三磷酸腺苷二钠盐增强蟾蜍离体单一肌梭传入放电频率.pdf
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1、中国运动医学杂志2 0 0 6 年3 月第2 5 卷第2 期 C h i n J S p o rt s M e d , M a r 2 0 0 6 , V o l . 2 5 , N o . 21 8 1 三磷酸腺普二钠盐增强蟾蛤离体单一肌梭传入放电频率 石磊, 樊小力2 吴苏娣2 宋新爱2 1西安交通大学体育部( 西安 7 1 0 0 4 9 ) 2西安交通大学医学院生理学教研室 摘要目的: 探讨三磷酸腺普二钠盐( N a 2 A T P ) 对肌梭传入放电的影响。方法: 用蟾蛛缝匠肌 制备单一肌梭标本, 以空气隔绝法记录3 6 例蟾蛛单一肌梭的传入放电, 分别观察5 0 m g “ L -
2、 1 , 1 0 0 m g “ L - 和2 0 0 m g “ L - 1 N a 2 A T P 注射液对肌梭传入放电的影响。结果: 应用不同 剂量N a t A T P 后, 肌梭的 传入放电频率分别由( 0 . 8 4 士 0 . 1 5 ) H z , ( 0 . 8 5 土 0 . 1 3 ) H z 和( 0 . 8 7 士 0 . 1 2 ) H z 增加至( 2 0 . 8 3 士 2 . 4 8 ) H z , ( 3 1 . 5 0 t 3 . 0 3 ) H z 和( 4 7 . 3 3 士 4 . 0 8 ) H z 。结论: N a 2 A T P 注射液可使肌梭
3、的 传入放电频率明显增加, 且 呈时间一剂量依赖关系。 关键词传入放电; 单一肌梭; 三磷酸腺普二钠盐 E f f e c t o f N a 2 A T P o n t h e D i s c h a r g e o f I s o l a t e d T o a d Mu s c l e S p i n d l e S h i L e i , F a n X ia o l i2 , W u S u d i2 , S o n g A ix i n 2 1 D e p a r t m e n t o f P h y s i c a l E d u c a t i o n , X i a n J
4、 i a o t o n g U n i v e r s i t y , X i a n , C h i n a 7 1 0 0 4 9 2 D e p a r t m e n t o f P h y s i o l o g y , M e d ic a l S c h o o l of X i a n J ia o t o n g U n iv e r s i t y , X i a n , C h i n a 7 1 0 0 6 1 A b s t r a c t O b j e c t i v e T o o b s e r v e t h e e ff e c t o f N a 2
5、A T P o n a f f e re n t d i s c h a r g e o f m u s c l e s p i n d l e . Me t h o d s U s i n g a i r 一 g a p t e c h n i q u e , t h e a ff e re n t d i s c h a r g e o f i s o l a t e d t o a d m u s c l e s p i n d l e w a s r e c o r d e d . T h e e f f e c t s o f N a 2 A T P o n t h e d i s
6、c h a r g e r a t e o f m u s c le s p i n d l e w e re o b s e r v e d . R e s u lt s A f t e r a d m i n i s t r a t i o n 5 0 m g “ L 一 t , 1 0 0 m g “ L 一 1 a n d 2 0 0 m g “ L 一 1 N a 2 A T P r e s p e c t i v e l y , th e s p o n t a n e o u s d i s c h a r g e o f m u s c l e s p i n d l e i
