初级传入神经递质对DRG神经元膜电位及动作电位的影响

论文摘要

背根神经节（dorsal root ganglion,DRG）神经元是初级感觉传入神经元,是各种躯体及内脏感觉信息传导的通路,并对感觉信息进行加工和整合。周围局部环境的化学物质（如GABA、SP、ATP等）可改变DRG神经元外周端末梢的功能状态,如膜电位水平、兴奋性等。研究发现:DRG神经元胞体可合成、释放这些化学物质,并且膜上分布有GABAA、SP、ATP等受体,那么这些初级传入神经递质是如何影响DRG神经元膜功能,这些功能改变又是如何影响躯体及内脏感觉系统感觉信息的传递呢?我们应用细胞内微电极技术观察GABA、SP、ATP对SD大鼠DRG神经元膜电位及动作电位的影响,以及给予坐骨神经外部低频刺激对GABA介导的DRG神经元去极化的调制作用。所得结果如下:1、SP对DRG神经元膜电位的影响灌流SP（10-8 3×10-6 mol/L）可使部分DRG神经元（42.9%,18/42）产生具有浓度依赖性的去极化反应。SP介导膜去极化反应的阈浓度是10-8 mol/L,EC50约为3×10-7 mol/L,饱和浓度是3×10-6 mol/L。SP引起去极化时,所测膜电导有所增加,并随SP浓度的增大而增加。2、ATP对DRG神经元膜电位的影响大多数DRG神经元（84.5%,224/265）对外加ATP敏感。灌流ATP引起三种形式的去极化,即:快速激活快速失活型（fast type,F型）、快速激活缓慢失活型（intermediate type,I型）和缓慢激活缓慢失活型（slow type,S型）。三者的去极化上升相（rising phase,R）从10%至90%的时间（R10-90）有显著差异（P<0.05）;去敏感相（desensitizing phase）从10%至90%的时间（D10-90）也有显著差异（P<0.05）。三种类型的膜去极化所占比例分别为:F型1.8%（4/224）、I型4.6%（10/224）和S型93.6%（210/224）。灌流ATP（5×10-5～10-2 mol/L）可引起DRG神经元浓度依赖性的去极化（主要为S型）。阈浓度为10-4 mol/L,EC50值约为2×10-3 mol/L,饱和浓度为10-2 mol/L。ATP引起膜去极化幅值可随给药时间延长而增强,持续给药4 min可达最大去极化幅值,且不再随给药时间延长而增强。P2X3/P2X2/3受体拮抗剂TNP-ATP（10-5 mol/L）可部分拮抗ATP介导的膜去极化。ATP引起去极化时,所测膜电导有所增加,并随ATP浓度增大而增加。3、ATP对DRG单个神经元的动作电位的影响在检测的63个神经元中,平均传导速度9.68±0.40 m/s,范围在2.52 m/s 20.00 m/s之间,均属于A类神经元。依据动作电位波型特征又可分为F、H型神经元,所占比例为74.60%、25.40%（47/63,16/63）。在所测F类神经元上持续灌流5×10-3 mol/L ATP 5 min后,膜电位（membrane potential,MP）从-56.00±3.10 mV去极化到-43.10±3.74 mV;动作电位峰值（amplitude of action potential,APA）从65.30±2.73 mV下降至20.10±2.51 mV;动作电位最大上升速度（maximum velocity,Vmax）从117.35±12.60 m/s降至49.12±13.40 m/s,动作电位超射消失（n=4,P<0.05）;与BSS液替代组（n=9）相比差异有显著性（P<0.05）。ATP对动作电位时程APD50及传导速度（conduction velocity,CV）则无影响（n=4,P>0.05）。4、外部低频刺激对GABA介导DRG神经元膜去极化的影响外部低频刺激可对GABA介导的去极化具有明显的调制作用。改变刺激频率可延长外部刺激对GABA介导的去极化的抑制作用时间,改变刺激波宽可增强外部刺激对GABA介导的去极化抑制作用。当刺激参数为:5 ms、5 Hz、2 V时,对GABA（10-4 mol/L）介导的膜去极化抑制率为38.7%,抑制时间长达90 min左右（n=5,P<0.05）。结果提示:DRG神经元膜上存在有SP、ATP、GABA受体,外部化学物质刺激可以影响DRG神经元外周末梢的功能。SP可能通过开放非选择性阳离子通道从而影响DRG神经元膜的兴奋性;ATP通过与P2X2/3-R结合开放非选择性阳离子通道,使得A类神经元膜预先去极化,引起膜钠通道部分关闭,动作电位幅值降低,斜率Vmax减小,使神经末梢递质释放减少,其作用与GABA介导的突触前抑制类似。给予坐骨神经外部低频刺激通过抑制GABA介导的“突触前抑制”,易化感觉信息的传入。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 英文缩略语表
• 前言
• 第一章 材料与方法
• 1.1 主要实验仪器
• 1.2 主要实验试剂
• 1.3 溶液配制
• 1.4 实验动物
• 1.5 微电极制备
• 1.6 DRG标本的制备
• 1.7 实验装置
• 1.8 细胞内记录方法
• 1.9 统计学处理
• 第二章 实验结果
• 2.1 SP对DRG神经元的膜电位的影响
• 2.2 ATP 对DRG 神经元的膜电位的影响
• 2.3 ATP 对 DRG 单个神经元的动作电位的影响
• 2.4 外部刺激对 GABA 介导 DRG 神经元膜去极化的影响
• 2.5 其他观察结果
• 第三章 讨论
• 第四章 结论与展望
• 参考文献
• 综述
• 作者简历
• 致谢
• 导师评阅表