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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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α1E钙通道在小鼠脑缺血性损伤中的保护作用
细胞内钙超载在脑缺血性损伤的病理变化进程中有十分重要的作用[1],缺血后细胞内钙超载既有细胞外钙内流,又有细胞内贮存钙释放的参与[2].作为外钙内流的重要途径,电压依赖性钙通道在脑缺血性损伤的病理生理变化过程中,必然发挥重要作用.
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拟除虫菊酯对昆虫钠通道作用的研究进展
电压依赖性钠通道(voltage-dependent sodium channel)是存在于脊椎动物和无脊椎动物可兴奋细胞膜上的一种糖基化大分子蛋白,主要调控细胞膜钠离子的瞬时通透性,参与形成细胞膜动作电位的上升相,在细胞兴奋性的传导上具有重要作用,是拟除虫菊酯和许多神经毒性药物作用的分子靶标.
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膜通道的分子学多样性、疾病基因(4)
膜通道有离子通道和水通道,前者又包括钙通道(电压依赖性、对钙离子选择性通过的细胞膜糖蛋白)、钠通道、钾通道、氯通道等.其中钙通道又分为L、T、N、P、Q和R型前两者存在于心血管系统和中枢神经系统,后四者存在于神经元组织中.美国的两位科学家因为在离子通道和水通道结构方面的杰出成就获得了2003年诺贝尔化学奖,关于膜通道的研究和发现对于我们在分子水平理解离子和水的转动机制至关重要,进而对于理解基本生物过程和相关疾病的分子基础、以及将来可能的治疗方法的结构基础都有重要意义.
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钙通道阻滞剂与高血压血管内皮依赖性舒张功能
血管内皮细胞具有重要的生理功能,内皮功能不全与高血压病理生理过程密切相关.维护内皮功能的完整性对于预防心血管疾病事件的发生有重要的作用.由于血管内皮细胞上没有电压依赖性钙通道表达,因而钙通道阻滞剂(CCB)不是通过阻滞内皮细胞电压依赖性钙通道起作用.CCB可能通过对抗氧自由基和超氧阴离子对内皮的损伤,增加内皮细胞释放内皮源性舒张因子(EDRF),改善血管内皮依赖性舒张功能.研究表明:CCB对保护和改善内皮功能、改善心血管疾病预后方面有重要的作用.
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高胆固醇血症兔Oddi括约肌张力的变化机制
目的:观察高胆固醇血症(hypercholesterolemia,HC)兔离体Oddi括约肌(sphincter of oddi,SO)张力的变化,探讨其作用机制.方法:新西兰雌兔24只随机分成两组:对照组和HC模型组各12只,分别取两组SO制备成离体肌环,观察SO的自主收缩运动及其对KCl和Ca2+的收缩反应,以及对硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)和硝苯吡啶(nifedipine,Nif)的舒张反应.结果:HC组的自主收缩频率高于对照组(P<0.05,t=2.86),自主收缩波幅较对照组降低(P<0.05,t=2.48).以10 mmoL/L为浓度梯度累积加入KCl至90 mmoL/L,HC组对中低浓度KCl(10-40 mmoL/L)收缩反应高于对照组(P<0.01,t=4.01);两组大收缩力无显著差异,且均可被3 μmoL/LNif完全缓解.用60 mmoL/L KCl预收缩SO肌环不后加入SNP(0.1 nmoL/L-1 mmoL/L),在各个浓度点HC组的舒张反应均明显低于对照组(P<0.01,f=5.12).SO肌环在无钙Krebs液中温育5 min后复钙引起两组明显收缩反应所需的Ca2+浓度分别为0.1和1.0 mnmoL/L,HC组显著低于对照组(P<0.01,t=4.91);复钙2.5 mmoL/L诱发两组肌环的收缩反应均可被3 μmoL/LNif完全缓解.用60mmoL/LKCl预收缩SO 肌环后加入Nif,两组对Nif(0.1 nmoL/L-3 μmoL/L)的舒张反应在各个浓度点均无明显差别.在Krebs液中先加入3μmoL/L Nif,再加入KCl,CaCl2,两组肌环均未发生收缩反应.结论:在离体条件下,HC可导致SO张力异常,SO处于易激惹状态,其机制与SO细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)过载有关,而该过载状态与L型电压依赖性钙通道(L-typeVoltage-dependent calcium channels,L-VDCs)无关.
