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《陕西师范大学》 2011年
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钙依赖性钾通道阻断剂对神经起步点自发放电节律的影响

路美玲  
【摘要】:有机体和外界发生互动的结构基础是神经系统,信息在神经元上是以动作电位的形式传递。动态变化的外界信息会通过影响神经动作电位的产生而引起神经放电节律的动态变化。动作电位的产生是神经元上各种离子通道共同作用的结果,所以任何影响通道开关的因素都可能影响动作电位的出现和放电频率、放电节律的改变。近几年来,根据理论模型研究结果的提示,围绕着外周神经损伤区自发放电的节律及分岔规律,我们进行了深入的实验研究,例如改变胞外钙离子浓度,发现损伤区存在十分丰富的节律模式和转化规律,而用TEA阻断钾离子通道,也会使放电呈现丰富的节律模式和很多的节律转迁历程。上述结果提示,钙离子通道和钙激活性钾离子通道可能对神经放电的调节起着关键作用。 本实验主要研究钙激活钾离子通道对神经放电活动的影响。实验分为以下三个部分:第一部分利用钙离子螯合剂EGTA观察胞外钙离子浓度对神经电活动的影响;第二部分利用非特异性钾离子通道阻断剂TEA观察钾离子通道对神经电活动的影响;第三部分利用BK通道特异性阻断剂IBTX、SK通道特异性阻断剂apamin观察钙依赖钾离子通道对神经电活动的影响。实验重点观察损伤神经自发放电节律的转迁变化,力求对神经电活动的分岔规律获得比较深入和全面的理解,再仔细比较使用钙激活钾离子通道特异性阻断剂和非特异性阻断剂后节律变化程度的异同,以探明外周神经损伤区存在的钙激活钾离子通道的类型。本研究发现在慢性损伤坐骨神经的损伤区存在钙激活钾通道,对这些通道的调控可以改变损伤神经自发放电的节律,这些发现有助于了解慢性神经痛的外周机制,也为临床上治疗慢性神经痛提供了新的思路. 主要结果有: 1.实验中首先使用钙离子螯合剂观察损伤神经的自发放电活动的变化,发现降低胞外钙离子浓度可以使神经放电频率明显增加,并出现了倍周期、加周期等多种分岔节律转迁模式。 2.起步点施加钾离子通道阻断剂TEA会使放电节律出现转迁。实验中,应用非特异性钾通道阻断剂TEA,放电频率明显增加,还观察到了多种不同类型的放电节律模式,包括阵发周期节律、周期簇放电、周期峰放电、混沌簇放电以及混沌峰放电等节律,以及很多类型的周期共存节律、整数倍节律,如:周期1和周期2之间的随机交替节律,周期2和周期3之间的随机交替节律,以及静息、周期1、周期2之间的随机交替节律和静息、周期2、周期3之间的随机交替节律,此外,还有较多的节律动态变化规律,包括由周期1簇直接到周期1峰放电的节律转迁,由周期1簇放电经过加周期分岔到周期2簇放电再经过复杂的节律变化到周期1峰的分岔形式,以及由周期1簇放电经倍周期分岔到周期2簇放电再经过复杂的分岔变化到周期1峰放电,以及周期之间通过二态节律交替、三态节律交替共存进行分岔转迁,还有由周期1簇经过完整的分岔序列到周期1峰放电。在TEA作用下的节律转迁较难出现周期3以上的确定周期。 3.使用BK通道特异性阻断剂IBTX、SK通道特异性阻断剂apamin观察钙依赖钾通道对神经电活动的影响。发现(一)、单独使用IBTX和apamin均可增加放电频率,但是程度远小于TEA作用下放电频率的增加;(二)、单独使用IBTX和apamin均使神经产生放电节律转迁,但只是部分地诱发TEA所诱发的转迁历程;(三)、联合应用IBTX和apamin诱发的分岔转迁历程与TEA所诱发则更为接近。仔细比较发现IBTX、apamin和TEA所诱发的分岔转迁基本历程相似但表现细致的区别,这些结果提供了参与损伤神经自发放电形成的钙激活钾离子通道的直接药理学证据,提示在实验性神经起步点可能存在BK和SK通道,并且其在调节放电节律中的作用不同。 4.使用钙依赖钾离子通道阻断剂使放电产生节律转迁的过程中,出现了很多二态节律共存以及三态节律共存现象。(一)、二态节律共存表现为周期1周期2交替出现、周期2周期3交替出现以及静息周期2交替出现,每种交替节律又有多种放电的表现形式和回归映射形式;(二)、三态节律共存表现为静息、周期1、周期2交替出现,静息、周期2、周期3交替出现,静息、周期1、高周期交替出现,静息、周期1、混沌交替出现,以及静息、周期1、周期2、周期3、周期4、周期5交替出现,每种交替节律又有多种放电的表现形式和回归映射形式;(三)、还有一例在洗回中所出现的周期转迁过程中,每两个相邻的周期之间是通过二态节律共存和三态节律共存转迁的。 实验结果表明,改变胞外的钙离子浓度和阻断钾离子通道会改变神经放电频率和放电节律,出现多种转迁分岔类型,而且钙激活钾通道BK、SK在神经起步点的自发放电过程中可能起着关键的作用,这为进一步研究BK、SK通道的作用打下基础,并为深入认识理解神经编码信息打下基础。
【学位授予单位】:陕西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q424

【参考文献】
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