强直电刺激嗅内皮质-海马环路诱发CA1神经元的癫痫同步性膜电位振荡行为

目的和方法 :4 0 0～ 5 0 0 μm大鼠水平脑切片含有封闭的EC 海马环路。强直电刺激 (60Hz ,2s)海马Schaeffer侧支诱发癫痫放电 ,全细胞记录CA1胞体层单个神经元电活动 ,同步记录相应树突区细胞外场电位 ,探讨单个神经元膜电位振荡特性与细胞外癫痫电活动之间的关系。结果 :①强直电刺激诱发CA1神经元膜电位后放性振荡行为呈宽频特征 (3～ 10 0Hz)。以θ节律多见 ,跟随在刺激引起的膜电位去极化或超极化偏移 (paroxysmaldepolarizingorhyperpolaringshift,PDSorPHS)之后 ,振荡波的上升支和下降支分别由膜电位去极化 超极化或超极化 去极化成分构成 ;②逐渐增强的IPSP构成了膜电位振荡的起搏成分 ,继而反弹形成锋电位和阈下振荡 ,与细胞外癫痫样电活动同步 ,并促成癫痫放电由紧张性向阵挛性形式转变 ;③发现了电偶联电位 (spikelets)以及细胞之间的染料偶联现象。结论 :单个神经元作为振荡器可以启动群体神经元超同步化癫痫样电活动 ;缝隙连接可能参与了膜电位振荡的启动与场电位癫痫样电活动的同步作用。     

强直电刺激嗅内皮质—海马环路诱发CAI神经元的癫痫同步性膜电位振？…

目的和方法：４００－５００μｍ大鼠水平脑切片吸封闭的ＥＣ－海马环路。强直电刺激（６０Ｈｚ,２ｓ）海马Ｓｃｈａｅｆｆｅｒ侧支诱发癫痫放电,全细胞记录ＣＡ１胞体层单个神经元电活动,同步记录相应树突外场电位,探讨单个神经元膜电位振荡特性和细胞外癫痫电活动之间的关系。结果：（１）强直电刺激诱发ＣＡ１神经元膜电位后放性振呈宽频特征（３－１００ＨＺ）。以θ节律多见,跟随在刺激引起的膜电位去极化或超极化偏移之后     

大麻素CB1受体对大鼠视网膜神经节细胞诱发动作电位的作用(英文)

激活大麻素CB1受体(CB1Rs)通过调控多种离子通道,从而调节脊椎动物视网膜的功能。本文旨在利用膜片钳全细胞记录技术,在大鼠视网膜薄片上研究CB1Rs对神经节细胞兴奋性的作用。结果显示,在电流钳制状态下,灌流CB1R激动剂WIN55212-2(WIN,5μmol/L)对神经节细胞的自发动作电位发放频率和静息膜电位均没有显著影响。在灌流液中加入CNQX,D-APV,bicuculline和strychnine以阻断神经节细胞的兴奋性和抑制性输入,灌流5μmol/L WIN对正向电流注入(+10pA到+100pA)诱发的动作电位的频率也没有显著影响。位相分析结果显示,触发动作电位的阈值电位和触发第一个动作电位的延迟时间在加入WIN前后也没有显著改变;然而,WIN显著降低动作电位的上升和下降相速率(±dV/dtmax),而且该作用可被CB1R拮抗剂SR141716所阻断。此外,在阻断突触输入的情况下,WIN对神经节细胞的膜电位也没有显著影响。以上结果提示,激活大麻素CB1Rs通过调控诱发动作电位,从而调节大鼠视网膜神经节细胞的兴奋性。     

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。     

由动作电位可引起垂体细胞胞液中 Ca~(2+)的振荡

离体培养的垂体 GH_3B_6细胞株采用两种新技术,即以 fura-α微荧光测定法在激发波长350和380nM监测单细胞内钙浓度的变化和电生理学的膜片电压钳位技术。记录整个细胞的电活动,观察两者的关系。结果显示,胞液游离 Ca~(2+)的变化与动作电位的变化是同时发生的,并表明自发动作电位的发放与单个动作电位能诱发胞液内游离钙明显的瞬态增高。[Ca~(2+)];瞬态变化的时程与量值依赖于发放动作电位的数目,但不依赖于去极化脉冲的时程。[Ca~(2+)](?)瞬时上升的最大值足够诱发垂体细胞的分泌活动。Ca~(2+)通道阻断剂     

