医学院校基于实验的生理学特色教学模式的探索和思考

人体生理学是医学院校本科生必修的一门医学基础课程,是一门逻辑性、实验性很强的学科.国内许多医学院校的生理学实验教学被整合到医学机能实验学中进行的模式,已不能适应“早临床、多临床、反复临床”应用型医学人才培养模式的转变.在医学院校的人体生理学教学中开展基于实验的生理学特色教学,进而探索出医学基础课程的“早实践、多实践、反复实践”的教学模式,可为医学院校特色实用人才、创新型人才培养机制的建设提供支撑.

神经电生理学中离体脊髓标本的研究

脊髓既是中枢神经系统的一部分,又是外周神经系统与高级中枢联系的桥梁,其结构和功能损害导致的疾病在临床上甚为常见,而且病因多种多样,表现千变万化,尤其是各种原因导致的运动神经元疾病。

离体脊髓运动神经元谷氨酸反应的细胞电生理特征

目的观察离体脊髓运动神经元（MN）谷氨酸（Glu）反应的细胞电生理特征。方法应用新生大鼠（7～19d）脊髓切片MN细胞内记录和细胞旁压力喷射Glu（100mmol／L，200kPa，4～300ms）技术，测量Glu反应的细胞电生理参数，并观察相关药物的影响。结果在23个MN的Glu反应幅度为（14．7±8．8）mV，时程为（24．1±17．3）s，呈现明显的浓度依赖性，反应期间膜电阻减小了（13．1±6．3）％（P〈0．001），Glu反应在超极化时增大。用河豚毒素（TTX，0．3μmol／L）预处理后，Glu反应降低为对照的（39．2±28．3）％（P〈0．05，n=5）。用TTx和印防己毒素（50μmol／L）预处理后，Glu反应幅度增大为对照的（175．7±67．1）％（P〈0．05，H=5）；而用TTX、毕扣扣灵（50μmol／L）和士的宁（1μmol／L）预处理后，Glu反应的变化没有显著性意义（P〉0．05，n=3）。结论外源性Glu对脊髓MN具有直接兴奋作用，并受到抑制性氨基酸受体的调制。

成年大鼠伏隔核脑片神经元的细胞电生理特性

目的:观察成年大鼠伏隔核(nucleus accumbens,NAc)脑片神经元的细胞电生理特性,为研究药物成瘾和神经精神性疾病提供一种离体伏隔核细胞模型。方法:对取自成年大鼠的伏隔核脑片神经元进行细胞内记录,并检测膜电学特性和局部电刺激诱发的突触反应。结果:测定记录稳定的10个NAc神经元的静息电位、膜斜率电阻和动作电位幅度分别为(-70.9±12.9)mV、(59.3±19.8)MΩ和(86.5±14.1)mV。在其中4个神经元观察到放电频率随刺激强度增大而升高,在6个NAc细胞观察到异常整流现象。对NAc神经元的背侧局部电刺激(0.1 Hz)可诱发刺激强度依赖性去极化突触反应(EPSP,n=5)。对5个NAc细胞灌流10 mmol/L的L-谷氨酸,产生去极化反应,而且灌流0.5μmol/L的河豚毒素可逆性取消动作电位和EPSP。结论:结果表明成年大鼠伏隔核脑片神经元细胞内记录技术稳定可靠,可用于相关脑功能和神经精神性疾病的细胞电生理和药理学分析。

大鼠脑内双核团电活动与多项生理指标的同步记录技术

目的:建立同步检测脑内双核团电活动和多项生理指标,以同时观察脑内相关核团活动与生理反应的心理生理学实验技术。方法:在麻醉的成年大鼠(n=26)进行脑内奖赏系统关键核团腹侧背盖区(VTA)和惩罚系统重要核团基底外侧杏仁核(BLA)电活动的同步记录,同时监测心电、呼吸肌肌电、皮肤电导、体温等多项生理指标,建立成年大鼠脑内双核团细胞外记录与多项生理指标联合记录技术,并对自发深呼吸反应和夹尾刺激反应时同步记录到的6项指标进行初步分析。结果:①麻醉成年大鼠BLA放电频率高于VTA(n=26,配对t检验,P<0.01),且VTA与BLA的放电频率呈正相关(r=0.936,P<0.01);②大鼠自发深呼吸反应期VTA电活动幅值减小(n=9,P<0.05),呼吸肌肌电幅值和皮肤电导幅值均增大(P<0.01);③在夹尾刺激时VTA和BLA的放电频率降低(n=12,P<0.001和P<0.05),心电信号RR间期缩短(P<0.01),但VTA放电频率在夹尾后比夹尾前显著性升高(P<0.05)。结论:脑内双核团电活动和多项生理指标同步记录技术可以稳定记录脑内相关核团电活动和生理活动的变化,可能为药物成瘾脑机制等相关综合性研究提供了一种适宜的实验方法。

