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金丝桃苷对大鼠离体大脑中动脉血管内皮功能的影响及其内在机制的研究
研究金丝桃苷(hyperoside,Hyp)对大鼠离体大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)血管内皮功能的影响,探讨其可能存在的机制.采用动脉加压灌注法测定脑血管舒缩功能和细胞膜电位记录法测定血管平滑肌细胞膜静息电位,观察Hyp(1×10-6～1×10-4 mol·L-1)对U46619(1×10-mol·L-1)预收缩大鼠MCA的作用.结果发现,累加浓度的Hyp可诱导U46619预收缩大鼠离体MCA产生明显浓度依赖性的舒张作用和血管平滑肌细胞膜静息电位超极化反应,其大舒张率为(73.2±6.1)％,大超极化幅度为(-13.2±2.2)mV.去除血管内皮细胞后,Hyp仍有一定的舒张反应和超极化作用,但其作用明显减弱,与血管内皮完整组比较,差异显著(P＜0.01);在合用一氧化氮合酶(NOS)抑制剂L-NAME(3×10-5 mol·L-1)和前列环素(PGI2)合成酶抑制剂Indo(1×10-5 mol·L-1)后,Hyp仍可介导大鼠MCA产生显著的舒张反应和超极化作用;1×10-3 mol·L-1 Ca2+激活性钾通道(KCa)阻断剂TEA或1×10-4 mol·L-1胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)抑制剂PPG可明显减弱Hyp诱导大鼠MCA产生的非NO非PGI2样舒张作用和超极化反应;外源性硫化氢(H2S)的供体NaHS(1 ×10-5～1×10-3 mol·L-1)或H2S合酶(CSE)底物L-Cys(1×10-5～1×10-3mol·L-1)可介导大鼠MCA产生一定的舒张作用和超极化反应.结果表明,Hyp可诱导大鼠MCA产生内皮依赖性和较弱的内皮非依赖性血管舒张作用和超极化作用,其内皮依赖性舒张作用可能与Hyp促使MCA内皮细胞生成内源性H2S增多,继而激活KCa,使KCa通道开放,引起细胞膜超极化,进而阻滞Ca2+内流,从而产生舒张血管作用有关.
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大电导钙离子激活钾通道与糖尿病冠状动脉病变
钙离子(Ca2+)激活钾通道根据电导大小和药理特性的差异可分为3类:即大电导Ca2+激活钾通道(BK)、中电导Ca2+激活钾通道(IK)和小电导Ca2+激活钾通道(SK),其中BK通道因其对血管调节作用较大且分布广泛而备受关注[1].BK通道广泛存在于兴奋和非兴奋细胞,在血管平滑肌细胞(VSMCs)膜上表达尤为丰富,不仅参与细胞膜电位的形成,而且可以维持血管平滑肌细胞收缩和舒张的动态平衡.激活血管平滑肌细胞上的BK通道可增加钾离子(K+)外流,引起细胞膜超极化,使电压门控性Ca2+通道关闭,Ca2+内流减少,血管舒张.
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右美托咪啶在ICU的应用进展
右美托咪啶为新型高选择性α2肾上腺素能受体激动剂，与α1α2肾上腺受体结合的比例为1∶1600；大量实验，动物研究、志愿者和临床患者的应用表明了它的药理作用。盐酸右美托咪啶一方面中枢性抗交感作用较强，可产生与人体自然睡眠相类似的镇静作用；另一方面镇痛、利尿和抗焦虑作用效果也较好，对呼吸不会有明显抑制作用，其还可在一定程度上保护心、肾和脑等器官功能。其发挥镇静催眠等的作用是通过调节抑制蓝斑核和髓核的去甲肾上腺素神经元的超极化，抑制其神经元冲动的产生和减少去甲肾上腺素的释放以及激活中枢的α2肾上腺素能受体等机制而产生的。该药是目前符合ICU镇静理想特性的药物。
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非去极化心脏停搏液的研究进展
在心外科手术中,心肌保护效果与手术患者的术后恢复和远期预后都有着密切的关系,而心脏停搏液则是提供良好的心肌保护效果的关键.传统的高钾停搏液因其去极化的特点可引起持续性跨膜离子流及能量消耗,导致患者术后心功能不全或心肌顿抑.近几年,有学者提出"非去极化停搏液"的概念,其主要通过使心肌细胞膜电位保持"超极化"或者"极化"的非去极化状态诱导心脏停跳.
