海马CA1区锥体细胞树突分级峰电位的模型分析

脑神经元复杂的树突树结构和电压激活离子通道赋予其复杂的信息整合功能。通过神经元形态的分枝结构模型和电压激活离子通道动力学模型 ,包括远端树突高密度A型K 通道 ,对海马CA1区锥体细胞树突的信息整合特性进行了仿真研究。结果表明 ,远端树突峰电位在很大范围内具有分级放大作用 ,在一定的刺激条件下峰电位的发起部位可在树突轴上移动 ,并且轴突反传动作电位幅度在远端树突会发生突然减小。     

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。     

关于“静息电位和动作电位”的探究式教学过程

利用生理学研究中的经典实验,展示实验操作及实验结果,设置问题引导学生思考,参与设计实验和结果分析,使学生了解静息电位的测量及表示方法,依据细胞膜两侧不同离子的浓度差和细胞膜对不同离子的通透性,理解静息电位的形成机理;依据刺激神经细胞时在阴、阳两极不同的电位变化,理解外向电流引起的去极化,以及由此激发的电压门控离子通道的开闭和动作电位的形成过程。学生成为探求知识的主体,在主动探索中了解了知识的产生过程,其能力也得到了训练。     

胰岛β细胞Na+通道的研究进展

Na+通道存在于胰腺胰岛β细胞上;相对其它可兴奋细胞上的Na+通道,有其特殊的生理特性和功能.研究发现β细胞上的Na+通道影响了β细胞的动作电位,并可能参与胰岛素的分泌调节.但是目前对于Na+通道在β细胞上的功能还存在着很大的争议.随着新的研究技术的发展,有必要为目前对β细胞Na+通道的研究进行综述,这对于进一步研究β细胞上Na+通道的功能具有重要的指导意义.     

Pannexin通道蛋白功能研究概述

Pannexin基因是2000年发现的缝隙连接蛋白家族新成员。目前研究表明,Pannexin蛋白(Px)可以在细胞膜上组成半通道或在细胞间形成缝隙连接通道,介导细胞内ATP释放、细胞间钙波传递、味觉感受、血管血流调节以及免疫应答等多种生理功能。在病理状态下,Px参与炎症、肿瘤、脑缺血、癫痫以及心衰等重大疾病发生、发展。随着Pannexin研究领域的深入,其生理病理状态下的更多重大功能将被阐释。     

电压门控钠离子通道与恶性肿瘤的转移

电压门控钠离子通道(VGSC)是可兴奋组织中动作电位的关键离子通道,具有重要的生理功能.近年来国内外研究发现,VGSC在转移的前列腺癌、乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌等细胞中表达,其增加了癌细胞的运动和侵袭,促使了癌症的转移,其还将被作为治疗靶点而进行药物开发和临床应用.     

瞬时受体电位通道研究进展

瞬时受体电位通道(TRP channels)是位于细胞膜上的一类重要的阳离子通道超家族.根据氨基酸序列的同源性,将已发现的28种哺乳动物,TRP通道分为:TRPC、TRPV、TRPM、TRPA、TRPP和TRPML 6个亚家族.所有的TRP通道都具有6次跨膜结构域.不同的TRP通道对钙离子和钠离子选择性不同.TRP通道分布广泛,调节机制各异,通过感受细胞内外环境的各种刺激,参与痛温觉、机械感觉、味觉的发生和维持细胞内外环境的离子稳态等众多生命活动.     

离子通道在中枢神经损伤修复中的作用研究进展

神经损伤是由炎症、外伤或卒中等病理因素引起,以受损部位出现神经元肿胀坏死以及周围血管供血不足为主要临床表现的疾病。越来越多的研究证实离子通道与神经损伤修复和功能退化密切相关。神经损伤后,机体可以通过产生和释放伤害性介质,调控离子通道的转运活性,从而改变神经元兴奋性和神经功能。该文将概述离子通道在神经损伤以及修复过程中的调控作用,系统阐述离子通道在各类中枢神经损伤疾病中所扮演的角色,部分揭示离子通道在神经损伤修复中的调控机制,为进一步探究神经损伤修复机制提供坚实的理论基础。     