大鼠下丘脑薄片视上核神经元的细胞内生物电记录

从成年Ｓｐｒａｇｕｅ－Ｄａｗｌｅｙ大鼠用振动切片机制备含有视上核的下丘脑冠状薄片（５００μｍ厚），并对视上核神经元（ｎ＝１７）进行常规细胞内生物电记录。测得静息电位－６０±８ｍＶ，膜输入电阻１７３±５８ＭΩ，时间常数１０．２±３．９ｍｓ，动作电位幅度６５±１２ｍＶ，阈电位－４４±７ｍＶ，由Ｉ─Ｖ曲线测得斜率电阻１５８±６２ＭΩ，大部分细胞还显示内向整流特性。在静息电位状态下，５７％细胞保持静息，４３％有自发锋电位发放。细胞的锋电位发放模式７８％为时相型，２２％为持续型。外源性去甲肾上腺素（ｎ＝７）或谷氨酸钠（ｎ＝５）可引起伴有膜电阻减小的去极化反应，并可导致锋电位的串发放。

运用咬肌肌电早期诊断偏侧咀嚼的研究

目的探讨应用咬肌活动不对称指数(asymmetry index of masseter muscles,ASMM)早期诊断偏侧咀嚼不良习惯。方法用肌电图仪分别记录双侧咀嚼组(30人)和偏侧咀嚼组(52人)分别在下颌姿势位(mandibular postural position,MPP)、牙尖交错位(intercuspal position,ICP)的最大紧咬运动和咀嚼运动时的咬肌肌电图,计算ASMM,进行统计学分析。结果①偏侧咀嚼组在MPP、ICP最大紧咬运动和咀嚼运动中ASMM显著高于双侧咀嚼组(P<0.01)。②双侧咀嚼组不同性别间MPP、ICP最大紧咬运动和咀嚼运动中ASMM差异无统计学意义。③双侧咀嚼组ASMM的95%百分位数参考值:在MPP为5.66%、ICP最大紧咬运动中为10.65%和咀嚼运动中为12.73%。结论偏侧咀嚼者在MPP、ICP最大紧咬运动和咀嚼运动中的咬肌活动明显存在不对称。ASMM可用于检测偏侧咀嚼。

下丘脑冠状切片视上核神经元的电生理特性

目的了解下丘脑冠状切片视上核神经元的电生理特性。方法在下丘脑冠状切片（厚５００μｍ）对视上核神经元进行细胞内生物电记录。结果测得静息电位（－５８±７） ｍＶ（ｘ± ｓ， ｎ＝４４），膜斜率电阻（１９５±８３）ＭΩ，时间常数（１０．８± ５．０）ｍｓ，膜电容（６０±２０）ｐＦ，动作电位幅度（６７± ９）ｍＶ，阈电位（－４２ ±８）ｍＶ，半幅时程（２．１±１．１）ｍｓ，超射（１１±５）ｍＶ。在记录的１１３个细胞中，３１．９％的细胞有自发锋电位发放，其中５．５％为持续型（紧张型）放电，７０．６％为时相型放电，其余为不规则放电。在时相型放电的细胞可观察到自发的慢去极化电位。长时程去极化时锋电位发放呈明显的适应现象。顺行电刺激可诱发兴奋性突触后电位，并具有刺激强度依赖性。结论提示视上核神经元作为神经内分泌细胞具有与其他神经元不同的电生理特性。

豚鼠肠系膜下神经节细胞电活动与结肠运动的关系

在豚鼠肠系膜下神经节(IMG)及其支配的结肠段联合标本上,对IMG细胞内电位与肠段纵肌或环肌舒缩活动进行了同步记录。实验结果表明:(1)肠段预置张力为零时,约50％IMG细胞有自发的快兴奋性突触后电位(EPSP)活动,切断结肠神经或以筒箭毒(50μmol/L)灌流IMG后消失;(2)筒箭毒或低钙高镁溶液阻断神经节传递时,环肌节律性收缩幅度增大,节律变慢,但对纵肌节律性收缩无明显影响,(3)串刺激节前神经,在IMG细胞引起一串快EPSP或动作电位并常跟随迟慢的EPSP,同时,纵肌在0.1-0.2s潜伏期后出现迅速的、时程基本与动作电位串一致的舒张波,后者在筒箭毒灌流IMG后消失,而环肌运动可见舒张、舒张波延长或收缩波增大。结果提示:IMG不仅中继经典的胆碱能传出功能,还参与以胆碱能传递为中介的肠-肠反射,该反射活动的传出效应主要在于抑制环肌收缩。

