力,感受器活动恢复正常,即冲动频率于气管压峰值时为最高,在呼气相减少或终止。在不规则期,感受器通常处于静止状态,时而出现突发高频冲动,且与呼吸周期无关。可以设想：在吸气相,感受器受到牵拉,引起钠、钙等阳离子内流,产生感受器电位。正常时,由于激活钠泵,将钠离子泵出细胞,使感受器电位回复。当钠泵受到抑制后,钠外流受阻,感受器电位加大。在异相发放期,肺充气时牵拉感受器,进一步增加感受器电位,当它超越了产生动作电位的活动范围后,则感受器因过度去极化而失去兴奋性。     

硝酸士的宁对鲫鱼皮肤刺激诱发Mauthner细胞电位的影响

目的:探讨硝酸士的宁对刺激皮肤激活鲫鱼Mauthner细胞产生胞内电位的影响.方法:运用微电极穿刺技术.结果:①直接刺激皮肤,可在同侧或者对侧的M细胞产生一种高幅度的复合性突触后电位(postsynaptic potentials,PSPs).此反应在不同的刺激频率下表现出不同的幅度.②肌注硝酸士的宁后皮肤刺激诱发的胞内反应的幅度增加,甚至在原有去极化的基础上爆发动作电位.③将逆向动作电位重合到胞内反应的不同时刻,观察到逆向动作电位在整个由皮肤刺激诱发的胞内反应期间都降低.④肌注硝酸士的宁后逆向动作电位衰减的逐渐幅度减小,峰值提前,时程缩短,直至不发生衰减.结论:从皮肤到M细胞的传入通路中既有兴奋性成分,又有抑制性成分,二者相互制约平衡,对M细胞的兴奋性进行精密的调节.     

脂布福吉宁、哇巴因对豚鼠心室肌细胞外K~＋活度及跨膜动作电位的影响

用离子敏感微电极和常规微电极研究脂布福吉宁（Ｒｅｓ）和哇巴因（Ｏｕａ）对豚鼠心室肌细胞外Ｋ＾＋活度和动作电位（ＴＡＰ）的影响。结果表明：Ｒｅｓ可降低静息电位,动作电位振幅、间期,最大上升速率,使ａ＾ｏＫ升高;并诱发延迟性后去极化（ＤＡＤ）;Ｒｅｓ的作用与Ｏｕａ相似;电剌激使Ｋ＾＋在细胞间积累,积累量与频率相关。     

棉铃虫成虫复眼的光谱敏感性及超极化后电位的研究

采用胞内记录方法研究了雄性棉铃虫小网膜细胞对光刺激的反应特性。结果如下：（１）小网膜细胞对５６２ｎｍ的光最敏感,另外对４００ｎｍ、４８３ｎｍ光也较敏感;（２）对这三种敏感光的光强度反应曲线（Ｖ／ＬｏｇＩｃｕｒｖｅ）与对白光的类似,在一定范围内,随光强度的增加反应增大,呈近似“Ｓ”形曲线;（３）超极化后电位的幅值随闪光刺激强度的增大、刺激时程的延长、对刺激光的敏感程度的增加而增大;（４）感受器的去极化电位与超极化后电位的比值不受刺激强度及光谱的影响,但随闪光刺激时程的延长而逐渐减小。     

三叉神经中脑核神经元膜的电学特性

用大鼠脑干脑片,给三叉神经中脑核79个神经元作了细胞内记录,测算了20个神经元膜的电学特性:静息电位-60.3±5.6mV;输入阻抗为10.5±5.4MΩ;时间常数1.3±0.5ms。电刺激可诱发动作电位,测算32个神经元的有关参数:阈电位-50—-55mV;波幅69.5±6.1mV;超射11.9±3.6mV;波宽0.8±0.2ms。TTX(0.3μmol/L)或无钠使之消失。通以长时程矩形波电流可引起200—250Hz的2—15个重复放电,但在通电停止前终止,TEA或4-AP可延长放电。膜电位-60—-55mV时在动作电位之后可看到阈下电位波动,它不受TTX的影响,无钙时消失,TEA或4-AP使波幅增大。静息电位去极化可使45个神经元中的40个发生外向整流作用,并被TEA,4-AP或无钙抑制,超极化则发生内向整流作用,Cs或无钠抑制之。灌流液中加入各种钾通道阻断药时神经元的稳态I-V曲线发生相应变化,提示I_(DR),l_A,I_(K(Ca))及I_Q可能都与静息时的膜电导有关。     

