Johnson B D, Byerly L
Department of Biological Sciences, University of Southern California, Los Angeles 90089-2520.
J Physiol. 1993 Mar;462:321-47. doi: 10.1113/jphysiol.1993.sp019558.
运用全细胞膜片钳技术,对来自椎实螺(Lymnaea stagnalis)的离体神经元进行研究,以探讨细胞内钙离子(Ca2+)对通过电压依赖性Ca2+通道流动的钡离子(Ba2+)电流的影响。通过对笼锁Ca2+化合物DM-硝基苯酚进行闪光光解来增加细胞内Ca2+,并用光学指示剂fluo-3进行测量。
在最高强度闪光后,Ba2+电流峰值被阻断42%,时间常数为5毫秒。无论通道是激活还是关闭,阻断的起始都遵循相似的时间进程。闪光后幸存的Ba2+电流与闪光前的总Ba2+电流具有相同的激活电压依赖性和失活速率。
Ba2+电流从阻断状态恢复几乎是完全的,时间常数为16秒。当闪光之间间隔7 - 10分钟时,可在同一细胞中研究多次光解诱导的阻断情况。在一些细胞中,从阻断状态恢复伴随着电流短暂增强至阻断前幅度之上。
神经元通过在施加闪光前卸载DM-硝基苯酚以及快速缓冲光解释放的Ca2+,极大地降低了光解增加Ca2+的能力。DM-Ca2+溶液细胞外液滴上的最大闪光使Ca2+从110 nM跃升至40 μM。相比之下,对加载了DM-Ca(2+)的神经元进行相同闪光,导致Ca2+瞬变从36 nM的基线起始至130 nM的峰值。这种细胞内Ca2+瞬变以三个时间常数(120毫秒、2秒和13秒)衰减。
内源性缓冲剂能快速结合Ca2+。当在闪光后2毫秒内监测细胞内Ca2+时,未检测到因光释放Ca2+结合而产生的快速Ca2+尖峰。向细胞内溶液中添加二溴-BAPTA使阻断减少了三分之一,这与测量到的细胞内Ca2+减少一致。这表明内源性缓冲剂结合Ca2+的速度与二溴-BAPTA一样快,且与光解释放Ca2+的速度相同。
通过改变闪光强度获得的阻断的Ca2+依赖性表明,在130 nM时存在一定程度的饱和。一个与阻断和恢复的时间进程以及浓度依赖性均相符的简单两态阻断模型得出解离常数约为50 nM,正向速率常数为7×10(8) M-1 s-1。(摘要截断于400字)