咖啡因?qū)Υ笫蟊掣窠?jīng)節(jié)h-電流及鉛暴露大鼠海馬神經(jīng)元興奮性和突觸傳遞特性的影響

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1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文咖啡因?qū)Υ笫蟊掣窠?jīng)節(jié)H-電流及鉛暴露大鼠海馬神經(jīng)元興奮性和突觸傳遞特性的影響姓名：何水金申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：生物物理學(xué)指導(dǎo)教師：阮迪云2003.5.1摘要本文應(yīng)用電生理技術(shù)從三個方面研究了咖啡因的作用：(1)咖啡因?qū)毙苑蛛x的大鼠背根神經(jīng)節(jié)細胞H一電流的影響；(2)咖啡因在慢性鉛暴露的大鼠海馬CA3區(qū)誘導(dǎo)的同步振蕩及其特性的研究；(3)咖啡因?qū)β糟U暴露大鼠海馬CAl和DG區(qū)的LTP的影響。技術(shù)和方法：離體腦片的fEPSPs的記錄和單細胞的電生理技術(shù)實驗結(jié)果：11咖啡因?qū)毙苑蛛x的大鼠背根神經(jīng)節(jié)細胞H一電流的影響咖啡因是一種中樞興奮藥，它存在于日常飲用

2、的咖啡、茶和可樂等飲料中。人們發(fā)現(xiàn)咖啡因與非甾體抗炎鎮(zhèn)痛藥合用能增強它們的鎮(zhèn)痛作用，至今，咖啡因作為鎮(zhèn)痛佐劑的機制還不是很清楚。H．電流是一類非選擇性的內(nèi)向電流，主要包括Na+，K+離子。它對細胞靜息膜電位的維持，細胞的興奮性及發(fā)放頻率的調(diào)控起重要作用。近來研究表明，H一電流可能在痛覺信息傳遞中發(fā)揮著重要作用。背根神經(jīng)節(jié)細胞(dorsalrootgangJ!ionrlel／rOl-／S，DRG)是一類假單極初級感覺神經(jīng)元，將外周信息傳入至脊髓背角，完成初級感覺信息的傳遞。根據(jù)細胞直徑的大小分為大，中，小三類，這三類細胞在痛覺傳遞中發(fā)揮不同的作用。本文通過研究咖啡因?qū)Υ?、中、小三類不同?/p>

3、徑的DRG細胞超極化誘導(dǎo)的H一電流的影響，以進～步闡明咖啡因作為鎮(zhèn)痛佐劑的作用機制．結(jié)果表明：5．0mM咖啡因降低了DRG大、中and,細胞的H．電流幅度分別為80％±4％，40％±3％和11．0％±2．3％；咖啡因使H一通道的電壓敏感性下降，H一通道的激活電壓升高?？Х纫?qū)RG細胞H一電流的抑制作用，可能是用作鎮(zhèn)痛佐劑的作用機制之一。2)咖啡因誘導(dǎo)的慢性鉛暴露大鼠的海馬CA3區(qū)神經(jīng)元同步振蕩及其特性的研究；鉛是一種重要的神經(jīng)毒物，慢性鉛暴露可以引起學(xué)習(xí)記憶與認知功能的損傷。人們已經(jīng)以大鼠海馬為模型對鉛的毒性進行廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)慢性鉛暴露降低了大鼠海馬三個區(qū)域的LTP的幅度并且改變了

4、海馬細胞NMDA受體亞型的mRNA的表達水平。我們在慢性鉛暴露大鼠海馬CA3區(qū)腦片中急性灌流0．1mM咖啡因，發(fā)現(xiàn)有97．8％(n_45)的海馬CA3區(qū)腦片可以誘導(dǎo)出一種同步高頻(大約230Hz)振蕩：但在對照組大鼠海馬CA3區(qū)，僅有8．3％(n=24)的腦片出現(xiàn)了咖啡因誘導(dǎo)的這種同步高頻振蕩(230Hz)。這種咖啡因誘導(dǎo)的同步高頻振蕩能被AMPA受體拮抗劑CNQX完全阻斷，被NMDA受體的拮抗劑AP5部分阻斷。但是，在振蕩爆發(fā)的初始階段，50p,MAP5和3mM【M92+】分別與咖啡因一起灌流都能阻斷振蕩的爆發(fā)。這種振蕩對GABA。受體拮抗劑，細胞膜的電壓依賴性的鈣通道，L-type

5、鈣通道和T-type鈣通道的拮抗劑都不敏感。然而，零鈣胞外液(5mMEGTA)能完全阻斷這種振蕩。結(jié)果提示，咖啡因誘導(dǎo)的同步振蕩可能是由胞外鈣通過質(zhì)膜上NMDA和AMPA受體流入胞內(nèi)引起的鈣振蕩。質(zhì)膜的NMDA受體對誘導(dǎo)振蕩的爆發(fā)起重要的作用，而AMPA受體對振蕩的維持起一個不可缺少的作用。3)，咖啡因?qū)β糟U暴露大鼠海馬CAl和I)G區(qū)的L1'P的作用在慢性鉛暴露大鼠海馬腦片CAl和DG區(qū)記錄興奮性突觸后場電位(fEPSPs)，通過ASCF急性灌流0．1mIVl咖啡因。實驗結(jié)果表明：在慢性鉛暴露大鼠中，咖啡因?qū)嶒灲M和對照組在海馬的CAl區(qū)LTP幅度分別為147±8．6％(n=7)和1

6、50±9．55％(n=8)；在海馬的DG區(qū)分別是138±7．36％(n=7)和130±6．58％(n_7)，它們之間都沒有顯著性差異(P>O．05)，表明0．1mM咖啡因?qū)β糟U暴露大鼠海馬CAl和DG區(qū)的LTP沒有影響。但是，1．0mM咖啡因增大了慢性鉛暴露組大鼠海馬CAl區(qū)fEPSPs到250±12．5％(n=9)，僅增大了對照組大鼠海馬的EPSP165±9．65％(n=7)。因此，咖啡因明顯可逆地增大了慢性鉛暴露大鼠海馬的fEPSPs，提高了慢性鉛暴露大鼠的興奮性。關(guān)鍵詞：咖啡因，大鼠海馬腦片，鉛，同步振蕩，H一電流，fEPSPs，LTPAbstractTheeffectsofc

7、affeineonDRGandhippocampusofratswerestudiedbyelectrophysiologicaltechniques：(1)theeffectofcaffeineonhyperpolarization—activatedcurrentinacutelyisolatedratdorsalrootganglionneurons；(2)propertiesofcaffeine．inducedoscillationsi