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心肌保护新概念--超极化心肌停搏
用钾通道开放剂(potassium channel openers)进行缺血前预处理(preconditioning)、超极化心肌停搏(hyperpolarized cardiac arrest)已成为近年来心肌保护研究中的新概念[1,2].现就超极化心肌停搏的研究进展综述如下:
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前庭毛细胞的反相激活模式
分布在内耳前庭各个终器的感觉毛细胞可分为两种类型,它们分别是I型毛细胞和II型毛细胞.这两种毛细胞无论是在静纤毛的长度,还是毛细胞细胞体的形状,或者神经末梢的连接方式以及与之相联系的前庭神经元都不一样.前庭毛细胞感受重力或体位改变刺激的机制是由于其插入到覆盖在其上方耳石膜或终帽内的纤毛随着这些辅助结构的惯性位移而发生弯曲,纤毛的弯曲引起毛细胞膜电位发生去极化或超极化改变,从而促使毛细胞的神经冲动信号发放增强或减弱.静纤毛朝着动纤毛的方向弯曲形成对毛细胞的兴奋性刺激,而静纤毛朝着背离动纤毛的方向弯曲则构成对毛细胞的抑制.球囊斑和椭圆囊斑都被从其中心穿越的一条狭窄的细胞带划分为两个区域,这条狭窄的细胞带被称之为微纹区,在椭圆囊斑微纹区两侧周边区毛细胞的动纤毛都排列在朝向微纹区的位置,而球囊斑微纹区两侧周边区毛细胞的动纤毛都排列在背离微纹区的位置,由此可见,每一个囊斑微纹区两侧毛细胞的极性正好完全相反.当机体沿着一个囊斑的平面从垂直于微纹区的方向产生一个加速运动时,该囊斑一侧周边区的毛细胞会因为静纤毛朝着动纤毛的方向弯曲使该侧毛细胞发生去极化而处于兴奋状态,而另一侧周边区的毛细胞却因静纤毛朝着离开动纤毛的方向弯曲使该侧毛细胞发生超极化而处于抑制状态.三个壶腹嵴上毛细胞的动纤毛都是朝着或背离椭圆囊的统一方向,其中外半规管壶腹嵴上每个毛细胞的动纤毛都是统一朝着椭圆囊,而上半规管和后半规管壶腹嵴上的每个毛细胞的动纤毛都是统一朝着半规管的方向.壶腹嵴是一个位于壶腹腔内的横位的马鞍形隆起,当其上方覆盖的胶状质终帽随着内淋巴液的流动发生相对位置移动时,壶腹嵴一侧的毛细胞纤毛必然会随着终帽顶部的偏移而发生方向一致的弯曲,从而使这半侧壶腹嵴毛细胞产生同步的去极化或超极化反应,然而壶腹嵴另外一侧毛细胞的纤毛却会因为内淋巴液在壶腹嵴上方推动终帽时在被壶腹嵴遮挡一侧的底部形成一个反方向的漩涡式回流使壶腹嵴另外一侧毛细胞的纤毛发生方向相反的弯曲,从而使壶腹嵴两侧毛细胞处于一侧兴奋而另一侧抑制的截然相反的不平衡状态.这意味着同样的加速运动方向对与之相对应的前庭终器两侧感觉上皮产生的是截然不同的刺激信号,从而造成该前庭终器两侧感觉上皮输入信号的不平衡.这种不平衡刺激模式经前庭周边神经元传入到前庭中枢神经系统,使整个从周边到中枢的前庭系统都是以这种不平衡刺激方式传递和感知机体的平衡状态.