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。     

关于自动去极化电位时相定位归属的己见

任何一个可兴奋细胞兴奋的全过程都依次为：由静息电位去极化在达到阈电位之前的局部电位一锋电位（动作电位）-膜电位复极化恢复到兴奋以前的静息水平这样三个大致时相。其中阈电位之前的局部电位（local potential）是整个兴奋过程的最初阶段,是触发细胞产生真正意义兴奋（动作电位）的启动电位。虽然在不同的可兴奋细胞这个启动电位的名称不完全一样,譬如在骨骼肌细胞称之为终板电位（end—platepotential）,在感受器称之为感受器电位（或发生器电位,generator potential）,在神经称之为局部电位,但是其电位的本质意义都一样,即它们都是由外界刺激而发生、当去极化达到细胞本身的阈电位水平时,     

后除极与触发激动在心律失常发生中的作用

后除极(after depolarization)是指一次动作电位开始复极后的一段时间内,膜电位自发出现的一种振荡性除极活动。当这种振荡电位使膜电位除极到一定程度时,即可形成“触发激动”(triggered activity)而诱发期前兴奋。近年来,许多学者深入研究了后除极与触发激动在心肌缺血、缺氧、心肌病以及洋地黄类药物中毒所致心律失常中的作用,其重要性已日益引起人们的关注。     

酸中毒后室性心律失常仿真研究

本文旨在分析酸中毒对心脏电生理活动的影响,探讨其诱发室性心律失常的机制.首先建立了具有pH和钙/钙调素依赖蛋白激酶Ⅱ(calcium/calmodulin dependent protein kinaseⅡ,Ca MKⅡ)调控作用的人体心室酸中毒计算模型,然后模拟了酸中毒过程中细胞和组织电活动的变化,并定量分析了心电图的改变情况.实验结果表明:在酸中毒期间,细胞动作电位时程的缩短和复极离散度的降低导致心电图QT间期缩短、T波幅值和宽度减小.同时,细胞静息电位的抬高和最大去极化速率的降低也促进了组织电兴奋的缓慢传导和传导阻滞.另外,酸中毒后的初期,肌浆网钙超载促进钙释放增多,导致细胞产生延迟后除极(delayed afterdepolarization,DADs),使心电图上表现为室性早搏.而缓慢传导、传导阻滞和室性早搏有利于折返波的产生,进而发展为室速.因此,酸中毒后细胞的触发活动是诱发室性心律失常的主要原因之一.     

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。     

神经胶质细胞的生理

神经胶质细胞(NG)的总体积占脑的一半,数量远远超过神经元。NG膜电位大于神经元的膜电位,且完全决定于[K~ ]_0。NG 不产生动作电位。神经元与 NG 之间为细胞外间隙。神经元活动时(不论是兴奋性或抑制性神经元)有 K~ 释放至细胞外间隙,引起 NG 去极化。NG 去极化值的大小反映神经元活动的数量及频率。NG 可以限制 K~ 的扩散,故 NG 虽不影响神经的传导,却可影响其后电位。尚有一些令人感兴趣的问题,有待进一步澄清或深入。例如:[K~ ]_0的改变是否引起 NG 的代谢反应、NG 对递质的浓度有无影响及能否调节、以及 NG 与癫痫发作有何关系等等。     

突触后细胞电活动促进突触发育的条件

突触在发育过程中体现出极大的可塑性,突触的简单形式：神经肌肉接点（Ｎｅｕｒｏｍｕｓｃｕｌａｒｊｕｎｃｔｉｏｎ,ＮＭＪ）在发育中的自发电活动的规率性变化常用来代征其突触塑造发育的程度．利用膜片钳技术对爪蟾胚胎ＮＭＪ突触后肌肉细胞进行全细胞电流钳制,并施予高频阈上电刺激可诱发ＮＭＪ处自发电活动的增强。深入的研究表明这种增强来自反复的去极化过程而不是单纯的膜电位升高;这种增强只有在施予电刺激的数目,频率,幅度到达一定程度才能诱发;Ｃｄ２＋胞外灌流实验提示Ｃａ２＋在肌细胞内的激增与这种增强有关。     

细胞静息膜电位的测量

实验表明,大细胞表面积与体积的比率是相当大的,以至于离子梯度的下降是极为缓慢的。即使代谢类毒物阻断了依赖ATP的能量代谢,静息膜电位也能维持相当长的时间,这表明依赖ATP的泵不是维持膜电位的直接能源。例如,应用地高辛(cardiac glycol— side)来抑制枪鸟贼巨轴突膜上的Na—K泵,细胞膜电     

小鸡视网膜神经节细胞的反应特性: 多电极记录研究

视网膜主要进行视觉信息的初级加工和处理. 应用多电极记录技术, 对一小块保持功能活性的小鸡视网膜上的多个神经节细胞的电活动进行同步记录, 然后通过相关非线性分析方法检测提取动作电位. 对视网膜神经节细胞群体活动特性的分析, 说明了视觉信息不仅为神经元的放电频率所编码, 也为相邻神经元的协同放电活动所携带.     

