汞和鉛對大鼠三叉神經(jīng)元電壓依賴性鈣通道及胞內(nèi)游離鈣離子濃度的作用.pdf

1、目的:汞和鉛都是傳統(tǒng)的工業(yè)毒物,對機(jī)體具有急慢性毒性作用,其中神經(jīng)系統(tǒng)是遭受損害的主要系統(tǒng)之一,但其神經(jīng)毒性機(jī)制仍不甚明了。鈣離子通道是神經(jīng)細(xì)胞重要的功能蛋白,也可能是汞和鉛等重金屬的毒作用靶位點(diǎn),因此本研究以體外培養(yǎng)大鼠三叉神經(jīng)細(xì)胞為對象,觀察汞和鉛對大鼠三叉神經(jīng)細(xì)胞膜電壓依賴性鈣通道電流及胞內(nèi)游離鈣離子濃度的影響,探討工業(yè)毒物汞和鉛對三叉神經(jīng)細(xì)胞的毒性作用機(jī)制及特點(diǎn)。
　　方法:原代培養(yǎng)大鼠三叉神經(jīng)細(xì)胞。未經(jīng)染毒處理的細(xì)胞為陰

2、性對照組,0.01、0.1、1.0、10μmol/L Hg2+和 Pb2+染毒處理的細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)組。通過全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)記錄不同劑量的Hg2+和Pb2+對三叉神經(jīng)細(xì)胞膜電壓依賴性鈣通道的作用。用激光共聚焦顯微鏡和FLUO-3/AM熒光探針技術(shù),從單個(gè)細(xì)胞水平檢測Hg2+和Pb2+對三叉神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+濃度瞬間動態(tài)變化的影響。
　　結(jié)果:①0.01、0.1、1.0、10μmol/L Hg2+可使三叉神經(jīng)細(xì)胞HVA ICa電流幅值

3、分別減少(7.62±3.97)％,(19.08±7.24)%,(42.66±6.15)%和(59.01±11.84)%,與對照相比這種降低有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),染毒5min抑制作用達(dá)最大效應(yīng),洗脫未見明顯電流恢復(fù)。不同濃度Hg2+對HVA ICa電流的激活曲線的影響為,對照組:V0.5=-5.66±1.10,k=4.93±0.93;0.01μmol/L Hg2+:V0.5=-3.43±1.57,k=3.98±1.17;0.1μm

4、ol/L Hg2+:V0.5=-1.94±1.46,k=3.46±1.38;1.0μmol/L Hg2+:V0.5=-0.84±1.87,k=4.16±1.89,P=0.0401,R2=0.9851,隨著Hg2+濃度的增加,激活曲線右移,表明激活電壓隨Hg2+濃度的增加而增大,即通道不易被激活;但k值變化不大,表明通道一旦激活其激活速度不發(fā)生明顯改變。0.01、0.1、1.0μmol/L Hg2+可使三叉神經(jīng)細(xì)胞游離Ca2+濃度瞬時(shí)增加

5、(2.50±0.83)%,(82.81±35.36)%和(222.70±62.48)%;預(yù)先用10μmol/L nifedipine處理細(xì)胞10min,可在一定程度上減弱Hg2+的升鈣作用并延緩升鈣的時(shí)間。②Pb2+在0.01~1.0μmol/L范圍內(nèi)劑量依賴性地抑制培養(yǎng)的三叉神經(jīng)細(xì)胞HVA ICa電流,給藥5min之內(nèi)抑制作用即可達(dá)最大效應(yīng)。0.01、0.10、1.0μmol/L Pb2+可使三叉神經(jīng)細(xì)胞ICa電流幅值分別減少(13.

6、8±2.3)%,(29.6±5.2)%和(83.4±7.06)%,與對照組相比這種降低有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),用細(xì)胞外液沖洗,可見電流部分恢復(fù)。0.1μmol/L Pb2+使HVA ICa激活曲線右移,V0.5=-9.66±0.34,k=4.04±0.39,P<0.05,激活電壓閾值增大,激活速度變慢。0.01、0.1、1.0μmol/L Pb2+可使三叉神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)[Ca2+]i分別增加(38.95±9.64)%,(143.30±

7、44.07)%和(182.26±56.43)%。預(yù)先用10μmol/L nifedipine處理細(xì)胞10min,可在一定程度上減弱Hg2+的升鈣作用并延緩升鈣的時(shí)間。
　　結(jié)論:金屬毒物Hg2+和Pb2+均能劑量依賴性的抑制神經(jīng)細(xì)胞膜電壓依賴性鈣電流,并使細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度增加。Pb2+對細(xì)胞膜鈣電流的抑制作用較Hg2+強(qiáng),且在低濃度(0.01,0.1μmol/L)范圍內(nèi)Pb2+的升鈣作用更為明顯。Hg2+和Pb2+導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞

8、內(nèi)游離Ca2+濃度升高以及電壓依賴性鈣通道活性受抑制這兩種似乎相反的作用,提示Ca2+濃度的調(diào)節(jié)是一復(fù)雜的信號過程,存在HVA鈣通道以外的其他信號途徑,如細(xì)胞內(nèi)鈣庫鈣離子釋放或膜鈣相關(guān)信號分子激活等,尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。
　　本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)金屬毒物Hg2+和Pb2+均能通過影響HVA鈣通道和鈣信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程發(fā)揮其神經(jīng)毒性,這種毒性作用造成的胞內(nèi)“鈣超載”是神經(jīng)細(xì)胞損傷的重要分子機(jī)制。其他二價(jià)工業(yè)金屬毒物是否也存在類似的毒作用機(jī)制,還需進(jìn)一步