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超极化磁共振波谱的原理和应用
通过动态核极化(dynamic nuclear polarization，DNP)的方法使原子核自旋极化达到热平衡之上来增强分子磁共振10,000倍以上的信号，这一过程称为超极化(hyperpolarization，HP)。溶解性DNP允许超极化分子以液体形式转移至生物体内，可实时观测体内的生物灌注、代谢产物的运输和代谢反应。该技术的发明克服了传统磁共振信号低，不能实时监测体内代谢过程的缺点。本文旨在介绍动态核极化的定义和技术、常用的超极化生物探针、超极化磁共振波谱图像的结果分析以及初步的动物实验和临床试验结果。
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金丝桃苷对脑缺血再灌大鼠大脑中动脉舒张作用的机制研究
目的 研究金丝桃苷(hyperoside,Hyp)对全脑缺血再灌注(cerebral ischemia-reperfusion,CIR)大鼠离体大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)的舒张作用及其机制.方法 采用动脉加压灌注法、细胞膜电位记录法分别观察(1×10-6～1×10-4)mol·L-1金丝桃苷对1×10-7 mol·L-1U46619预收缩全脑缺血再灌注大鼠大脑中动脉的舒张作用和平滑肌细胞膜静息电位超极化反应;采用全自动酶标仪、硝酸还原酶法分别测定全脑缺血再灌注大鼠大脑组织硫化氢(H2S)和一氧化氮(NO)含量及金丝桃苷对其的影响.结果 金丝桃苷能诱导U46619预收缩全脑缺血再灌注大鼠大脑中动脉产生明显的血管舒张反应和超极化现象(P＜0.01),去除内皮细胞后,其效应显著减弱(P＜0.01);单用一氧化氮合酶抑制剂左旋硝基精氨酸甲酯(3×10-5mol·L-1)或合用左旋硝基精氨酸甲酯(3×10-5mol·L-1)和前列环素合成酶抑制剂吲哚美辛(1×10-5mol·L-1)后,金丝桃苷介导大脑中动脉产生的舒张效应和超极化反应明显减弱,且全脑缺血再灌注组剩留的作用显著强于假手术(sham)组(P＜0.05,P＜0.01);1 ×10-3mol·L-1 Kca通道阻断剂四乙胺或1×10-4mol·L-1胱硫醚-γ-裂解酶抑制剂炔丙基甘氨酸(PPG)能明显减弱金丝桃苷诱导全脑缺血再灌注组大脑中动脉产生的非一氧化氮非前列环素样效应;与全脑缺血再灌注组比较,金丝桃苷组能显著降低一氧化氮含量,提高硫化氢含量.结论 金丝桃苷能介导全脑缺血再灌注大鼠大脑中动脉产生内皮依赖性与内皮非依赖性血管舒张效应和超极化反应;在内皮依赖性舒张效应中,一氧化氮功能是下调的,而血管内皮依赖性超极化因子(endothelium-derived hyperpolarizing factor,EDHF)是上调的,即内源性硫化氢是上调的;金丝桃苷能升高全脑缺血再灌注大鼠脑组织中硫化氢含量,降低一氧化氮含量,产生对抗脑缺血损伤的保护作用.
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超极化~3He磁共振显像在慢性阻塞性肺疾病早期诊断中的应用
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是以不可逆气流损伤为特点的疾病,目前尚无有效的治疗方法,因此早期发现、及时治疗尤为重要.肺功能是目前公认的确诊COPD的方法,但不能发现早期病变.高分辨率CT(HRCT)可以确定并量化肺气肿病变的程度,方法准确,具有可重复性,可用于患者随访,但患者需要接受一定的放射线.超极化3He磁共振显像(HP3He MRI)是近年发展的评价肺气肿的新方法.
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脑血管痉挛的发病机制及治疗新进展
1 脑血管痉挛的发病机制 1.1 K+通道脑血管平滑肌上存在多种具有不同功能特性和激活机制的钾通道,被激活后引起K+外流和膜超极化,终由于电压门控钙通道关闭,细胞内Ca2+浓度降低,血管舒张.
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一氧化氮对大鼠背根神经节神经元膜电位的作用
目的:观察一氧化氮对大鼠背根神经节神经元的作用及有关离子机制,并探讨一氧化氮在痛觉信息传递过程中的作用.方法:在分离的大鼠背根神经节标本上,应用细胞内记录技术,给予灌流一氧化氮供体硝普钠,观察硝普钠诱导的神经元膜反应.结果:大部分神经元对硝普钠敏感(79/102,77.45%),滴加硝普钠(10～100 mmol/L)后可引起浓度依赖性的超极化反应,剩余神经元没有反应.硝普钠(100 mmol/L)可使神经元膜电导由(21.06±1.94)nS增加到(23.08±0.92)nS.L-NAME(非选择性一氧化氮合酶抑制剂,1 mmol/L)、CdCl2(非选择性钙通道阻断剂,0.1 mmol/L)、无Na+平衡盐液对硝普钠引起超极化反应无明显影响.四乙基碘化铵(非选择性钾通道阻断剂,10 mmol/L)明显抑制硝普钠引起的超极化反应.结论:硝普钠在大鼠背根神经节神经元上可引起浓度依赖的超极化反应,且此超极化反应是钾电导介导的.
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13C磁共振成像
超极化13C物质的应用开辟了MRI的新领域.作为一种影像学手段,联合13C超极化对比剂的MRI提供了获得关于活体血流、灌注及分子信息的可能性.介绍13C超极化技术及13C MRI的潜在的临床应用.