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。     

低钾与哇巴因诱发经低温处理的心室肌节律活动

65个猪心室肌标本经24或48h低温处理后,用玻璃微电极进行细胞内动作电位记录。在经低温处理 48h的心室肌上,电刺激均能诱发节律性电活动,而在经低温处理 24h的标本上,节律性电活动的发生率只有8.3％。经24h低温处理后仍无节律性电活动的标本对低钾与哇巴因的反应和新鲜标本不同。低钾(0.35—0.7mM)台氏液能诱导所有低温处理标本的动作电位出现舒张期自动去极化(SD),从而导致节律性电活动。低温处理标本不仅对哇巴因毒性作用的耐受性大大减弱,而且在哇巴因(2×10~(-7)M)作用下,均出现叠加在缓慢 SD上的振荡电位,这种振荡电位的幅度一般小于10mV。低钾(1.4mM)台氏液灌流能使这种振荡电位增大,并在SD基础上导致自发活动。 实验结果提示,钠钾泵活动的抑制可能与心室肌细胞的节律性电活动有关。     

中枢神经系统内神经元信号处理(英文)

一种新颖的轴突断端(axon bleb)膜片钳记录方法大力促进了中枢神经系统轴突功能的研究。我们的工作应用这一方法揭示了大脑皮层锥体神经元的数码信号(具全或无特性的动作电位)的爆发和传播机制。在轴突始段(axon initial segment,AIS)远端高密度聚集的低阈值Na+通道亚型Nav1.6决定动作电位的爆发;而在AIS近端高密度聚集的高阈值Na+通道亚型Nav1.2促进动作电位向胞体和树突的反向传播。应用胞体和轴突的同时记录,我们发现胞体阈下膜电位的变化可以在轴突上传播较长的距离并可到达那些离胞体较近的突触前终末。进一步的研究证明了胞体膜电位的变化调控动作电位触发的突触传递,该膜电位依赖的突触传递是一种模拟式的信号传递。轴突上一类特殊K+通道(Kv1)的活动调制动作电位的波形,特别是其波宽,从而调控各种突触前膜电位水平下突触强度的变化。突触前终末的背景Ca2+浓度也可能参与模拟信号的传递。这些发现深化了我们对中枢神经系统内神经信号处理基本原理的认识,进而帮助我们理解脑如何工作。     

迷走神经对家兔在体心脏心室肌细胞跨膜电位的影响

本研究观察了电刺激迷走神经对家兔在体心脏心室肌细胞跨膜电位的作用及钾通道阻滞剂氯化四乙基铵对这一作用的影响。结果表明,在自然心率条件下,迷走神经刺激可使静息电位(RP)、动作电位振幅(APA)和0相最大上升速率(dv/dt)_(max)增加,动作电位时程(APD)缩短。冠脉注射氯化四乙基铵使心室肌细胞复极过程明显延长,迷走神经刺激不再引起 RP、APA 增大,动作电位时程不再缩短,(dv/dt)_(max)反而减小。这些结果提示,迷走神经刺激对正常心室肌细胞跨膜电位的影响可能是通过外向 K~ 流增加引起的。     

组胺致豚鼠心室乳头肌早发后去极化和触发活动的研究

采用微电极细胞内记录和电子计算机实时采样技术,研究了组胺致豚鼠心室乳头肌早发后去极化和触发活动。组胺(6.0μmol/L)可使动作电位APD_(50)、APD_(90)明显缩短(数据取自无异常自律性和振荡电位的细胞)。组胺可诱发早发后去极化(发生率57％),振荡电位和触发活动。早发后电位在低频驱动(0.2～1.0Hz)时易于发生且常常伴有动作电位时程的延长。触发活动可表现为快速自发性动作电位(发生率14％)。结果提示,组胺诱发的早发后去极化和触发活动可能和心性过敏反应等疾病发生的快速自律型心律失常有关。     

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。