7、n c r e a s e d f ro m ( 0 . 8 4 土 0 . 1 5 ) H z , ( 0 . 8 5 土0 . 1 3 ) H z a n d ( 0 . 8 7 土 0 . 1 2 ) H z t o ( 2 0 . 8 3 土2 . 4 8 ) H z , ( 3 1 . 5 0土3 . 0 3 )H z a n d ( 4 7 . 3 3 土 4 . 0 8 ) H z , r e s p e c t i v e l y . C o n c l u s i o n T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t N a 2 A T P
8、h a s a n e x c i t a t i v e e f f e c t o n m u s c l e s p i n d l e a ff e re n t s . T h e e f f e c t o f N a 2 A T P o n m u s c l e s p i n d l e a f f e r e n t s w a s d o s e 一 d e p e n d e n t . K e y w o r d s a f f e re n t d i s c h a r g e , i s o l a t e d m u s c l e s p i n d l e
9、 , a d e n o s i n e d i s o d i u m t r i p h o s p h a t e ( N a 2 A T P ) 运动减退、 制动或肌肉去负荷均可使骨骼肌出 现明显的 废用性萎缩川。 肌梭是骨骼肌内的一种特 殊感受装置, 其结构和功能极为复杂。樊小力等的 研究表明, 废用状态下肌梭的传人放电减少并出现 明显退行性改变可能是废用性肌萎缩发生的重要原 因 之一 2 ,3 。目 前的肌梭生理研究中常用唬拍胆碱 ( S u c c i n y l c h o l i n e , S C h ) 兴奋肌梭, 但其作用时间短暂 且有毒副作用闭。因此, 寻找一种能够兴
10、奋肌梭且 毒副作用小的药物, 对于进一步深人研究肌梭的功 能以及预防和治疗废用性肌萎缩均具有重要意义。 资料表明, 三磷酸腺昔二钠盐( N a 2 A T P ) 注射液有对 抗失神经肌肉萎缩的作用 5 , 但有无兴奋肌梭从而 对抗废用性肌萎缩的作用尚未见报道。本研究采用 空气隔绝法记录蟾赊离体单一肌梭的传人放电, 观 察不同浓度N a 2 A T P 注射液对传人放电的影响, 为进 一步研究N a 2 A T P 注射液防治废用性肌萎缩的作用 机制提供理论依据。 1 材料和方法 1 . 1 离体单一肌梭标本的制备 用破坏中枢神经系统的方法处死蟾赊, 迅速取 出缝匠肌, 保留神经支配, 制备神
11、经一 肌肉标本并将 其浸浴在任氏液中。沿肌纤维的走行方向切下一小 苍金项目 通讯作者 : 国家自然科学基金项目( N o . 3 0 0 7 0 8 3 0 )资助 : 石磊, E m a i l : s l e i 9 3 y a h o o . c o m . e n ; T e l : 0 2 9 一 8 2 6 6 8 3 5 9 . 1 8 2.中国运动医学杂志2 0 0 6 年 3 月第 2 5 卷第 2 期 C h i n J S p o rt s M e d , M a r 2 0 0 6 , V o l . 2 5 , N o . 2 块肌肉组织, 置于两块约 l c 扩 大
12、小的玻片之间, 在 双目 解剖显微镜( N i k o n , J a p a n ) 和倒置显微镜下进行 观察。根据折光性不同辨认肌梭与梭外肌纤维, 用 分离针和游丝镊去除肌梭周围与之相连的梭外肌纤 维、 血管等组织, 完整地分离出单一肌梭, 保留其神 经纤维, 长度 3 m m以上。分离出来的肌梭立即浸人 任氏液中。 1 . 2 空气隔绝法记录单一肌梭传人放电 6 1 采用空气隔绝法记录3 6 例蟾赊单一肌梭的传 人放电活动。实验台置于倒置显微镜的台面上。将 肌梭置于实验台的 R池中, 梭囊外的一段有髓神经 纤维则置于实验台的K池, 横过两个任氏液池之间 0 . 3 m m的空气间隔。在6
