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超极化激活阳离子电流的电生理特性及其在DRG神经元中的分布
运用全细胞膜片电压钳和电流钳技术研究超极化激活阳离子电流(hyperpolarization-activatedcurrent,Ih)的电生理学特性及其在背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)细胞上的分布,结果发现:①当膜电位超极化时可以记录到一种内向的电压依赖性电流--Ih,电流的反转电位为-32.34±2.56 mV(n=4),半激活电位(potential at half activation,V1/2)为-100.6(n=8);Ih可特异地被胞外Cs2+(2 mM)阻断,而不受胞外Ba2+(1.0 mM)的影响;cAMP是Ih的特效激动剂,胞内施加100μM的cAMP可使Ih激活曲线向左平移9.5 mV(-91.4 mV,n=5);Ih为Na+、K+混合阳离子流,Na+、K+通透比为0.25,改变胞外K+浓度能有效地改变Ih大小,但不影响其Na+、K+选择通透比.
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缬沙坦对豚鼠心室肌细胞动作电位的作用
目的:观察缬沙坦对豚鼠心室肌细胞动作电位的直接作用,以探讨其可能的抗心律失常作用.方法:采用Langendorff主动脉逆行灌流酶解分离法分离单个心室肌细胞.采用全细胞膜片钳记录,电流钳模式记录单个心室肌细胞的动作电位.实验分3组:对照组(n=5),普通细胞外液灌流,不含缬沙坦;缬沙坦5 μM组(n=5);缬沙坦100 μM组(n=5).结果:缬沙坦5 μM对豚鼠心室肌细胞静息膜电位、动作电位幅度、动作电位时程均无明显影响.缬沙坦100μM可延长心室肌细胞动作电位时程,尤其是APD50从(334.2±14.4)ms延长至(375.2±12.0)ms(P<0.01)及APD90从(395.4±13.3)ms延长至(451.4±9.5)ms(P<0.01),对细胞静息膜电位、动作电位幅度无显著影响.结论:高浓度缬沙坦延长心室肌细胞动作电位时程APD50及APD90,而不影响动作电位的静息膜电位及动作电位幅度.适度延长动作电位时程,从而延长心室有效不应期,有助于折返引起的快速室性心律失常的防治,类似Ⅲ类抗心律失常药物的作用.提示缬沙坦可能通过此机制起抗心律失常的作用.
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膜片钳技术在心血管及药理学研究中的应用
膜片钳技术[1]是一种以记录通过细胞膜上的各种离子通道的离子电流来反映细胞膜上单一的或多个的离子通道活动的技术.通过微电极与细胞膜之间形成紧密接触,采用电压钳或电流钳技术对生物膜上离子通道的电活动进行记录.
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膜片钳技术在高血压研究中的应用
膜片钳技术(patch - clamp technique)是1976年由Nehetr 和Sakroann在电压钳的基础上发展而来的一种记录细胞膜离子通道电生理活动的技术.通过微电机与细胞膜之间形成紧密接触,采用电压钳或电流钳技术对生物膜上离子通道的电活动进行记录.膜片钳技术的应用将细胞水平和分子水平的生理学研究联系在一起,已成为现代细胞电生理研究的常规方法,使人们对于疾病和药物作用的认识不断更新.膜片钳技术用于心血管领域的研究也越来越多.本文拟对膜片钳技术在高血压病研究中的应用作一综述.
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电压钳控制的电流钳的电路设计
针对传统膜片钳系统在检测快速膜电位方面的局限性,提出一种新的膜片钳工作模式--电压钳控制的电流钳模式,并对这一工作模式的电路原理和设计做了详细介绍.电路测试结果表明,该工作模式能够在保持一定的稳态膜电位的同时,实现对细胞膜的电流钳位,并且检测出膜电位的快速变化成分,另外也具有快电容补偿的功能.技术参数能够满足电生理实验的需要.
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心肌细胞自发搏动节律模式和转化机制的实验研究
选取离体培养心肌细胞、细胞片作为心脏起步节律实验模型,通过膜片钳(EPC9,Germany)在电流钳模式下记录自发性膜电位活动节律、Powerlab电生理系统配合Photometry光学系统记录收缩节律和动态离子图像系统记录(TILLvsION,Germany)[Ca2+]i振荡节律,对心脏细胞起步节律进行实验研究.
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小鼠胚胎单个心肌细胞自发节律性活动的发育依赖性变化
目的研究小鼠胚胎心房肌和心室肌细胞自律性水平随胚胎发育不同时期而改变的发育依赖性特点.方法采用全细胞膜片钳技术,在电流钳条件下,记录了不同胚胎发育阶段小鼠单个心室肌细胞和心房肌细胞的跨膜动作电位.结果心室肌细胞早期(9.5~10.5 d,early development stage,EDS)、中期(11~14 d,intermediate development stage,IDS)、晚期(14~18.5 d,late development stage,LDS)动作电位周期分别为(172.86±26.15)ms、(247.73±1 5.84)ms、(326.67±30.10)ms(P<0.05);中、晚期心房肌细胞动作电位周期分别为(204.15±24.14)ms,(226.53±20.28)ms.结论随着胚胎发育成熟,小鼠胚胎心房肌和心室肌细胞的自律性活动逐渐降低.
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刺激三叉上核引起三叉神经中脑核神经元的突触反应
目的:旨在研究三叉上核(Su5)对三叉神经中脑核(Me3)神经元的活动是否发挥着重要的调节作用,从而参与对颌运动的调节.方法:本研究通过全细胞电流钳技术,刺激生后30~43 d大鼠脑片上三叉上核并记录Me3神经元反应.结果:Me5神经元静息膜电位为(-53.5±0.5)mV;所有Me5神经元在超极化和去极化时分别显示为内向、外向整流;同时去极化引起神经元放电.刺激三叉上核引起4种类型的Me3神经元的反应,即逆向动作电位、GABA_A、AMPA/kainate和NMDA等受体介导的反应,这些反应各占32%、36%、20%和12%.钳制电位在-60 mV左右时,诱发的GABA能突触后电位为(1.08±0.45)mV,膜电位水平时;刺激引起的AMPA/Kainate受体介导的电流大小为(0.98±0.51)mV;钳制电位在-45 mV左右时,NMDA受体介导的谷氨酸电流为(2.40±0.75)mV.结论:三叉上核神经元可通过突触由GABA和谷氨酸信号系统调节Me3神经元活动.