二氧化硫衍生物对大鼠海马神经元和心肌细胞离子通道的影响

二氧化硫衍生物对大鼠海马神经元和心肌细胞离子通道的影响【摘要】：二氧化硫(SO_2)是一种常见的大气污染物，可引起和加重气管炎、支气管炎、哮喘、肺气肿等多种呼吸道疾病，甚至与肺癌的发生有关。近年来研究发现，SO_2不仅损害呼吸系统，而且能够造成全身各个器官的损伤效应，是一种全身性毒物。为了进一步阐明SO_2对神经系统和心血管系统的损伤作用，采用全细胞膜片钳技术研究了SO_2衍生物对大鼠海马CA1区神经元和心肌细胞膜上几种离子通道的影响及可能的机制，以期从离子通道的角度为SO_2引起神经系统和心血管系统的损伤提供部分依据。以焦亚硫酸钠(Sodiummetabisulfite，SMB)作为SO_2衍生物的供体，研究SO_2衍生物对大鼠海马CA1区神经元电压依赖性钠通道和钾通道的影响。结果显示，SMB剂量依赖性地增大钠电流，不影响钠电流的激活曲线，而可使其失活曲线显著向正电压方向移动，延迟钠通道的失活过程；SMB还显著减小钠电流的失活恢复时间常数，加速钠通道的失活恢复。在时间动力学方面，SMB增大钠电流的激活和失活时间常数。对于电压依赖性钾通道，SMB剂量依赖性地增大大鼠海马CA1区神经元的瞬间外向钾电流(I_A)和延迟整流钾电流(I_K)。SMB不影响I_A的激活曲线，可使I_K的激活曲线显著向负电压方向移动，提前I_K的激活过程；而I_A的失活曲线向正电压方向移动，延迟I_A的失活过程。在时间动力学方面，SMB不影响I_A的激活时间常数，增大其失活时间常数，减慢其失活过程，而减小I_A的失活恢复时间常数，加速I_A的失活恢复过程；I_K的激活和失活时间常数均被减小。此外，抗氧化酶(SOD，CAT，Gpx)可部分抑制SMB对钠、钾电流的增大作用。结果表明，SMB可能通过增大海马神经元的钠、钾电流，影响通道的激活、失活及失活恢复过程而增大神经元的兴奋性，导致神经元损伤甚至凋亡等一系列神经毒作用，且这些作用可能【关键词】：二氧化硫衍生物离子通道全细胞膜片钳技术海马CA1区神经元心肌细胞【学位授予单位】：山西大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2006【分类号】：X51【目录】：第一章文献综述19-451.1二氧化硫毒性概述19-271.1.1二氧化硫污染现状及危害19-201.1.2二氧化硫流行病学研究进展20-221.1.3二氧化硫毒性效应及研究进展22-271.2生物膜离子通道及膜片钳技术27-351.2.1离子通道27-321.2.2膜片钳技术32-351.3海马神经元离子通道研究进展35-381.3.1海马的结构和功能35-361.3.2海马神经元离子通道36-381.4心肌细胞离子通道研究进展38-421.5课题的立题依据、意义及研究内容42-45第二章二氧化硫衍生物对大鼠海马神经元钠通道的影响45-552.1前言45-462.2材料与方法46-472.2.1实验动物462.2.2试剂和溶液462.2.3大鼠海马CA1区神经元的急性分离方法462.2.4全细胞膜片钳记录46-472.2.5给药方法及数据分析472.3结果与分析47-532.3.1SO_2衍生物剂量依赖性地增大钠电流47-482.3.2SO_2衍生物对钠通道激活特性的影响48-502.3.3SO_2衍生物对钠通道失活特性的影响50-512.3.4SO_2衍生物对钠通道失活恢复的影响51-522.3.5SOD_CAT及GPx对SMB引起的钠电流增大的恢复作用52-532.4讨论53-55第三章二氧化硫衍生物对大鼠海马神经元钾通道的影响55-663.1前言55-563.2材料与方法56-573.2.1实验动物563.2.2试剂和溶液563.2.3大鼠海马CA1区神经元的急性分离