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缺氧/复氧早期对豚鼠心室肌持续性钠电流的影响
目的:研究心室肌细胞持续性钠电流(INa.P)在缺氧/复氧早期的变化,探讨其在此病理条件下的作用及意义.方法:运用全细胞膜片钳技术记录持续性钠电流,并观察其在缺氧-复氧模型下的变化.结果:①在0.5 Hz,1Hz和2 Hz的刺激频率下第1个和第8个刺激脉冲引起的INa.P电流密度差值分别为(0.021±0.014)pA/pF,(0.097±0.014)pA/pF和(0.133±0.024)pA/pF(P＜0.01);②分别在-150～-80 mV,阶跃10 mV的钳制膜电位下去极化至-30 mV,INa.P逐渐减小;③在缺氧条件下,INa.P电流密度增大,并随缺氧时间延长增大更显著;④在正常、缺氧15 min和复氧5 min时INa.P密度分别为(0.500±0.125)pA/pF,(1.294±0.321)pA/pF和(0.988±0.189)pA/pF(与对照比较P＜0.01).结论:以上特性提示INa.P在缺氧/复氧过程心律失常的产生及钙超载引起心肌损伤的机制中起重要作用.
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脊神经损伤后钠电流的变化及其离子通道机制
目的:检测脊神经切断大鼠背根节(DRG)神经元重复放电能力和钠电流的变化,并研究介导其电流变化的钠通道亚型的表达情况.方法:脊神经切断术后2～8d慢性痛大鼠模型背根节急性分离,对中等直径DRG神经元运用全细胞膜片钳技术记录神经元放电和钠电流的变化.对背根节神经元进行RT-PCR检测,分析其钠通道亚型的表达情况.结果:电流钳下,实验组DRG神经元在电流刺激下产生重复放电,而对照组神经元多诱发单个动作电位,电压钳记录发现实验组背根节神经元快钠电流和持续性钠电流幅值均明显大于对照组,PCR结果显示,Nav1.3、Nav1.7和Nav1.8通道亚型mRNA表达显著增高.结论:钠通道介导了脊神经受损模型的DRG神经元兴奋性增高,持续性钠电流可能通过调节阁下膜电位振荡的产生调节神经元兴奋性.
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细胞外pH值降低可增强豚鼠心室肌细胞持续性钠电流
应用全细胞和单通道(贴附式)膜片钳技术观察胞外pH值降低对心室肌细胞持续性钠电流(persistent sodium current,INa.P)的影响,探讨其作用机制.结果显示:全细胞记录模式下,细胞外pH值降低可明显增大INa.P,且呈H+浓度依赖性增强.当细胞外pH值从对照值的7.4降低为6.5时,INa.P的电流密度从(0.347±0.067)pA/pF增加到(0.817±0.137)pA/pF(P＜0.01,n=6),而加入还原剂1,4-二硫甙苏糖醇(dithiothreitiol,DTT,1 mmol/L)后可使INa.P的电流密度回落到(0.233+0.078)pA/pF(P＜0.01 vs pH 6.5,n=6).单通道记录模式中,当细胞外pH值从对照值的7.4降低为6.5时,持续性钠通道的开放概率和开放时间分别从0.021±0.007和(0.899±0.074)ms增加到0.205±0.023和(1.593±0.158)ms(P＜0.01,n=6),再加入还原剂DTT(1mmol/L)使开放概率和开放时间分别回落到0.019±0.005和(0.868±0.190)ms(P＜0.01 vs pH 6.5,n=6);加入蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)抑制剂bisindolylmaleimide(BIM,5 μmol/L)可使pH 6.5时增大的INa.P明显减小,开放概率和开放时间分别从0.214±0.024和(1.634±0.137)ms回落到0.025±0.006和(0.914±0.070)ms(P＜0.01 vs pH 6.5,n=6).结果表明,细胞外pH值降低可诱发心室肌细胞INa.P增大,其机制可能与PKC的激活有关.