胰岛β细胞中钠通道对胰岛素分泌的作用

胰岛β细胞是典型的兴奋性内分泌细胞,能响应机体葡萄糖水平的升高而分泌胰岛素,其功能受损会导致胰岛素分泌异常,进而引发多种疾病的发生,尤其与糖尿病(diabetes mellitus,DM)的发生密切相关。近年来对胰岛素分泌及调控过程的研究受到越来越广泛的关注,尤其在胰岛素分泌相关的离子通道——钾离子、钙离子通道方面,取得了重要进展,但对钠通道研究较少。钠通道是广泛分布于细胞膜上、亚型众多的一类离子通道,它们通过参与动作电位形成、物质运输和胞间通讯等过程影响细胞的多种生理功能。在此,对胰岛β细胞上钠通道的种类、生理特性、功能等方面的研究进展进行综述,从而为后续胰岛β细胞钠通道的相关研究提供新思路。     

辣椒素及其受体

可以感受痛觉刺激的初级感觉神经元的周围末梢被称为伤害性感受器。这些小直径神经元的末梢可将化学、机械和热刺激信号转化为动作电位,并将这些信息上传到中枢,最后使机体产生痛觉或不舒服的感受。但到目前为止,人们对这些可探测到伤害性刺激的分子所知甚少。1997年成功克隆的辣椒素受体亚型1（vanilloid receptor subtype1,VR1)是近年来科学家们研究的“热点分子”,它是表达于伤害性感受器上的非选择性阳离子通道,已有诸多证据表明其可探测和整合诱发痛觉的化学和热刺激信号,基因敲除小鼠的研究分析也有力证明了该离子通道参与了疼痛及组织损伤后痛觉过敏的产生,而且是热诱发疼痛发生过程的关键分子。     

离子通道对胰岛β细胞中胰岛素分泌的调控作用

胰岛β细胞是胰岛细胞的一种,属于内分泌细胞,主要的生理功能是分泌胰岛素以应对葡萄糖水平的升高,其在维持葡萄糖稳态中起着重要作用。研究表明,胰岛素分泌受到多种机制的调控,其中包括多种离子通道。近年来,国内外学者越来越关注离子通道调控胰岛素分泌的过程。本文主要就钠离子通道、钾离子通道、钙离子通道以及3种离子通道之间的相互作用对胰岛素分泌的调控进行简述,同时,简单介绍了离子通道抑制剂在糖尿病临床中的应用,并展望了离子通道研究在未来糖尿病治疗方面的潜在应用价值。     

TRP离子通道在干细胞中的表达及功能的研究进展

瞬时受体电位(transient receptor potential,TRP)离子通道是一组位于细胞膜上、可感受多种物理及化学刺激的非选择性阳离子通透性蛋白,可参与机体温觉、味觉、听觉和渗透压感受等重要的生命活动.最近研究表明,该类阳离子通道除参与机体感觉功能外,还表达于不同的干细胞中,参与调控干细胞的生物学过程.这...     

胰腺β细胞的离子通道和胰岛素分泌

1 .胰腺β细胞膜上几种重要的离子通道和动作电位β细胞内的离子通道特性和胰岛素分泌的机制研究是深入了解糖尿病的基础。 2 0世纪 70年代初 ,胰岛 (ｉｓｌｅｔ)电生理研究表明 ,葡萄糖刺激伴随着β细胞膜电势的变化 ,并推测其与胰岛素分泌相关[1] 。 2 0世纪 70年代末 ,Ｎｅｈｅｒ等[2 ] 发明了膜片钳记录技术 ,大大促进了包括β细胞在内的单细胞电生理的研究。1 .1　Ｋ 通道　　 2 0世纪 80年代前期 ,各种不同膜片钳构型的研究都表明 ,葡萄糖刺激下β细胞的膜电势变化源于膜上一种Ｋ 通道活性的改变 ,因其可直接被ＡＴＰ关闭而被命名为…     

9种Na+通道mRNA在5个不同发育阶段大鼠16种组织中表达及变化趋势

电压-门控Na⁺通道由1个可单独发挥作用的α亚单位和2～4个起辅助作用的β亚单位构成,在可兴奋细胞动作电位的产生及传导等过程中起重要作用.采用RT-PCR法对5个不同发育阶段(P1、P9、P40、P80、P120)Wistar大鼠16种不同组织的9种Na⁺通道α亚单位及1种β亚单位的mRNA进行检测发现：同种类型Na⁺通道mRNA在大鼠不同组织中的表达不同,不同类型Na⁺通道mRNA在大鼠同一组织中的表达不同.其中,神经系统和心肌组织中Na⁺通道mRNA的表达最高,随着日龄的增加,Na⁺通道mRNA在不同组织中表达的变化趋势不同.Na⁺通道在全身组织中的广泛分布及随发育周期的不同变化趋势,为离子通道病的研究及治疗提供了理论基础.     

