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異搏定和釓對青蛙骨骼肌纖維中咖啡因誘導的痙攣和鈣離子流的影響

瀏覽次數:3542 發布日期:2009-7-2  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負

Ca2+流調節著青蛙骨骼肌的收縮
異搏定和釓對青蛙骨骼肌纖維中咖啡因誘導的痙攣和鈣離子流的影響
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使用非損傷微測技術得到的Ca2+凈流量與肌肉緊張度的相互依存關系,以及咖啡因和釓引起的Ca2+外流的差異。負值為外流。

許多研究證明咖啡因可以誘導骨骼肌的收縮,但Axelsson等科學家在青蛙的骨骼肌中注入咖啡因后卻未發現收縮現象。面對這種現象,澳大利亞Tasmania大學的Lana Shabala等科學家推測咖啡因引起的青蛙慢骨骼肌纖維收縮的活性位點在胞外。

Lana Shabala等科學家采用 “非損傷微測技術(MIFE)”檢測了Ca2+通道阻斷劑異博定和釓預處理,再加入咖啡因后Ca2+凈流量的變化情況,發現Ca2+凈流量的變化與肌肉緊張度的變化相互依賴并且相互依存,同時發現Ca2+通道抑制劑釓的作用效果優于異博定。本項研究揭示:在慢肌肉纖維收縮的復雜機制中,L-型Ca2+通道首先發揮了觸發器的作用,而隨后的過程由正向的Ca2+誘導的Ca2+釋放和胞漿去Ca2+化的負反饋回路兩種途徑來調解。

非損傷微測技術為該實驗提供了動力學研究的平臺,為進一步闡明Ca2+參與青蛙慢骨骼肌纖維的收縮提供了直接依據。

關鍵詞:慢肌肉纖維(Slow muscle fiber);咖啡因攣縮(Caffeine contracture);鈣離子流(Calcium flux);異博定(Verapamil);釓(Gadolinium);非損傷微測技術(non-invasively using ion-selective vibrating microelectrodes, MIFE)。
參考文獻:Lana Shabala, et al. J Membrane Biol, 2008, 221: 7–13
全文下載:http://www.xuyue.net/xylt/viewthread.php?tid=466&extra=page%3D1
 
Abstract:

In this work, we tested whether L-type Ca2+ channels are involved in the increase of caffeine-evoked tension in frog slow muscle fibers. Simultaneous net Ca2+ fluxes and changes in muscle tension were measured in the presence of caffeine. Isometric tension was recorded by a mechanoelectrical transducer, and net fluxes of Ca2+ were measured noninvasively using ion-selective vibrating microelectrodes. We show that the timing of changes in net fluxes and muscle tension coincided, suggesting interdependence of the two processes. The effects of Ca2+ channel blockers (verapamil and gadolinium) were explored using 6 mM caffeine; both significantly reduced the action of caffeine on tension and on calcium fluxes. Both caffeineevoked Ca2+ leak and muscle tension were reduced by 75% in the presence of 100 lM GdCl3, which also caused a 92% inhibition of net Ca2+ fluxes in the steady-state condition. Application of 10 lM verapamil to the bath led to 30% and 52% reductions in the Ca2+ leak caused by the presence of caffeine for the peak and steady-state values of net Ca2+ fluxes, respectively. Verapamil (10 lM) caused a 30% reduction in the maximum values of caffeine-evoked muscle tension. Gd3+ was a more potent inhibitor than verapamil. In conclusion, L-type Ca2+ channels appear to play the initial role of trigger in the rather complex mechanism of slow fiber contraction, the latter process being mediated by both positive Ca2+-induced Ca2+ release and negative (Ca2+ removal from cytosol) feedback loops.

發布者:旭月(北京)科技有限公司
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