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胰岛β细胞的理阿诺碱受体钙通道
众所周知,胰岛β细胞的Ca2+通道以及细胞内Ca2+浓度与胰岛素的分泌有很紧密的关系.除了细胞膜上的电压依赖性Ca2+通道外,还有大量Ca2+通道存在于可储存Ca2+的细胞器中.其中内质网上主要存在IP3受体和理阿诺碱受体 (Ryanodine Receptor,RY受体)两种Ca2+通道.Ca2+对某些通道的刺激可以导致Ca2+从细胞内Ca2+库中释放出来,此过程叫做Ca2+诱导的Ca2+释放(CICR).
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心脏T型钙离子通道
心肌细胞膜存在两种不同的Ca2+通道(L型和T型).1953年Fatt和Katz首次发现电压依赖性Ca2+内流这种重要生理特征[1],1975年Hagiwara等人经研究又进一步证实[2].心脏电压依赖性Ca2+通道被认为与细胞膜去极化过程中调控Ca2+内流和参与细胞的兴奋、收缩、激素分泌及相关基因转录相关.20世纪80年代,在心肌细胞中第一次记录到两种不同的Ca2+通道:L型和T型Ca2+通道.对比需较高电压才能激活且通道开放持久的L型Ca2+通道,T型Ca2+通道以低电压激活为特点,属于瞬间类型离子通道[3-4].心脏中L型Ca2+通道表达丰富,并肩负Ca2+进入细胞的重任,终触发心肌细胞的收缩.T型Ca2+通道由于其小振幅和瞬间性的特点初被认为在心肌细胞电学活动中充当了小角色[5-6].然而,在20世纪90年代T型Ca2+通道阻断剂的发现和成功克隆出三个T型Ca2+通道异构体(CaV3.1、CaV3.2和CaV3.3)显著促进了对T型Ca2+通道的研究[7-8].
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钾通道开放剂对哮喘豚鼠支气管平滑肌电压依赖性钾通道的作用
采用膜片钳技术探讨哮喘豚鼠支气管平滑肌细胞(BSMCs)电压依赖性钾离子通道(Ik)特性的变化和钾通道开放剂对哮喘豚鼠支气管平滑肌细胞膜Ik的作用。 材料与方法健康豚鼠25只,雌雄不限,体重约300~400 g,分为(1)哮喘组5只(25例细胞);正常对照组7只(28例细胞),行外向峰值钾电流测定;(2)哮喘组6只(24例细胞);正常对照组7只(25例细胞),应用钾通道开放剂(Cromakalim)前后钾通道动力学特性变化测定。 支气管平滑肌细胞分离:将两肺组织中3~4级支气管剪成碎块,加入0.25% 胰蛋白酶,洗涤后再加入0.1% 胶原酶消化,用尖端抛光的Pasteur吸管吹打,用200目不锈钢网滤过,用DMEM培养液反复冲洗,即可得到富含支气管平滑肌细胞的细胞悬液。将细胞悬液分装到涂有多聚赖氨酸的小平皿内,静置20 min,选择细胞膜完整、有立体感,胞体呈梭形的细胞用作通道记录。 离子通道记录:采用膜片钳技术的细胞贴附式和全细胞记录式。细胞外液(mmol/L):NaCl 135、KCl 5、MgCl2 l、CaCl2 l、HEPES缓冲盐水10。记录用微电极电阻约为3 MΩ,单通道电流经膜片钳放大器放大,探头反馈电阻为10 MΩ。低通滤波器滤波频率为3 KHz。全细胞式记录采用负压抽吸式打通膜片。
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If离子流和心脏起搏
If离子流(funny current.If,奇特离子流)是80年代初DiFrancesco研究小牛心脏浦肯野纤维起搏原理时发现并命名的1,2.由于已知的电压依赖性离子通道都在心肌细胞膜电位除极时激活开放,唯独If通道在膜过度极化时激活开放.故名事实上,在DiFrancesco之前,Noma和Irisawa已经在研究窦房结起搏活动时,发现这一离子流,他们命名之为Ih(hyperplarization activated catloll current,过度极化激活正离子流)[3].由于嗣后20年中,DiFmncesco实验室专致于If研究.且有不少新发现,故起搏离子流If这名词已放广泛接受.