方法563.2.4全细胞膜片钳记录56-573.2.5给药方法及数据分析573.3结果与分析57-643.3.1瞬间外向钾电流(I_A)和延迟整流钾电流(I_k)的分离57-583.3.2SO_2衍生物剂量依赖性地增大I_A和I_k58-593.3.3SO_2衍生物对I_A和I_k激活特性的影响59-613.3.4SO_2衍生物对I_A失活特性的影响61-623.3.5SO_2衍生物对I_A失活恢复的影响62-633.3.6SO_2衍生物对I_A和反I_k激活和失活时间常数的影响633.3.7SOD，CAT及GPx对SMB引起的I_A和I_K增大效应的恢复作用63-643.4讨论64-66第四章二氧化硫衍生物对大鼠心肌细胞L-型钙通道的影响66-764.1前言66-674.2材料与方法67-684.2.1实验动物674.2.2试剂和溶液674.2.3大鼠心肌细胞的急性分离方法67-684.2.4全细胞膜片钳记录684.2.5给药方法及数据分析684.3结果与分析68-744.3.1SO_2衍生物剂量依赖性地增大L-型钙电流68-694.3.2SO_2衍生物对L-型钙电流电压依赖性激活的影响69-714.3.3SO_2衍生物对L-型钙电流稳态失活的影啊71-724.3.4SO_2衍生物对L-型钙电流失活恢复的影响72-734.3.5SO_2衍生物对L-型钙电流失活时间常数的影响73-744.4讨论74-76第五章二氧化硫衍生物对大鼠心肌细胞钠通道的影响76-865.1前言76-775.2材料与方法77-785.2.1实验动物775.2.2试剂和溶液775.2.3大鼠心肌细胞的急性分离方法77-785.2.4全细胞膜片钳记录785.2.5给药方法及数据分析785.3结果与分析78-845.3.1SO_2衍生物剂量依赖性地增大钠电流78-795.3.2SO_2衍生物对钠电流电压依赖性激活的影响79-815.3.3SO_2衍生物对钠电流稳态失活的影响81-825.3.4SO_2衍生物对钠电流失活恢复的影响82-835.3.5SO_2衍生物对钠电流激活和失活时间动力学的影响83-845.4讨论84-86第六章二氧化硫衍生物对大鼠心肌细胞钾通道的影响86-976.1前言86-876.2材料与方法87-886.2.1实验动物876.2.2试剂和溶液876.2.3大鼠心肌细胞的急性分离方法87-886.2.4全细胞膜片钳记录886.2.5给药方法及数据分析886.3结果与分析88-956.3.1SO_2衍生物对瞬间外向钾电流的影响88-896.3.2SO_2衍生物对内向整流钾电流和持续性钾电流的影响89-906.3.3SO_2衍生物对瞬间外向钾电流激活和失活过程的影啊90-926.3.4SO_2衍生物对瞬间外向钾电流失活恢复的影响92-936.3.5SO_2衍生物对瞬间外向钾电流失活时间常数的影响936.3.6SO_2衍生物对钾电流翻转电位的影响93-956.4讨论95-97第七章二氧化硫衍生物对大鼠心肌细胞钠-钙交换电流及胞内钙离子浓度的影响97-1057.1前言97-987.2材料与方法98-1007.2.1实验动物987.2.2试剂和溶液987.2.3大鼠心肌细胞的急性分离方法98-997.2.4全细胞膜片钳记录997.2.5心肌细胞钙离子浓度的测定方法99-1007.2.6给药方法及数据分析1007.3结果与分析100-1037.3.1心肌细胞钠-钙交换电流的记录100-1017.3.2SO_2衍生物对心肌细胞钠-钙交换电流的影响101-1027.3.3SO_2衍生物对心肌细胞内游离钙离子浓度的影响102-1037.4讨论103-105第八章结论105-108参考文献108-122致谢122-123附录123-124承诺书124-125个人简况125本论文购买请联系页眉网站。