13、 -1 6 倍放大的双目解剖显 微镜下观察肌梭和轴突的位置。两个任氏液池之间 经两个任氏液琼脂盐桥相连, 用一对甘汞电极记录 两池之间的电位差, 输人记忆示波器( V C 一 1 1 ) 观察 肌梭的传人放电活动。同时输人计算机做序列密度 直方图。实验装置如图 1 所示。 I)州O s c i l l o c o p e E 一, E C o m p u t e r 夕日 I C 三磷酸腺昔二钠盐注射液由上海通用药业股份 有限公司提供, 规格为 2 0 m g “ 2 m L - , 批号: H 3 2 0 2 3 5 0 6 。正常任氏液由 1 1 1 . 2 m m o l “ L - t
14、 N a C l , 1 . 9 m m o l L 一 K C l , 1 . O m m o l . L 一 C a C 12 , 3 2 . 2 8 m m o l . L 一 N a H C 0 3 和2 g “ L 一 G l u c o s 。 组成。 调节p H 值至 7 . 4 。实验于室温2 2 一 2 6 完成 7 1 0 1 . 4 统计分析 所有实验数据用 S P S S软件进行统计学分析。 结果以均数土 标准差表示, 组间差异采用方差分析, P 0 . 0 5 作为显著性差异的界值。 2 结果 2 . 1 蟾蛛离体单一肌梭自发放电特征 蟾赊离体单一肌梭自 发放电频率较
15、低, 为( 0 . 8 6 t 0 . 1 2 ) H z 。自发放电频率的最高值为 4 H z 。肌梭 的传人放电十分规律地以一定时间间隔出现。 2 . 2 N a 2 A T P 对蟾蛛离体单一肌梭自 发放电频率的 影响 分别应用 5 0 , 1 0 0 , 2 0 0 m g “ L - 剂量 N a 2 A T P 后, 所有肌梭的传人放电频率均明显增加, 且随剂量的 增加而增加。应用1 0 0 m g - L 和2 0 0 m g “ L - 1 N a 2 A T P 后, 肌梭放电频率显著高于应用5 0 m g “ L - 1 N a 2 A T P 的肌梭, 但其作用持续时间随
16、N a 2 A T P 剂量的增加而 缩短( 表 1 , 2 ) a 哗 砂 也:一蔺 , . : 表 1 Ta b l e 图1 实验装置图 注: C : 地线; E : 甘汞电极; G : 空气隔绝; I : 电流放大器; K : 神经池; R : 肌梭灌流池 自然长度下的肌梭有 自发放电活动, 但因标本 在制备好后的3 0 m i n内自发放电不稳定, 因此, 一般 在肌梭标本制备好 3 0 m i n 后进行实验。每个肌梭只 用于一种浓度作用的观察, 每种浓度 1 2 例。 1 . 3 药物与溶液 不同 浓度N a 2 A T P 对离 体单一肌梭传人放电的 作用 ( H z ) 1
17、T h e e ff e c t s o f d iff e r e n t c o n c e n t r a t i o n o f N a 2 A T P o n t h e d i s c h a r g e r a t e o f i s o l a t e d m u s c l e s p i n d l e ( H z ) 浓度n基础频率峰值频率 5 0 m g “ L 一 1 1 0 0 m g - L - 2 0 0 m g - L - 1 2 0. 8 4 士 0. 1 5 1 2 0. 8 5 士 0. 1 3 1 2 0. 8 7 t 0. 1 2 2 0. 8 3
18、t 2. 4 8 3 1 . 5 0 土 3 . 0 3 “ 4 7 . 3 3士4 . 0 8 0 朴 与5 0 m g “ L - 1 组比较, C o m p a r e d w i th 5 0 m g “ L - 1 g r o u p , P 0 . 0 5 ; # 与1 0 0 m g - L - 1 组比较, C o m p a re d w it h 1 0 0 m g “ L - 1 g r o u p 尸0 . 0 5. 表2 不同浓度N a 2 A T P 对离体单一肌梭传人放电的作用时程( s ) T a b l e 2 T h e e f f e c t s o f
