Isenberg G
Department of Physiology, University of Cologne, Germany.
J Physiol. 1992 Dec;458:99-117. doi: 10.1113/jphysiol.1992.sp019408.
在36℃下,使用含3.6 mM细胞外Ca2+的溶液对豚鼠膀胱电压钳制的分离平滑肌细胞进行研究。利用Ca(2+)敏感染料Indo-1的荧光来监测胞质钙浓度([Ca2+]i)及其变化([Ca2+]i瞬变)。快速向细胞施加咖啡因(10 mM)以从“咖啡因敏感Ca2+储存库”释放细胞内Ca2+。
在保持电位-60 mV时,短暂(1 s)施加咖啡因在不到1 s内使[Ca2+]i从静息时的118±22 nM增加到1490±332 nM。咖啡因洗脱后,[Ca2+]i从该峰值降至47±12 nM的亚静息水平,即发生了[Ca2+]i的“超射”。随后咖啡因诱导的[Ca2+]i瞬变峰值减弱,表明咖啡因敏感Ca2+储存库失去了一部分可释放的Ca2+。
在持续存在咖啡因的情况下,[Ca2+]i从其峰值衰减至对照静息[Ca2+]i值。长时间(10 - 30 s)处理后洗脱咖啡因也导致[Ca2+]i超射。随后咖啡因诱导的[Ca2+]i瞬变在很大程度上被消除,就好像咖啡因敏感Ca2+储存库失去了大部分可释放的Ca2+。在超射期间,超极化至-100 mV不影响[Ca2+]i。在大多数研究的细胞中,[Ca2+]i从超射恢复到静息水平需要通过L型Ca2+通道诱导Ca2+内流的去极化。
用细胞外La3+(3 mM)阻断质膜Ca(2+)-ATP酶(PMCa)不会改变去极化或1 s咖啡因施加诱导的[Ca2+]i瞬变的衰减,这表明两者的衰减速率不受PMCa速率限制。La3+消除了[Ca2+]i的超射。在持续存在咖啡因的情况下,La3+在很大程度上阻止了[Ca2+]i的衰减。
当在[Ca2+]i超射期间施加从-60到0 mV(持续160 ms)的去极化步骤时,相应[Ca2+]i瞬变的衰减半衰期比对照快达三倍。重复去极化恢复了衰减速率,[Ca2+]i恢复到静息值。这两个过程沿着相似的时间进程恢复。
应用磷酸二酯酶抑制剂3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(IBMX;0.1 mM)或8-溴-cAMP(0.1 mM)不会模拟上述咖啡因效应,这表明cAMP依赖性磷酸化对肌浆网(SR)Ca(2+)-ATP酶(SERCa)的刺激不是潜在机制。(摘要截短至400字)