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一氧化氮增加常氧和缺氧豚鼠心室肌细胞持续性钠电流
运用全细胞膜片钳记录缺氧条件下豚鼠心室肌持续性钠电流(INa.P)的变化及施加药物对其的影响,以探讨INa.P的本质及缺氧增大INa.P的机制.结果显示:(1)在常氧条件下,一氧化氮(NO)前体L-精氨酸(L-Arg)和供体硝普钠(SNP)浓度依赖性地增大INa.P;(2)INa.P随缺氧时间延长而增大,缺氧15 min后施加NO合酶(NOS)抑制剂L-硝基精氨酸甲酯(L-NAME),不能使增大的INa.P明显回复[(1.344±0.320)vs(1.301±0.317)pA/pF,P＞0.05,n=5];(3)缺氧时含L-NAME的灌流液可使INa.P明显减小,与单纯缺氧相比有显著差异[(0.914±0.263),n=5 vs(1.344±0.320)pA/pF,n=6,P＜0.05],但仍比常氧条件下增大[(0.914±0.263)vs(0.497±0.149)pA/pF,P＜0.05,n=5];(4)还原剂l,4-二硫代苏糖醇(DTT)不但可使L-Arg及缺氧后施加SNP增大的INa.P回复[(1.449±0.522)vs(0.414±0.067)pA/pF,P＜0.01,n=6和(0.436±0.141)vs(1.786±0.636)pA/pF,P＜0.01,n=5],而且使正常的INa.P减小[(0.396±0.057)pA/pF vs(0.442±0.056)pA/pF,P＜0.01,n=6].本实验结果表明缺氧可增大心室肌细胞的INa.P,其作用机制可能是缺氧时心肌产生的NO通过氧化细胞膜上钠通道蛋白所致,正常INa.P的产生可能与钠通道蛋白的部分氧化状态有关.
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持续性钠电流与细胞缺血缺氧
持续性钠电流由可兴奋细胞膜上某些对河豚毒素敏感的电压依赖性钠通道持续开放产生,随着膜片钳技术的广泛应用,对其了解逐渐深入.近年来发现,持续性钠电流与细胞缺血缺氧关系密切.缺血缺氧时,持续性钠电流的幅度增大导致细胞内Na+浓度增高,进而引起细胞内Ca2+浓度增高、细胞外谷氨酸浓度增高以及细胞兴奋性改变,终导致细胞不可逆性损伤甚至死亡.目前认为,持续性钠电流增大是缺血缺氧时细胞损伤的一种早期基础性病理学过程.
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人参皂苷Rb3对缺血及正常神经元持续性钠电流的影响
目的:探讨人参皂苷Rb3对培养的大鼠海马神经元模拟缺血损伤的保护作用机理.方法:采用全细胞膜片钳技术,记录模拟缺血后大鼠海马神经元持续性钠电流幅度的变化;观察不同浓度人参皂苷Rb3对培养大鼠海马神经元模拟缺血后持续性钠电流变化率的影响以及其在正常情况下对持续性钠电流的影响.结果:在模拟缺血 5 min 后,持续性钠电流增幅明显,在模拟缺血液中分别加入3种不同浓度(20 μmol·L-1、60 μmol·L-1、100 μmol·L-1)Rb3,模拟缺血 5 min 后电流增加幅度明显减小,60 μmol·L-1 组抑制作用显著.而在正常情况下人参皂苷Rb3对持续性钠电流几乎没有影响.结论:人参皂苷Rb3在缺血时可通过抑制神经元持续性钠电流的增大幅度发挥对缺血神经元的保护作用,其作用途径可能是阻止了缺血时钠通道的变构.
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利鲁唑对大鼠背根节神经元诱发簇放电的抑制作用及电流机制
目的 探讨利鲁唑(riluzole)对慢性背根节压迫(chronic compression of dorsal root ganglion,CCD)模型大鼠背根节(dorsal root ganglion,DRG)神经元诱发簇放电(evoked-bursting,EB)的抑制作用及电流机制.方法 33只健康SD大鼠,随机分为正常对照组(n=13)及CCD模型组(n=20),进行离体膜片钳全细胞记录.结果 CCD术后DRG神经元EB发生率增高,达53%(44/83),与正常对照组比较差异有统计学意义(P<0.05);DRG局部给予利鲁唑(1、10、100 μmol/L)浓度依赖性抑制持续性钠电流(persistent sodium current,INaP),100 μmol/L利鲁唑可抑制阈下膜电位振荡幅度及EB放电.结论 利鲁唑通过阻断INaP抑制EB放电而发挥外周镇痛作用.
