Baker P F, Hodgkin A L, Ridgway E B
J Physiol. 1971 Nov;218(3):709-55. doi: 10.1113/jphysiol.1971.sp009641.
通过记录注射水母发光蛋白产生的光来跟踪巨轴突中游离钙离子的变化。
根据注射钙缓冲剂的效果,发现游离钙离子的内部浓度与45Ca-EGTA:55游离EGTA混合物中的浓度大致相同,即约0.3μM。
轴突暴露于氰化物50 - 100分钟后,水母发光蛋白反应的速度增加约500倍。去除氰化物后,这种效应可迅速逆转,这可能是由于内部储存库释放钙离子所致。
向氰化物中毒的轴突每升轴浆中注射30微摩尔ATP会导致光强度短暂降低;寡霉素可阻断这种效应。
提高细胞外钙离子浓度或用胆碱或锂替代细胞外钠离子会使注射了水母发光蛋白的轴突产生的光可逆性增加。
在含有112 mM钙离子的溶液中以50 - 200次/秒的频率刺激会使光强度增加到一个新的稳定水平;刺激后,光强度以10 - 30秒的时间常数恢复到原始水平。在含有较少细胞外钙离子的溶液中也观察到类似但较小的效应。刺激后的恢复可能是由于内部储存库摄取钙离子所致。
每升轴浆注射3毫摩尔EGTA会降低静息发光并消除水母发光蛋白对刺激的反应。
轴向注射水母发光蛋白后,刺激后立即没有光反应,效应在约5分钟的半衰期后增加到“稳定”水平。结论是,刺激引起的钙离子浓度升高局限于轴突的外周部分,并且水母发光蛋白在轴浆中的扩散系数约为4×10(-7) cm(2)/秒。
在长时间实验过程中,每个冲动的光增量通常会显著增加,并且轴突之间也存在相当大的差异。
如果对刺激的光反应较小,它与刺激频率成正比;如果较大,则与频率的平方成正比。
电压钳实验表明,与去极化脉冲相关的钙离子内流可分为早期成分,该成分可被河豚毒素(TTX)消除,以及晚期成分,该成分不受这种抑制剂的影响。
早期钙离子内流的时间关系与其是钙离子通过钠通道的泄漏一致;钠通道对钙离子的通透性约为对钠离子通透性的1%。
注射足够的四乙铵(TEA)以阻断外向钾电流对晚期钙离子内流影响不大;外部锰离子浓度对晚期钙离子内流有很大影响,而对最大钾电导影响很小。
晚期钙离子内流的电压 - 反应曲线有明确的最大值,其形状与突触前末梢钙离子内流与去极化关系的曲线相似(Katz和Miledi,1969年,1970年)。