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编码钾离子通道蛋白的KCNE基因家族与心律失常
心肌细胞电压依赖性钾离子通道(Kv)由α亚基和β亚基共同组成,α亚基以四聚体形式形成孔道;β亚基作为α亚基的辅助亚单位,调节其门控动力学特性和对药物的反应性,影响通道蛋白的转运、修饰以及细胞膜定位.KCNE基因家族编码一类钾离子通道β亚基,与KCNQ1、HERG、Ky3.4、Ky2.1、Ky4.2以及HCN等多种离子通道相互作用,维持细胞正常的电生理学特性,其结构和功能的异常将导致心脏电活动的紊乱,引起各种心律失常.笔者现对其相关研究进展作一综述.
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神经源性尿路障碍兔输尿管功能和L型钙通道表达的变化
神经源性尿路功能障碍( neurogenic urinary tract dysfunc-tion,NUTD)是指与排尿有关的中枢或外周神经受到损伤后导致的尿路功能障碍,反流性上尿路损害是其重要并发症,与下尿路继发性尿动力学高危因素导致的膀胱内高压状态有关[1]。但是,部分通过治疗使膀胱获得低压储尿和排尿功能的患者,也会发生上尿路损害[2]。近的研究发现,神经和体液因素均可对输尿管活动有重要调节作用,但NUTD患者输尿管功能的变化及其机制尚不清楚[3]。2012年5月~2012年12月我们通过动物实验对NUTD输尿管功能的变化、病理学改变及L型电压依赖性钙通道(( L-type voltage-dependent calcium channels ,LVDCC)的表达情况进行了初步研究,以了解NUTD早期上尿路功能的变化及其机制。
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钙通道阻滞剂与瘢痕治疗
钙离子作为细胞内一种重要离子,直接参与细胞兴奋--收缩偶联过程和以三磷酸肌醇(IP\-3),二酰甘油(DG)为第二信使的信息传导过程,与许多的细胞事件如核膜崩解,染色质浓缩和细胞分裂有关.细胞内钙水平的调节通过以下途径实现:钙离子通道(受体调控和电压依赖性),钠钙交换,钙泵以及细胞内部的钙摄取与释放(线粒体和肌浆网等).现有的钙通道阻滞剂都作用于电压依赖性和钙通道,能抑制细胞外液钙离子内流,使细胞内钙离子浓度降低而发挥生物学效应.应用钙通道阻滞剂治疗高血压虽已有20余年,但1992年Lee[1]才首先报道了钙通道阻滞剂(维拉帕米)在瘢痕治疗中的应用,引起了临床医生的注意.现我们仅就钙通道阻滞剂在病理性瘢痕治疗中的机理和应用进行综述如下.
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大电导钙激活钾通道与妊娠的关系
大电导钙激活钾通道(large conductance Ca2+-activated K+-channel,BKCa)由4个相同的α亚基构成的孔样通道及附属的β调节亚基(β1~β4)组成[1],因其电导大、对Ca2+敏感、电压依赖性得名.BKCa广泛分布于哺乳动物除心肌外的各种组织细胞中,包括平滑肌、骨骼肌、神经元、肾脏和内分泌细胞等,并可通过多种调节因子直接作用于细胞核内DNA或作用于细胞膜上的相应受体而发挥多种生物学作用,在许多生理和病理过程中也发挥着重要作用.因其在维持平滑肌细胞静息电位、调节平滑肌舒缩方面起重要作用,近年来,在调节胎盘营养物质转运及子宫平滑肌收缩中的作用及其机制引起不少学者的高度重视.研究发现,BKCa与宫内胎儿发育、妊娠维持及分娩发动密切相关.现就BKCa在妊娠过程中的作用进行综述.