海马脑片锥体细胞的膜电性质和突触反应

应用成年大鼠海马脑片锥体神经元细胞内记录技术,测得CA_1区锥体细胞的静息电位为-78±6mV(n=16),膜电阻69±18MΩ,时间常数5.7±2.1ms,由I-V曲线求得斜率电阻57±15MΩ(n=8)。I-F曲线表明锋电位发放频率随去极化电流增大而升高(n=4).刺激Schaffer侧支通路可透发潜伏期为5±2ms(n=7)的兴奋性突触后电位,其幅值呈等级性,为低钙高镁溶液取消,其迟后成分在无镁溶液中增大,提示兴奋性氨基酸可能为介导递质。

医学生心理生理学教学的探索

心理生理学是一门心理学和生理学的综合、交叉的学科,主要研究心理因素对生理活动的影响。为了让医学生了解心理活动对生理活动的影响,从而更完整地学习生理学,顺应生物-心理-社会医学模式的转变,我们充分利用科研和学科建设特色,在医学各专业的生理学教学中,进行了相关心理生理学内容的教学探索,主要包括将心理生理学内容整合进生理学课程中、心理生理学选修课以及心理生理学实验课的开设等,有助于培养高素质的医学创新型人才。

Orexin-A对脊髓腹角神经元基本电生理参数及尼古丁电流的作用

目的:研究orexin-A对脊髓腹角神经元基本电生理参数及烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)的作用。方法:使用7~12d的新生SD大鼠。麻醉后,将含有腰骶膨大的脊髓分离并切片。用木瓜蛋白酶(papain,0.18g/30mL人工脑脊液消化切片并孵育40min。显微镜下选取腹角,使用抛光的巴斯德吸管进行神经元的急性机械分离。对贴壁的健康神经元进行穿孔膜片钳记录。结果:①急性分离的脊髓腹角神经元状态良好,具有形状多样的胞体和完整的突起;②9个急性分离的脊髓腹角神经元有自发动作电位;③持续灌流orexin-A(OXA)2min后,在5例细胞记录到4个脊髓腹角神经元的自发动作电位放电频率增加了(63.64±5.25)%,幅度等参数无明显变化;④在15个神经元,有12例细胞给予0.3mmol/L尼古丁诱导出内向电流,幅度为(142.97±75.02)pA,用100nmol/LOXA进行2min的预处理,可显著抑制电流幅度至(69.07±61.07)pA(P<0.001),抑制率为(54.75±22.62)%;⑤在9个神经元中有7例细胞给予尼古丁诱导的电流幅度为(129.31±69.38)pA,将100nmol/LOXA共同施用于神经元,尼古丁诱导的电流幅度降为(68.61±34.98)pA,在此基础上,通过施用orexin-1受体(OX1R)拮抗剂SB334867(10μmol/L)2min后可阻断OXA对尼古丁诱导电流的抑制作用,电流幅值为(93.46±56.45)pA。因此,SB334867可完全取消OXA对尼古丁电流的抑制作用。但对于另两例神经元,SB334867并未阻断OXA的抑制作用。结论:Orexin-A可能通过OX1R对脊髓大部分腹角神经元的尼古丁电流具有抑制作用,但不能排除orexin-2受体(OX2R)也参与OXA作用的可能性。

大鼠三叉神经痛觉传入通路的电生理检测和咬合干扰的影响

目的通过建立电刺激大鼠三叉神经节(TG),记录三叉神经脊束核尾侧亚核(SPVC)生物电活动的技术,观察咬合干扰对三叉神经痛觉传入通路功能、SPVC神经元兴奋性的影响。方法取雄性健康Wistar大鼠(体质量250~280 g)20只,随机均分为对照组和模型组(n=10)。模型组大鼠用光固化流动树脂粘接法在大鼠右上第一磨牙牙合面制造咬合高点造模,持续咬合干扰30 d,期间用von Frey尼龙毛检测咬肌压痛并进行痛敏评分鉴定。然后在乌拉坦麻醉下同步记录SPVC生物电活动和心电、呼吸肌肌电、体温等多项生理指标,并观察电刺激TG对各项指标的影响。结果与对照组相比,模型组大鼠在造模后1 d即开始出现咬肌的痛敏评分升高,7 d后达到高峰;咬合干扰30 d后模型组大鼠SPVC自发放电频率增加(P<0.05);给予TG不同强度的单脉冲刺激(0.5~8.0 mA,0.1~0.2 ms),在两组大鼠SPVC均可诱发放电性反应,其幅值具有刺激强度依赖性(P<0.05),在4 mA和8 mA强度模型组大鼠的反应幅值与对照组相似(P>0.05);给予TG高频串刺激(0.2 ms,1 mA,30 s,100 Hz),在两组大鼠SPVC均引发放电频率呈一过性升高,但仅模型组刺激后放电频率升高有统计学意义(P<0.05)。结论大鼠三叉神经痛觉传入通路的活动可用电刺激TG记录SPVC生物电活动的方法进行检测,咬合干扰可能提高该通路的敏感性和SPVC神经元的兴奋性,导致通路的神经可塑性变化。