19、 N a 2 A T P o n t h e d i s c h a r g e d u r a t i o n o f i s o l a t e d m u s c l e s p i n d l e ( s ) 浓度n潜伏期达峰值时间恢复到 8 0 %时间 5 0 m g “ L 一 1 1 0 0 m g “ L - 2 0 0 m g “ L - 1 2 1 2 1 3 8. 9 1 11 9. 0 9. 0 8士4 4. 8 5 8 6 . 0 0 11 0 . 7 2 * 5 6 . 1 7士5 . 7 0 “ . 4 2士1 3 . 9 8 * . 2 5 t 4 3. 5 2
20、 . 5 8士1 4. 8 7 * 1 1 6 . 6 7 士8 . 7 4 #3 5 2 . 9 2 士1 1 . 2 9 * 恢复到 5 0 %时间 9 6 7. 0 8土4 1 . 6 8 5 7 1 . 1 7士2 0 . 2 6 * 料8 . 9 2 士9 . 3 7 完全恢复时间 1 4 4 0. 5 8士8 8 . 4 7 1 0 4 0. 5 8士3 1 . 2 2 * 7 9 0 . 9 2士2 2 . 9 9 n 与5 0 m g “ L - 1 组比较, P 0 . 0 5 ; “ 与1 0 0 m g - L - 1 组比较, P 0 . 0 5 0 C o m p a
21、 r e d w it h 5 0 m g “ L 一 1 g r o u p , P 0 . 0 5 ; # C o m p a r e d w i t h 1 0 0 m g “ L 一 1 g r o u p尸 0 0 5. 中国运动医学杂志2 0 0 6 年 3 月第2 5 卷第 2 期 C h i n J S n o rt s M e d . M a r 2 0 0 6 . V o l . 2 5 . N o . 2. 1 8 3 3 讨论 N a 2 A T P 注射液为一种辅酶类药, 参与体内脂 肪、 蛋白质、 糖、 核酸以及核昔酸的代谢, 临床上用于 肌肉萎缩、 心肌疾患及肝炎
22、的辅助治疗。本研究发 现, 分别以5 0 , 1 0 0 , 2 0 0 m g “ L - 剂量采用N a 2 A T P 注 射液灌流后, 所有蟾赊离体单一肌梭的传人放电频 率均明显增加, 且呈一定的时间一剂量依赖性。随 着灌流液中N a t A T P 浓度的升高, 肌梭传人放电的峰 值频率升高, 但放电增加的潜伏期、 达到峰值的时间 及作用持续时间缩短, 即小剂量时N a 2 A T P 作用弱而 持久, 大剂量时作用强而短暂。离体肌梭的这种作 用时间与强度的反变关系可能与离体肌梭和神经纤 维低能量代谢水平有关, 钠泵的转运不足以维持长 时间的高频放电。 我们认为, 经 N a t A
23、 ” 注射液灌流后, 离体肌梭 传人放电明显增加的可能途径是: ( 1 ) 细胞外 A T P直接作用于肌细胞膜, 调节和增 强经由轴浆转运的营养因子或其它营养因子如 A c h 的作用: 细胞内A T P维系着较高的浓度, 通常为毫摩 尔水平, 但细胞外 A T P的浓度很低, 为微摩尔水平。 胞外A T P浓度的改变, 影响许多重要的生理功能, 诸 如神经递质的作用、 血管紧张性和肌肉收缩等等。 R a t h b o n e 等 7 1 报道细胞外A T P及其代谢产物可以通 过受体对神经细胞发挥营养保护作用, A o n o 等 8 1 认 为, A ,还可联合神经营养因子促进神经轴突
24、的生长 和运动终板的再生。研究发现, 与作为能量物质的细 胞内A T P不同, 细胞外 A T P除了作为一种神经调质 发挥作用外, 还通过受体发挥一种类似于细胞因子的 作用 9 。 在成年S D 大鼠 脊髓神经元和许旺细胞中, 其P 2 受体可介导细胞外A T P引起细胞电生理变化。 神经细胞末梢有A T P和乙酞胆碱( A c h ) 共储存的囊泡 存在, 细胞外 A T P可促进突触前膜自主释放A c h , 而 A c h 是肌肉营养的重要物质, 与神经一 肌肉接头的成 熟分化有关, A T P在突触的释放, 可以促进和加强由 A c h 引 起的 突触后电 位 10 1 0 ( 2
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- 磷酸 腺苷 钠盐 增强 蟾蜍 单一 传入 放电 频率
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