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我国拍出首个肺病患者气体磁共振影像
中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室周欣研究员团队和武汉大学中南医院吴光耀教授团队合作，使用超极化氙-129肺部磁共振成像技术，获得我国首个肺病患者（哮喘）气体磁共振影像。
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神经系统钠通道病
近年来膜片钳技术、选择性神经毒素、基因的克隆和测序技术的迅速发展和广泛应用使我们对膜结构和膜通道有了深入的理解.通道是由聚合的蛋白质组成的膜结构,包含水性的中央孔道,形成离子通道.离子通道控制离子出入细胞,从而引起细胞的去极化和超极化.不同离子通道的功能障碍可以引起不同的疾病,钠通道广泛存在于神经系统,其功能障碍可以引起多种神经系统疾病.本文回顾了离子通道尤其是钠通道的结构、功能及钠通道障碍引起的神经系统疾病.
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缩宫素对大鼠背根神经节神经元胞体膜的作用
应用细胞内记录技术,观察了缩宫素(OXT,10 -8～10-5 mol/L)对2～3周龄大鼠背根神经节神经元的作用.在受检的92个细胞中,有71个神经元滴加缩宫素产生明显的超极化反应.在滴加10-5mol/L缩宫素后, 膜电导由平均的3.68×10-7S增加约21.43%.灌流平衡液中的NaCl以氯化胆碱置代或用C d2+阻断Ca2+通道后,OXT引起超极化反应的幅值无明显变化.当灌流平衡液中含10-2 mol/L四乙基碘化铵后,OXT引起的超极化反应幅值明显减小.
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尼氟灭酸通过钙库钙释放引起豚鼠耳蜗螺旋动脉平滑肌细胞超极化
本研究旨在观察氯离子通道阻断剂尼氟灭酸(nifhimic acid,NFA)引起豚鼠耳蜗螺旋动脉平滑肌细胞产生超极化的机制.以豚鼠为实验动物,运用细胞内微电极和全细胞膜片钳记录技术,观察NFA和其它药物对急性分离的耳蜗螺旋动脉平滑肌细胞的作用.结果显示:NFA、indanyloxyacetic acid 94(IAA-94)和disodium 4,4'-diisothiocyanatostilbene-2,2'-disulfonate(DIDS) 可使低静息膜电位的细胞产生超极化,但对高静息膜电位的细胞无明显作用.低静息膜电位细胞的平均静息电位为(-42.47±1.38)mV(n=24),100 μmol/L NFA、10μmol/L IAA-94和200 μmol/L DIDS分别使细胞超极化至(13.7±4.3)mV(n=9,P<0.01),(11.4±4.2)mV(n=7,P<0.01)和(12.3±3.7)mV(n=8,P<0.01),这种氯离子通道阻断剂引起细胞超极化反应的效应呈浓度依赖性.NFA引起的超极化和外向电流几乎完全被100 nmol/L iberiotoxin、100 nmol/L charybdotoxin、10 mmol/L tetraethylammonium、50pmol/LBAPTA.AM、10μmol/L ryanodine和0.1～10mmol/Lcaffeine阻断,但不能被100μmol/L nifedipine、100μmol/L CdC12和无Ca2+灌流外液阻断.结果提示:氯离子通道的阻断剂NFA可通过平滑肌细胞内钙库的钙释放增加细胞内钙,进而激活钙依赖的钾通道,产生耳蜗螺旋动脉乎滑肌细胞的超极化反应.
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一氧化氮和K+通道参与乙酰胆碱引起的大鼠离体输精管平滑肌细胞超极化
本文旨在探讨大鼠新鲜离体输精管平滑肌细胞中乙酰胆碱(acetylcholine,Ach)引起超极化反应的机制,采用细胞内微电极记录技术和细胞内荧光标记技术研究Ach对大鼠输精管不同走行方向平滑肌细胞的作用.用尖端含0.1%碘化吡啶(propidium iodide,PI)的记录电极标记电生理记录后的平滑肌细胞,其中37 个为外层纵行细胞17个为内层环行细胞.它们的平均静息膜电位分别为(–53.56±3.88)mV和(–51.62±4.27)mV,膜输入阻抗分别为(2 245.60±372.50)MΩ和(2 101.50±513.50)MΩ.Ach引起的膜超极化反应是浓度依赖性的,EC 50为36μmol/L.Ach 引起的超极化反应可被非选择性的毒蕈碱(muscarinic receptor,M)受体阻断剂阿托品(atropine,1μmol/L)和选择性的M3受体阻断剂diphenylacetoxy-N-methylpiperidinemethiodide(DAMP,100nmol/L)阻断.Ach引起的超极化还能被一氧化氮合酶抑制剂L-硝基-精氨酸甲酯(N-nitro-L-arginine methyl ester,L-NAME,300μmol/L)阻断,并可被ATP敏感的钾通道阻断剂glipizide(5μmol/L)或内向整流钾通道阻断剂钡离子(50μmol/L)部分阻断.Glipizide和钡离子联合使用可完全阻断Ach引起的超极化反应.上述结果表明:Ach通过作用于大鼠输精管平滑肌细胞膜上的M3受体引起超极化反应,一氧化氮、ATP敏感性钾通道和内向整流钾通道参与了Ach引起的超极化反应.
