Mayer M L, Vyklicky L
Laboratory of Developmental Neurobiology, NICHD, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892.
J Physiol. 1989 Aug;415:351-65. doi: 10.1113/jphysiol.1989.sp017725.
采用膜片钳全细胞记录模式,对培养的海马神经元进行记录。在低密度培养物中,通过对相邻突触前神经元进行松散膜片刺激来诱发突触反应。使用一系列直径为250微米的流管,将激动剂和拮抗剂快速施加到距离突触后神经元100微米以内的位置。
浴槽中加入50微摩尔/升的锌会导致长时间的突触密集放电和动作电位发放。在含有1毫摩尔/升镁离子的无甘氨酸溶液中,通过流管施加50微摩尔/升的锌,平均使抑制性突触后电位(IPSP)幅度降低75%,但使兴奋性突触后电位(EPSP)平均幅度增加至对照的171%。然而,在用荷包牡丹碱阻断γ-氨基丁酸(GABA)受体后,锌对EPSP幅度没有影响,这表明在对照溶液中记录到的增强反映了多突触IPSP的阻断。
与IPSP的阻断一致,锌以快速开启、快速关闭的动力学特性阻断了对通过流管施加的GABA的突触后反应。根据单结合位点吸附等温线拟合估算,锌对GABA反应的阻断的平衡解离常数(Kd)为11微摩尔/升,足以解释50微摩尔/升的锌对IPSP的降低程度。锌对GABA反应的拮抗作用在-60至+60毫伏的膜电位范围内基本与膜电位无关。
在无镁细胞外溶液中加入甲基碘化荷包牡丹碱和甘氨酸,以研究由N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体介导的突触反应,锌使EPSP幅度降低至对照的50%,并缩短了EPSP的衰减时间常数,这表明锌阻断了NMDA受体的突触激活。
在使用突触后受体拮抗剂(1 - 3毫摩尔/升犬尿氨酸和10 - 20微摩尔/升甲基碘化荷包牡丹碱)完全阻断突触传递的条件下,50微摩尔/升的锌降低了动作电位后超极化(AHP)的幅度,但对动作电位幅度或半宽度没有产生大的变化。在这些条件下,50微摩尔/升的锌还降低了触发动作电位发放所需的电流阈值,并阻断了适应性,使得对延长电流脉冲的反应由单个动作电位转变为重复发放。