脉冲磁场对皮层神经元离子通道的影响

论文摘要

随着现代工业的发展,磁场对人体的影响日趋广泛且不明确,同时也有越来越多的磁疗仪器产生,并且已应用于临床治疗,但其治疗机理尚不清楚,有待于进一步探明。因此研究磁场对细胞的作用具有现实的重要意义。本文首次从细胞层次上观察了在低强度低频脉冲磁场环境下,小鼠皮层神经元电压门控钠钾离子通道电生理特性的变化。采用频率为15Hz、强度为1.4mT的低强度低频脉冲磁场对小鼠的脑皮层神经元进行刺激,而后应用全细胞膜片钳技术测量其钠钾离子通道特性。结果显示:低强度低频脉冲磁场可使神经元电压门控离子通道特性改变,可显著影响皮层神经元离子通道激活电位和通道电流,对INa、IA、IK的作用具有电压依赖性。脉冲磁场作用于小鼠皮层神经元对钠通道峰值电流INa起到明显的抑制作用,并且其改变了钠通道的激活特性与失活特性,从而影响动作电位的去极化与超极化过程,进而会引起神经元细胞生理功能发生变化。同时脉冲磁场对瞬时外向钾电流IA和延迟整流外向钾电流IK有显著的抑制作用,脉冲磁场作用可显著地影响外向钾通道的激活与失活过程,可以改变其瞬时外向钾通道特性,调节神经元的生理功能,可能有利于受损神经元的恢复。应用膜片钳技术在细胞和分子水平探讨低强度低频脉冲磁场的生物刺激效应是一个全新的方法,本文从离子通道角度上研究脉冲磁场对脑皮层神经元的影响,为全面深入地探索电磁场的生物效应提供了借鉴。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 课题研究现状
• 1.2.1 磁场生物效应的研究进展
• 1.2.2 磁场对脑组织影响的研究现状
• 1.2.3 磁场治疗机制的研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第二章 细胞膜离子通道与膜片钳实验技术
• 2.1 细胞膜离子通道
• 2.1.1 离子通道的特征
• 2.1.2 电压门控离子通道结构和功能
• 2.2 膜片钳实验技术介绍
• 2.2.1 基本原理
• 2.2.2 记录模式
• 2.2.3 膜片钳实验系统的组建
• 2.2.4 膜片钳实验方法
• 2.3 讨论
• 2.3.1 膜片钳实验问题和解决方法
• 2.3.2 膜片钳实验中的误差及补偿
• 2.3.3 膜片钳实验中刺激参数设置
• 第三章 小鼠皮层神经元急性分离及电压门控钠钾离子通道电流的记录
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 方法
• 3.2 实验结果与分析
• 3.2.1 皮层神经元细胞形态学观察及其电生理特性
• 3.2.2 钠离子通道电流的特性
• 3.2.3 钾离子通道电流的特性
• 3.3 小结
• 第四章 脉冲磁场对皮层神经元电压门控钠钾离子通道特性的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 方法
• 4.2 实验结果与分析
• 4.2.1 脉冲磁场对电压门控钠离子通道电流的作用
• 4.2.2 脉冲磁场对钠电流作用的时间与电压依赖性分析
• 4.2.3 脉冲磁场对钠通道激活曲线的影响
• 4.2.4 脉冲磁场对钠通道失活曲线的影响
• 4.2.5 脉冲磁场对IA和IK的作用
• 4.2.6 脉冲磁场对IA和IK作用的时间与电压依赖性分析
• 4.2.7 脉冲磁场对IA和IK激活曲线的影响
• 4.2.8 脉冲磁场对IA稳态失活曲线的影响
• 4.3 小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况
• 致谢