离体交感神经细胞内生物电记录法

自1952年R.M.Eccles首创离体交感神经节细胞内记录以来,随着电子技术的发展及S.Nishi,K.Koketsu等的工作,至70年代末,这项技术在国外已日臻完善。交感神经节细胞內记录技术以其材料、方法。

Orexin-A和RJR-2403影响脊髓腹角神经元自发动作电位的比较

目的:探究食欲素-A(orexin-A)和α_(4)β_(2)-N型乙酰胆碱受体(α_(4)β_(2)-nAChR)选择性激动剂RJR-2403分别对新生大鼠离体脊髓腹角神经元自发动作电位影响的差异。方法:应用8~12 d新生SD大鼠,麻醉后游离出颈端至骶部的脊髓,保留腰骶膨大节段并制备切片。切片孵育30min,采用木瓜蛋白酶消化19~22 min,转常温孵育45~60 min。沿中央管切取脊髓腹角,使用口径从大到小的巴斯德吸管急性机械分离神经元,静置20 min待细胞贴壁,在倒置显微镜下利用膜片钳记录良好的神经元,联合药理学方法进行功能性研究。在电流钳记录模式下,观察orexin-A和RJR-2403分别对离体脊髓腹角神经元自发放电(动作电位)的影响,并比较多种参数的差异。结果:(1)本研究应用急性分离的脊髓腹角神经元进行膜片钳记录,所记录的神经元胞体完整,形态多样,能发出较多突起且有分支;(2)给予orexin-A前的腹角神经元自发动作电位的频率[(3.55±0.66)Hz]低于给药后[(8.26±3.31)Hz](P<0.01),给药前动作电位幅值[(95.28±7.21)mV]高于给药后[(85.15±5.80)mV](P<0.05),静息电位和动作电位半幅时程无明显变化;(3)应用RJR-2403前,腹角神经元的静息电位[(-66.67±43.38)mV]高于给药后[(-60.48±3.38)mV](P<0.01),给药前放电频率[(2.74±1.60)Hz]低于给药后[(8.94±3.14)Hz](P<0.001),给药前动作电位幅值[(84.96±4.85)mV]高于给药后[(73.77±5.42)mV](P<0.01),给药前半幅时程[(4.34±1.52)ms]低于给药后[(5.39±1.80)ms](P<0.01)。结论:Orexin-A和RJR-2403对脊髓腹角神经元自发动作电位均具有正性调制作用,但对于静息电位、半幅时程存在不同作用,可能源于促代谢型受体和促离子型受体介导的作用差异。

GSDMD介导细胞焦亡缓解高尿酸血症小鼠肾损伤的作用机制

目的:探讨gasdermin D蛋白(GSDMD)在高尿酸血症(HUA)后肾损伤中的作用及其可能机制。方法:选用C57BL/6J的野生型小鼠和GSDMD敲除小鼠作为实验动物,将其分为4组,野生型小鼠正常饮食组(WT-Norm-diet组),野生型小鼠高尿酸造模组(WT-HUA组),GSDMD敲除小鼠正常饮食组(KO-Norm-diet组)和GSDMD敲除小鼠高尿酸造模组(KO-HUA组)。HUA动物造模选用氧嗪酸钾[250 mg/(kg·d)]和腺嘌呤[50 mg/(kg·d)]对小鼠灌胃28 d;血生化检测肌酐和尿酸变化;HE染色观察肾脏病理学变化;Western blot检测肾皮质GSDMD、GSDMD-N的蛋白表达;RT-PCR检测KIM-1和NAGL的表达量。结果:与WT-Norm-diet组比较,WT-HUA组小鼠血清中尿酸升高(P<0.01);肾皮质中GSDMD、GSDMD-N的蛋白表达水平升高(P<0.05);KIM-1 mRNA的表达水平升高(P<0.01)。与WT-HUA组比较,KO-HUA组小鼠血清尿酸、肌酐水平、NAGL mRNA表达降低(P<0.05)。HE染色结果显示,KO-HUA组小鼠高尿酸导致的肾小管扩展以及炎性细胞浸润明显改善。结论:GSDMD敲除可有效缓解高尿酸引起的肾脏损伤。

