Corthay J, Dunant Y, Loctin F
J Physiol. 1982 Apr;325:461-79. doi: 10.1113/jphysiol.1982.sp014162.
在4-氨基吡啶(4-AP)存在的情况下,研究了电鳐神经-电板连接处单个神经冲动的传递。4-AP是一种能显著增强诱发递质释放的药物。
联合使用了三种方法。这些方法是:(i)复合电板电位(e.p.p.)的电生理记录;(ii)诱发乙酰胆碱(ACh)释放的放射化学测量;(iii)在e.p.p.过程中及之后短时间间隔对组织中ACh和ATP含量进行分析。最后一项是通过使用与快速组织冷冻器相连的刺激器实现的。
对单个刺激的反应中,4-AP以剂量依赖方式增强e.p.p.的大小,增加持续时间的幅度远大于增加幅度。在10⁻⁴M的4-AP作用下,产生了一个特征性的“巨大e.p.p.”,其面积(以V×ms计)约为正常e.p.p.的120倍。
巨大e.p.p.由一个初始峰值组成,持续约100ms,在约300ms处有一个后期反弹,并在刺激后500至1000ms之间结束。温度变化极大地影响巨大e.p.p.的形状,尤其改变后期反弹的幅度和时间进程。
通过放射化学方法测量了对单个刺激的反应中释放的ACh量,发现其在4-AP存在时大幅增加,这解释了e.p.p.的增强。在4-AP浓度范围为10⁻⁶M至10⁻⁴M时,ACh释放的增加与e.p.p.面积的增加密切相关。
尽管ACh储备减少,但诱发递质释放仍大幅增强。用10⁻⁴M的4-AP处理后,在无任何电刺激的情况下,总ACh含量降低了30 - 40%。这种降低对ACh的囊泡和囊泡外部分的影响程度相似。同时,ACh静息周转率普遍增加。
从电器官的小片段中分离突触小泡,用我们的装置快速冷冻。通过用放射性前体标记递质池进行区室分析,证实囊泡ACh的代谢率相对较低,而游离ACh(很可能是细胞质ACh)周转更快。用4-AP处理后也得到相同结果,但ACh的起始水平和突触小泡的产量较低。
在巨大e.p.p.过程中及之后,每隔30和100ms测量总ACh含量。我们发现了特征性且显著的变化:(i)在100 - 150ms内总ACh出现初始下降;(ii)随后出现短暂的ACh增加,似乎与巨大e.p.p.的后期反弹相对应;(iii)从巨大e.p.p.结束时开始观察到总ACh稳定降低20%,并持续超过1s。
在巨大e.p.p.期间及之后,组织的ATP含量遵循与总ACh非常相似的时间进程。在大多数实验中分别发现了显著的ATP/ACh关系,在汇总结果中这种关系更显著。
在巨大e.p.p.期间及之后,囊泡ACh没有表现出任何显著变化。总ACh的短暂初始变化及其后期降低均未反映在囊泡ACh的类似变化中。因此,总ACh特征性变化模式涉及的是囊泡外ACh池。
在组织用放射性前体标记ACh后,在传递过程中进行递质储备的区室分析。发现在巨大e.p.p.期间或之后的一秒内,没有可检测到的ACh从细胞质转移到囊泡。
得出以下结论。4-AP的作用是引起ACh释放非常强烈且持久的增强,导致巨大且复杂的放电。在这些条件下的递质释放不仅由于预先形成的、可用的ACh的突然释放,还由于在巨大e.p.p.期间新合成的ACh的显著贡献。ACh含量的这些变化非常显著,且仅发生在递质的囊泡外池中。