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血管平滑肌细胞钾通道的研究进展
血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells ,VSMCs)上分布着多种钾通道,它们参与了细胞膜电位的复极与超极化,影响细胞膜的兴奋性,调节VSMCs的舒缩活动,对血管紧张度的调控具有十分重要的作用.
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H2S对大鼠大脑中动脉平滑肌细胞膜电位的超极化作用
目的:探讨大鼠大脑中动脉(middle cere-bral artery,MCA)内皮源性超极化因子(endothelium-deriveol hvperpolarizing factor,EDHF)介导的平滑肌细胞(VSMC)静息膜电位超极化作用与硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)的关系.方法:采用大鼠离体MCA的VSMC静息膜电位记录实验,观察乙酰胆碱(ACh)、硫氢化钠(NaHS,H2S外源性供体)等的超极化作用.结果:ACh可使大鼠MCA的VSMC发生浓度依赖性超极化,用NO合酶抑制剂(L-NAME,3×10-5mol/L)和前列环素(PGI2)合成酶抑制剂(Indo,10-5mol/L)预处理后,ACh对大鼠MCA的VSMC仍有明显的超极化,即非NO、非PG2介导的超极化.钙激活钾通道的阻断剂四乙胺(TEA,1×10-3 mol/L)或H2S合成酶(胱硫醚-γ-裂解酶,CSE)的抑制剂DL-炔丙基甘氨酸(PPG,10-4mol/L)均可明显取消这种非NO、非PG2介导的超极化.H2S供体NaHS[(10-5～10-2.5)mol/L]对大鼠MCA的VSMC产生浓度依赖性的超极化作用,而1×10-3 mol/L TEA可以抑制其超极化作用.结论:大鼠MCA非NO、非 PGI2介导的VSMC超极化作用,即EDHF反应可能是H2S介导的.
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010 恢复血管反应性--治疗休克的新思路
目的: 重症休克时微血管失去对升压制剂的反应性, 血压下降且不易回升, 带来重要生命器官灌流量减少, 它是导致重症休克难以治疗和病人死亡的重要原因. 这一现象属于微循环衰竭. 然而至今未见有人提出恢复休克血管反应性这一问题, 主要是重症休克血管反应性下降的机理未能阐明, 故尔对此进行了比较系统的研究, 从而找到相应的治疗方法. 方法: 建立了休克时肌肉微血管反应性的测定方法, 对重症失血休克大鼠连续测定了血管反应性. 当休克后期血管反应性明显下降时, 用自行建立的快速分离技术, 分离小动脉平滑肌细胞(ASMCs), 用微电极、膜片钳及荧光共聚集技术观察重症休克时平滑肌细胞内部发生的变化, 包括膜电位、 ATP敏感钾通道(KATP)、细胞内钙离子([Ca2+]i)和氢离子([H+]i)、一氧化氮(NO)对反应性的影响. 结果: 休克时血管反应性与平滑肌膜电位明显相关. 休克早期(失血后20 min), 膜电位负值减少, 出现部分除极化, 此时血管对去甲肾上腺素(NE)反应性增高; 而休克后期(失血后120 min), 平滑肌膜电位负值增大, 出现超极化, 反应性显著下降. 细胞膜超极化后, 由于抑制了电位依赖性钙通道(POC), NE作用时, 平滑肌[Ca2+]i升高不足正常的50%, 从而使收缩反应减弱. 探讨ASMCs超极化的原因, 发现KATP通道开放是主要原因, 而细胞内酸中毒和OONO-增多也有促进超极化的作用. 据此提出了通过防治ASMCs超极化来恢复休克血管反应性的新思路, 包括用优降糖拮抗KATP通道, NaHCO3中和细胞内H+, tiron(一种O-2清除剂)减少OONO-形成. 用优降糖和NaHCO3以后, 血管反应性明显恢复, 休克后期引起小动脉收缩的NE浓度升高了14.7倍, 而治疗后降至1.4倍; 血压在观察的2 h内维持在10 mmHg以上; 休克动物24 h存活率明显提高(由16.7%升至42.8%). 结论: 据此研究, 证明休克后期血管反应性下降是可以治疗的, 有一类新的治疗药物, 我们定名为血管反应性恢复剂, 不久将可应用于临床.
