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δ-氨基酮戊酸(ALA)对大鼠海马CA1区锥体神经元兴奋性和突触可塑性的作用

王朗  
【摘要】:本文应用海马脑片和单细胞电生理技术研究了δ-氨基酮戊酸(δ-aminolevulinic acid or δ-aminolevulinate,ALA)对急性分离的大鼠海马CA1区神经元上电压门控钠通道的作用,以及ALA引起的突触可塑性和突触传递效能的变化,并探讨了其可能的作用机制。 技术和方法:单细胞和脑片膜片钳技术,脑片场电位技术 实验结果: 1) ALA对大鼠海马CA1区神经元上电压门控钠通道的作用 在阻断了电压门控型钾通道和钙通道的情况下,可以在急性分离的大鼠海马CA1区神经元上记录到对TTX敏感的电压门控钠通道电流。结果表明,低浓度的ALA能够增加钠电流的幅度,高浓度的ALA则降低钠电流的幅度,且这两种效应皆是不可逆的。低浓度ALA对钠电流幅度的增强作用可被抗氧化剂完全阻断,而高浓度ALA对钠电流幅度的抑制作用也可被抗氧化剂部分阻断。不同浓度的ALA都显著地延缓了通道的复活时间,并可被抗氧化剂部分逆转。这些结果充分说明了过氧化效应参与了ALA对钠通道的调控。不同浓度的ALA均可使钠通道的激活和失活曲线向超极化方向移动,降低钠通道开放的阈值,从而提高神经细胞的兴奋性,并且这一作用不能被抗氧化剂逆转,说明ALA的作用还涉及到其它未知的通路。鉴于ALA实际上是一种GABA的结构类似物,且阻断GABAa受体后对ALA的作用没有显著性地影响,而单独激活GABAb受体却能模拟出与ALA相似的作用,说明ALA有可能通过激活GABAb受体来产生其它的胞内作用。此外,ALA对钠通道的调控作用不具有通道状态依赖性。 2) ALA对大鼠海马CA1区锥体神经元突触可塑性及自发性突触后电流的作用 由于神经元兴奋性和突触后动作电位发放在突触可塑性的调节中具有至关重要的作用,我们应用脑片膜片钳技术对ALA在突触水平上的作用及机制进行了研究。结果表明:在突触前,ALA增加了双脉冲易化效应,说明ALA增加了突触前递质的释放;在突触后,ALA持续性地增加了fEPSPs的幅度,表明ALA能够改变突触传递特性,自身能够诱导LTP,并且这种作用几乎可被NMDA阻断剂完全阻断。 通过分析自发性突触后电流发现,ALA均可降低兴奋性和抑制性突触后电流的频率,但却能够增加它们的平均幅度。这一结果表明,ALA虽然降低了突触前囊泡释放的频率,却因为增加了每一次释放的囊泡数目而使递质的释放量依然得到了增加。此外,ALA对兴奋性和抑制性突触后电流的平均衰减时间都没有显著性地影响,说明ALA对突触后膜上的受体可能并没有直接作用,这一点需要进一步探讨。 综上所述,ALA能够通过调节电压门控钠通道的开放特性而增强神经元的兴奋性和动作电位的发放;另一方面,ALA还可增加突触前递质的释放量,增加突触强度,提高突触传递效能,从而诱导产生LTP,影响神经元的突触可塑性。


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