细胞电生理学与膜片钳技术.pptVIP

细胞吸附膜片

(cell-attachedpatchmode)一种将微电极吸附在细胞膜上对单离子通道电流进行记录的模式。优点是不破坏细胞的完整性,内环境保持正常。缺点是不能人为直接地控制细胞内环境条件，不能确切判明细胞内电位。即使在浴液中加入刺激物质，也不能到达与电极内液接触的膜片的细胞外面。但是，如果膜片离子通道对浴液中的刺激物有反应，则可以说明这种刺激物是经过某些细胞内第二信使的介导间接地起作用。第31页，共43页，星期日，2025年，2月5日第1页，共43页，星期日，2025年，2月5日第2页，共43页，星期日，2025年，2月5日1991Nobel基金会的颁奖评语：膜片钳技术点燃了细胞和分子水平的生理学研究的革命之火，为细胞生理学的研究带来了一场革命性的变化，它和基因克隆技术并驾齐驱，给生命科学研究带来了巨大的前进动力。第3页，共43页，星期日，2025年，2月5日2、膜片钳技术及其应用3、离子通道药理学1、细胞电生理学OUTLINE第4页，共43页，星期日，2025年，2月5日细胞电生理学Electrophysiology细胞生理学：揭示细胞的生理过程，用电生理方法记录生物电活动测量离子、离子通道细胞兴奋生物电信号细胞生理学第5页，共43页，星期日，2025年，2月5日膜的“流动镶嵌模型”细胞膜和离子学说建立（Hodgkin，etal.1946年）第6页，共43页，星期日，2025年，2月5日磷脂双层的屏蔽作用第7页，共43页，星期日，2025年，2月5日Na-K泵第8页，共43页，星期日，2025年，2月5日 [K+]o[K+]i [Na+]o[Na+]i离子的跨膜分布第9页，共43页，星期日，2025年，2月5日第10页，共43页，星期日，2025年，2月5日离子通道

(ionchannels)离子通道是细胞膜上的一种特殊整合蛋白，对某些离子（K+、Na+、Ca2+等）能选择通透，其功能是细胞生物电活动的基础。特性：通透性（permeation）选择性（selectivity）门控性（gating）研究技术：膜片钳技术和分子克隆技术第11页，共43页，星期日，2025年，2月5日配体门控通道阳离子通道：乙酰胆碱、谷氨酸、五羟色胺受体阴离子通道：甘氨酸和γ－氨基丁酸受体通道蛋白——离子通道乙酰胆碱受体第12页，共43页，星期日，2025年，2月5日电压门控通道：钾、钠、钙离子通道通道蛋白——离子通道电压门控钾离子通道第13页，共43页，星期日，2025年，2月5日环核苷酸门控通道气味分子与G蛋白偶联型受体结合，激活腺苷酸环化酶，产生cAMP，开启cAMP门控阳离子通道（cAMP-gatedcationchannel），引起钠离子内流，膜去极化，产生神经冲动，最终形成嗅觉或味觉。机械门控通道一类是牵拉活化或失活的离子通道，另一类是剪切力敏感的离子通道，前者几乎存在于所有的细胞膜，研究较多的有血管内皮细胞、心肌细胞以及内耳中的毛细胞等，后者仅发现于内皮细胞和心肌细胞水通道2003年诺贝尔化学奖：PeteAgre、RoderickMacKinnon通道蛋白——离子通道第14页，共43页，星期日，2025年，2月5日2、膜片钳技术及其应用3、离子通道药理学1、细胞电生理学OUTLINE第15页，共43页，星期日，2025年，2月5日电生理学研究简史：

二千年前，观察到电鳐鱼放电现象。1825年，Nobili发明了电流计，用其证实了肌肉有电流存在。1912年，Bridge确定了AP的“全或无”现象。同年，Oxford提出了突触的概念及反射弧的生理学研究，获1932年Nobel奖。第16页，共43页，星期日，2025年，2月5日1937年，Hodgkin和Huxley在枪乌贼巨大神经轴突细胞内实现细胞内电记录，获1963年Nobel奖。1946年，凌宁和Gerard创造拉制出尖端直径小于1μm的玻璃微电极，并记录了骨骼肌的电活动。玻璃微电极的应用使的电生理研究进行了革命性的变化。Voltageclamp（电压钳技术）由Cole和Marmont发明，并很快由Hodgkin和Huxley完善，真正开始了定量研究，建立了H－H模型（膜离子学说),是近代兴奋学说的