从单（离子）通道记录的出现看单离子通道的涵义

从单（离子）通道记录的出现看单离子通道的涵义裴真明（中国科学院上海植物生理研究所,２０００３２）离子通道普存在于动植物细胞的各种膜上,离子通道和膜电位、动作电位、离子进出细胞及细胞的渗透调节等有关,所以近年来国内不仅对动物细胞的离子通道的研究重视,对...     

小脑浦肯野细胞动作电位传输保真度在大鼠出生后发育期间的变化

小脑浦肯野细胞的轴突是小脑皮层唯一的传出通路,研究其动作电位传输能力对于了解小脑的生理功能具有重要意义.大鼠在出生后第2周到第3周,小脑浦肯野细胞的形态及功能都有显著变化,产生动作电位的能力明显增强.而轴突上动作电位传输能力的变化还有待研究.运用胞体以及轴突的双电极膜片钳技术,研究了出生8天以及15天的Wistar大鼠小脑浦肯野细胞轴突上动作电位的传输.与8天组相比,15天组大鼠小脑浦肯野细胞轴突上动作电位的传输能力明显增强.后超极化可以增强8天组轴突上动作电位的传输能力.研究表明,随着发育的成熟,动作电位的产生能力以及轴突上动作电位的传输能力同步增强.     

植物钙依赖型蛋白激酶激活液泡膜上的阴离子通道

运用膜片钳技术研究植物钙依赖型蛋白激酶(CDPK)对细胞液泡离子通道的作用,发现它明显地激活液泡膜上一种电流方向与慢液泡(SV)通道电流相反的阴离子通道.用CsCl和GluK作通道阻断试验,结果表明它是一种Cl^-通道,单通道电导约为30pS,不同于SV的50～100 pS.对它在细胞信息传导中的作用作了分析.     

TRP通道超家族的基本特征及其与疾病的关系

瞬时受体电位通道(transient receptor potential channel, TRP)是细胞膜上的一类阳离子通道,广泛参与感知各种细胞内外刺激及维持离子稳态等多种生命活动。TRP通道超家族的成员均具有六个跨膜片段、不同程度的序列同源性以及能够渗透阳离子等相似之处,也显示出特异性的激活机制和阳离子选择性。TRP通道在细胞快速感受外界刺激以及细胞增殖、分化和凋亡等方面起着至关重要的作用,其表达或者活性异常能够引起严重的人类疾病。因此,TRP通道在细胞以及人类健康中发挥着重要作用。该文拟从TRP通道超家族的基本特征、门控特性以及TRP通道活性失调导致疾病的机制三个主要方面进行综述,促使人们全面了解TRP通道超家族。     

神经系统内机械敏感性TRP通道与疼痛

瞬时感受器电位(transient receptor potential,TRP)离子通道超家族是一类在生物体内分布广泛,能通透钙离子的非选择性阳离子通道。研究表明部分TRP通道能感受内、外环境中多种形式的机械刺激,在细胞机械信号转导过程中发挥重要作用,属于机械敏感性离子通道。越来越多的研究发现,机械敏感性TRP通道参与了痛觉的维持和发展。本文就神经系统内机械敏感性TRP通道及其在痛觉研究中的进展进行综述。     

神经元信息编码的代谢消耗：动作电位与能量效率

人脑是一个高效、可靠的信息处理系统,它主导着个体的认知、情感、意识与行为,这些功能的实现需要不断地消耗代谢能量.大脑的能量需求主要被神经元信息编码所消耗,相应的亚细胞过程包括产生和传导动作电位、维持静息电位以及突触传递.神经元编码信息的主要载体是动作电位序列,它的产生与传导贡献了大脑的大部分代谢消耗.动作电位的能量消耗受离子通道的生物物理特性控制.生物物理特性的细胞特异性和空间异质性使得动作电位对代谢能量的利用效率呈现高度可变性,它为理解神经元代谢消耗的规律、起因与结果带来了挑战.本文首先介绍参与神经元编码的亚细胞过程及它们在大脑和小脑皮层中的代谢消耗,然后详细梳理近年来关于动作电位代谢消耗的研究成果,重点讨论影响其能量效率的生物物理因素和放电形状特性,并归纳总结放电消耗的特点,最后对未来神经元编码的代谢消耗研究进行展望.