脂布福吉宁、哇巴因对豚鼠心室肌细胞外K~＋活度及跨膜动作电位的影响

用离子敏感微电极和常规微电极研究脂布福吉宁（Ｒｅｓ）和哇巴因（Ｏｕａ）对豚鼠心室肌细胞外Ｋ＋活度（ａ）和动作电位（ＴＡＰ）的影响。结果表明：Ｒｅｓ（２６μｍｏｌ／Ｌ）可降低静息电位,动作电位振幅、间期,最大上升速率,使ａ升高;并诱发延迟性后去极化（ＤＡＤ）;Ｒｅｓ的作用与Ｏｕａ（２μｍｏｌ／Ｌ）相似;电刺激使Ｋ＋在细胞间积累,积累量与频率相关。     

新生大鼠海马培养神经元电生理参数测定及神经递质的作用观察

采用微电极技术对分散培养的新生大鼠海马神经元进行细胞内记录,对其被动膜电性质、Ⅰ－Ｖ关系曲线、动作电位等进行了观察。测得静息电位为－６４±１１ｍＶ（ｎ＝９６）,膜阻抗为８０±２０ＭΩ,时间常数５．６±１．４ｍｓ,动作电位幅度６９±７ｍＶ（ｎ＝１５）,阈电位－４８±８ｍＶ,超射值７±３ｍＶ。利用压力脉冲微量给药技术将乙酰胆碱或谷氨酸钠施加于所观察的细胞表面,发现二者均引起神经元去极化,并伴有强烈的放电反应。证明新生大鼠海马培养神经元细胞内记录是一种稳定可靠的电生理学研究方法。     

硝酸士的宁对刺激鲫鱼脊髓诱发的Mauthner细胞胞内电位变化的影响

目的探索肌注硝酸士的宁对刺激鲫鱼脊髓所诱发的M细胞胞内电位变化的影响。方法运用微电极穿刺技术记录M细胞的胞内电位变化。结果肌注硝酸士的宁后逆向动作电位后突触后电位（PSPs）的幅度升高,持续时间增加,并可在此基础上暴发动作电位。结论从脊髓到M细胞的传入通路中可能有抑制性递质甘氨酸的释放和相应受体的存在,其与兴奋性递质一起调节M细胞兴奋性,从而使M细胞的活动与整体一致。     

大鼠下丘脑离体脑薄片视上核神经元的全细胞记录

在大鼠下丘脑薄片标本上对52例视上核神经元进行了全细胞膜片箝记录。膜被动及主动电生理参数测量如下：静息电位,59±8mV;输入阻抗,535±129MΩ;时间常数,32±9ms;动作电位幅度,99±11mV;超射值,37±13mV（n＝39）。大多数神经元在接受去极化刺激时出现明显的慢后超极化电位或电流。我们发现,在电压箱状态下几乎所有的视上核神经元均接受兴奋性和／或抑制性突触传λ（n=13）。药理学实验表明,兴奋性突触后电流是由non－NMDA亚型谷氨酸受体介导,而抑制性突触后电流由GABAA受体介导。     

豚鼠耳蜗外毛细胞的急性分离及钾离子通道的研究

本文对豚鼠耳蜗离体外毛细胞的细胞活性及底侧膜处电压依赖性钾离子通道进行了研究,结果表明：（１）离体外毛细胞悬液保存在４℃时,可延长存活时间达７ｈ以上。（２）外毛细胞的静息电位：应用电流钳方法,在刚形成全细胞方式时其细胞内静息电位为－７３．７±６．９ｍＶ,２ｍｉｎ后为－９４．８±４．１ｍＶ（ｘ±ｓ,ｎ＝１０）。（３）全细胞方式记录到的电压依赖性外向Ｋ＋电流是由快钾电流和延迟整流钾电流两部分组成,快钾电流的激活电位为－６０～－５０ｍＶ,延迟整流钾电流的激活电位为－４０～－３０ｍＶ,电流－电压关系曲线呈“Ｓ形上升”趋势。外向Ｋ＋电流被ＴＥＡ（２０ｍｍｏｌ／Ｌ）阻断后,可观察到一种电压依赖性内向电流     

达乌尔黄鼠心肌细胞膜电位的耐寒性

用胞内微电极记录达乌尔黄鼠心室乳头肌细胞膜电位,研究它的耐寒性并附带观察季节及冬眠的影响。76％和55％的心肌标本分别在0℃至—5℃之间可诱发动作电位。3例心肌超冷至-5℃时静息电位(RP)66.6mV,为35℃时的80％,动作电位幅值(APA)60.4mV,为66％,但复温后可完全恢复。RP与APA比最大去极化率(dV/dt_(max))和动作电位时程(ADP)对寒冷有较大的抵抗力。季节对心肌膜电位活动有明显的影响,冬季深眠黄鼠的心肌RP和APA在0℃中显著高于冬季活跃组,提示深眠黄鼠的心肌有较大的耐寒性。这些结果说明冬眠型哺乳动物的心肌细胞膜电位比非冬眠型的有显著较大耐寒性。     

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。