Magoski N S, Knox R J, Kaczmarek L K
Department of Pharmacology, Yale School of Medicine, New Haven, CT 06520, USA.
J Physiol. 2000 Jan 15;522 Pt 2(Pt 2):271-83. doi: 10.1111/j.1469-7793.2000.t01-2-00271.x.
短暂的突触刺激,或暴露于芋螺毒素(CtVm),会引发海兔袋状细胞神经元的后放电。这与细胞内钙浓度([Ca2+]i)升高有关,其机制包括细胞内钙库释放Ca2+以及通过电压门控Ca2+通道和非选择性阳离子通道的Ca2+内流。后放电之后会有一个延长的(约18小时)不应期,在此期间,电刺激和CtVm触发后放电或升高[Ca2+]i的能力会严重减弱。通过测量分离细胞对CtVm的反应,我们现在测试了不同来源的Ca2+升高对延长不应期起始的作用。CtVm在正常和无Ca2+盐溶液中均能诱导[Ca2+]i升高,部分原因是从对毒胡萝卜素或环匹阿尼酸敏感但对肝素不敏感的钙库中释放Ca2+。
在细胞外有Ca2+存在时,神经元在单次应用CtVm后会对其产生不应性,但在约24小时后恢复,此时CtVm可再次升高[Ca2+]i。然而,如果在无Ca2+盐溶液中应用CtVm,则不会产生这种不应性。因此,单独的[Ca2+]i升高不会诱导对CtVm诱导的[Ca2+]i升高的不应性,但Ca2+内流会触发这种类似不应性的状态。
CtVm会使分离的袋状细胞神经元发生去极化。为了确定在此去极化过程中通过电压门控Ca2+通道的Ca2+内流是否会导致对CtVm诱导的[Ca2+]i升高产生不应性,细胞用高浓度的细胞外钾(60 mM)进行去极化,这会使[Ca2+]i大幅增加。然而,随后将细胞暴露于CtVm时仍产生正常反应,这表明通过电压门控Ca2+通道的Ca2+内流不会诱导不应性。
作为对电压门控Ca2+通道作用的第二项测试,用硝苯地平阻断这些通道。该药物未能阻止对CtVm诱导的[Ca2+]i升高产生不应性的起始,这进一步证明通过电压门控Ca2+通道的Ca2+内流不会引发不应性。
为了研究通过CtVm激活的非选择性阳离子通道的Ca2+内流是否会导致不应性,神经元用高浓度的TTX进行处理,TTX可阻断该阳离子通道。TTX保护神经元免受在含Ca2+培养基中CtVm引起的对[Ca2+]i升高的不应性影响。
使用完整腹神经节中的袋状细胞神经元簇,我们比较了硝苯地平和TTX保护细胞免受电刺激不应性影响的能力。在存在TTX的情况下,在暴露于CtVm一段时间后,刺激传入输入可触发正常的、持久的后放电。相反,在存在硝苯地平的情况下暴露于CtVm会导致不应性。
我们的数据表明,通过非选择性阳离子通道的Ca2+内流使培养的袋状细胞神经元对重复的CtVm刺激产生不应性。此外,后放电本身的不应期也可能由通过该阳离子通道的Ca2+内流引发。