对侧腹外侧索电刺激在新生大鼠脊髓切片运动神经元诱发的突触反应

目的：探讨对侧腹外侧索（cVLF）下行激活对离体脊髓运动神经元（MN）活动的突触调制作用。方法：应用新生大鼠（8-14d）脊髓切片MN细胞内记录技术，观察cVLF或同侧VLF（iVLF）电刺激在MN所诱发的突触反应。结果：在32个测试的MNs，观察到cVLF电刺激可在21个MNs上诱发去极化反应（即cVLF性兴奋性突触后电位，cVLF-EPsP），在1个MN上诱发超极化反应（即cVLF性抑制性突触后电位，cVLF-IPSP），在4个MNs上诱发cVLF-EPSP后复合有cVLF-IPSP的反应。cVLF-EPSP具有刺激强度依赖性、被低钙高镁溶液取消的特性，与iVLF性EPSP相比，有潜伏期较长的特点（P〈0.001）。cVLF-IPSP呈膜电位依赖性，并被印防己毒素（30μmol／L）及士的宁（1.0μmol／L）取消。结论：cVLF的下行激活可通过兴奋性和抑制性突触传递调制MN的活动，其cVLF-IPSP可能由γ-氨基丁酸A受体和（或）甘氨酸受体介导。

偏侧咀嚼干预治疗改善咬肌活动不对称性的肌电分析

目的运用咬肌肌电图分析偏侧咀嚼干预的效果。方法 43例患者(男19人,女24人,平均年龄20.0±0.5岁)根据有无诱因和是否干预分为4组:去诱因不干预组(A0)、去诱因干预组(A1)、无诱因不干预组(B0)和无诱因干预组(B1)。用肌电图仪分别记录各组前后在下颌姿势位(MPP)、牙尖交错位(ICP)最大紧咬运动和咀嚼运动时的咬肌肌电图,计算咬肌的活动不对称指数(ASMM),分析比较各组前后咬肌肌电活动的变化。结果(1)A0组在MPP、ICP最大紧咬运动和咀嚼运动中ASMM去诱因前后差异均无统计学意义;(2)A1组干预后在MPP、ICP最大紧咬运动和咀嚼运动中ASMM显著低于干预前;(3)B0组在咀嚼运动中实验前后差异有统计学意义;(4)B1组干预后在MPP、ICP最大紧咬运动和咀嚼运动中ASMM较干预前显著降低。结论偏侧咀嚼无论有无诱因均应干预治疗,有诱因则在诱因去除后进行。

解痉药巴氯芬研究进展

巴氯芬(Baclofen,Lioresal,Ciba34647—Ba),又称氯苯氨丁酸,化学名β—对氯苯基-γ-氨基丁酸,作为γ—氨基丁酸(GA-BA)的衍化物,临床上以其外消旋制剂于60年代中期用于肌肉痉挛状态的治疗、称之肌松药或解痉药。近年来.对其药理作用及其机制.临床药理学和治疗学等方面的研究均有了迅速的发展.现作一综述。1 药代动力学巴氯芬po或iv的药代动力学研究颇多,应用放射性核素检定法。

离体脊髓同侧中央管周围区电刺激诱发运动神经元突触反应

目的:探讨新生大鼠脊髓切片同侧中央管周围区(iPCC)向运动神经元(MN)兴奋性突触传递的细胞电生理特性。方法:应用新生大鼠(8～14 d)脊髓切片MN细胞内记录技术,观察iPCC局部电刺激在MN所诱发的突触反应。结果:在14个测试的MN,观察到iPCC电刺激可在11个MN上诱发兴奋性突触后电位(iPCC-EPSP),在1个MN上诱发抑制性突触后电位(iPCC-IPSP),在2个MN上诱发iPCCEPSP后复合有iPCC-IPSP的反应。iPCC-EPSP不仅具有刺激强度依赖性和膜电位依赖性,而且可以被低钙高镁溶液或TTX(0.1μmol/L)可逆性取消。荷包牡丹碱和士的宁能增大iPCC-EPSP,但谷氨酸受体拮抗剂APV(30μmol/L)和DNQX(1μmol/L)仅部分抑制iPCC-EPSP。结论:iPCC的激活可通过兴奋性突触传递调制MN的活动,其介导递质除谷氨酸外,可能还有其他递质的参与。