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电压依赖性钙通道与阿片类药物成瘾之间的关系
阿片类药物成瘾属慢性复发性脑病,主要表现为对成瘾性药物的强迫用药行为及用药量的不可控制性,其机制复杂,治疗困难,复发率高,因此对阿片类药物依赖戒断的机制及治疗的研究一直是医学界关注的热点和难点.大量研究证明电压依赖性钙通道(voltage dependent calcium channels,VDCCs)与阿片类药物成瘾的形成之间存在着密切的关系,VDCCs可通过多种途径参与阿片成瘾的形成.并且临床上,多种钙拮抗剂治疗吗啡戒断综合征也取得了一定的疗效,间接证明了VDCCs与阿片成瘾的形成之间存在着密切的关系.现对VDCCs与阿片类药物成瘾之间的关系综述如下.
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人心肌钾离子通道α1亚单位的分子克隆
钙离子通道是一个大分子的跨膜蛋白质,在心肌细胞的静息电位和动作电位的形成中起着非常重要的作用.不同来源的组织中均存在着钾离子通道,它们之间除了结构上的不同外,也存在着功能上的差异.不同进化程度、不同种系动物的电压依赖性钾离子通道在结构上也有很大的不同.因此,研究人心肌和其它组织的钾离子通道,对于进一步研究钾离子通道在不同组织中的作用以及钾离子通道开放剂和阻断剂的作用机制是至关重要的.
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15-HETE调节肺动脉节律的分子和离子通道机制
缺氧引起肺小动脉持续性收缩的机制尚不完全清楚.可能和白三烯、细胞色素P450代谢产物、一氧化氮等因素有关,但上述机制都不能完全解释缺氧引起肺小动脉持续性收缩的原因.近年来的研究揭示缺氧抑制外向性K+电流,导致膜去极化,Ca2+通过电压依赖性Ca2+通道内流,引起小动脉平滑肌收缩.
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拉西地平在高血压病的应用
拉西地平是第三代亲脂性二氢吡啶类钙离子拮抗剂,通过阻滞电压依赖性L-型钙道而减少跨膜钙离子内流,其脂溶性大大高于其他钙拮抗剂,可在脂质部位聚积,并在清除阶段不断释放,降压作用持续时间长.
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3'-大豆苷元磺酸钠对家兔胸主动脉条收缩的影响
目的 研究3'-大豆苷元磺酸钠(DSS)对家兔胸主动脉条的作用及与Ca2+的关系.方法 采用常规动脉条收缩实验方法.结果 DSS可使NE、KCl和CaCl2引起的家兔胸主动脉条量-效收缩曲线右移,大效应降低,与维拉帕米(Ver)相似,是通过钙拮抗来实现的.而DSS与Ver拮抗Ca2+的方式基本相似.可选择性地阻断电压依赖性(VDC)Ca2+通道,而对受体控制性(ROC)Ca2+通道无影响.结论 DSS具有选择性阻断VDC Ca2+通道.
关键词: 3'-大豆苷元磺酸钠 主动脉条 钙通道阻滞剂 电压依赖性 -
川芎嗪对大鼠胸主动脉平滑肌电压依赖性Cl-通道的影响
川芎嗪(即四甲基吡嗪tetramethylpyrazine)是从具有活血化淤兼有理气功用中药川芎中分离得到的一种生物碱,现已广泛应用临床,对治疗缺血性脑血管疾病、缺血性肢体血管疾病、部分泌尿系统疾病等有明显的疗效,安全而无明显的毒副作用.有作者报道川芎嗪有明显抑制α1-肾上腺受体激动所引起持续血管收缩,而使血管舒张作用,可能与其有类似的"钙通道阻断剂"作用有关.目前认为血管平滑肌的张力与钙、钾和氯通道有关,川芎嗪与钾和氯通道的关系目前未见报道.1 材料与方法(1)药物川芎嗪,无锡市第七制药厂生产;DMEM,DIDS,HEPES,胰蛋白酶,EGTA,硝苯地平(nifedipine),苯肾上腺素(简称PHE)均为 Sigma公司出品,其余试剂均为市场销售的分析纯试剂.均为美国Sigma公司产品;其余的试剂均为国产分析纯.