 |
 |
近年的研究發(fā)現(xiàn)溫度敏感神經元和不敏感神經元之間還存在著形態(tài)學的差異[2]。溫度敏感神經元由于接受來自外周傳入的溫度信息,其神經元軸突走向垂直于第三腦室,向外周延伸;而溫度不敏感神經元不接受外周傳入的溫度信息,其神經元軸突走向平行于第三腦室。溫度敏感神經元的形態(tài)學特征也是分型的重要依據(jù)。
2 POAH神經元的電生理特性
Wagner等[3]對POAH神經元固有放電特征進行觀察發(fā)現(xiàn):(1)70%的POAH神經元存在超極化激活的陽離子電流(hyperpolarizationactivated cation current,Ih),而這一電流在POAH自發(fā)放電神經元中的比率高達87%.Ih電流是在給超級化電壓時神經元產生的一種緩慢的門控內向整合陽離子電流,可以被非選擇性超極化激活環(huán)核苷酸門控陽離子通道阻斷劑氯化銫(CsCl)所阻斷。Ih電流能使膜電位進一步超級化,是起搏電位形成的基礎[46],也參與決定神經元的靜息膜特性。(2)51%的POAH神經元表現(xiàn)出和一種瞬時的內向電流(transient inward current,IT)相關的低閾值峰(lowthreshold spike,LTS),這一電流在POAH自發(fā)放電神經元中的比率也高達87%.IT電流是一種快速激活并失活的Ca2+電流,它的激活閾值低,激活常數(shù)不同于其它的Ca2+電流,可以為T型鈣離子通道阻斷劑NiCl2阻斷。(3)多數(shù)的POAH神經元表現(xiàn)出動作電位之后的后超極化(after hyperpolarization,AHP),但是放電的神經元比不放電的神經元表現(xiàn)的AHP更多。AHP由Ca2+依賴的K+電流介導,是一種小電導。通常認為AHP參與決定動作電位的峰頻率適應性(spike frequency adaptation),可能與調節(jié)POAH神經元的放電頻率有關。有研究指出Ih電流對于AHP的產生具有重要意義。(4)在29%的POAH神經元觀察到一種快速激活并失活的電流(rapidly activating and inactivating current,IA),這和此區(qū)溫度敏感神經元的比例非常接近。IA電流是一種瞬時的外向電流,由電壓依賴性延遲整流鉀通道(voltagedependent delayed rectifier potassium channels)介導,是下一個動作電位之前的前電位(prepotential)形成的電流基礎。
一種超級化的刺激可以激活Ih電流,引起內向電流或是去極化的時間依賴性的整流(time dependent rectification,TDR),使膜電位朝著IT電流激活的閾值移動,從而導致瞬時的內向電流和LTS,并進一步去極化膜電位激活電壓門控Na+通道,引起一個動作電位的爆發(fā)。在每一個動作電位及AHP之后,膜電位去極化激活IA電流,終止進一步的去極化,穩(wěn)定神經元的靜息電位。當IA電流被失活,膜電位逐漸去極化直到達到閾值,形成下一個動作電位醫(yī).學.全.在.線m.bhskgw.cn。
3 POAH神經元溫度敏感性的離子通道機制
3.1 雙孔鉀通道
雙孔鉀通道(two pore domain potassium,K2P),包括TREK、TRAAK、TASK等成員,是生理狀態(tài)下背景鉀離子電導的離子通道基礎[79],參與形成并維持神經元的靜息膜電位,調節(jié)細胞對外界理化刺激的興奮性。K2P鉀通道家族成員對溫度改變具有敏感性,其中TREK1、TREK2和TRAAK在接近37 ℃時活性最大,隨溫度下降活性降低。特別是TREK1通道可能是一種冷感受器,在生理溫度下通道開放,神經元處于超極化靜息狀態(tài);當溫度下降時通道關閉引起神經元去極化,傳遞冷信息。最近Boulant等[10]建造了HodgkinHuxley like模型,這一模型研究提示K2P鉀通道不同的表達水平能夠決定神經元的溫度敏感類型,特別是在POAH區(qū)高表達的TASK1通道,可能和TREK1、TRAAK通道一起參與決定POAH神經元的不同溫度敏感性,即高表達的K2P鉀通道或是TREK1/TRAAK與TASK1 通道表達的高比值會使神經元處于更高的超極化狀態(tài),從而使神經元的溫度敏感性更低。這就提示了一種可能:溫度敏感神經元可能低表達或者不表達TRAAK和TASK,而溫度不敏感神經元則高表達TRAAK和TASK.
3.2 超級化激活的環(huán)核苷酸門控通道
超級化激活的環(huán)核苷酸門控(hyperpolarizationactivated cyclic nucleotidegated,HCN)通道是Ih電流產生的離子通道基礎。它首先在心臟的竇房結細胞被鑒定出來,隨后在外周以及中樞神經元相繼被發(fā)現(xiàn)。在起搏細胞,Ih電流引起細胞自動去極化產生節(jié)律性的活動;而在非起搏細胞,Ih電流參與決定神經元的靜息膜特性,限制超級化或是去極化反應的程度,并且調節(jié)突觸信號傳遞。Magee等的研究觀察到HCN通道產生的Ih電流具有溫度敏感性:Ih電流激活以及失活的速度和溫度成正相關。溫度越高,Ih電流激活和失活越快;溫度越低,激活和失活越慢。因此可能是溫度對HCN通道開啟或是關閉速率的影響,導致了Ih電流激活和失活的速度的改變,從而影響了神經元的放電頻率,決定了神經元的溫敏類型。此外,Boulant等建造的HodgkinHuxley like模型也提示HCN離子通道的不同表達水平參與決定神經元不同的溫度敏感類型,增加HCN通道的表達將增加神經元的放電頻率和溫度敏感性[10]。他們在后續(xù)的電生理研究中證實了這一模型的預測[11],并且認為cGMP可能就是通過激活Ih電流以及外向的鉀離子電流改變POAH神經元的溫度敏感性,參與體溫調節(jié)[12]。
