铝对大鼠海马［ca2+］i和pkc生物活性影响

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1、铝对大鼠海马［Ca2+］i和PKC生物活性影响：邢伟，文涛，王彪，唐秋实，许金华，赵岩，张玉霞【摘要】目的通过观察不同浓度慢性铝暴露对海马长时程增强（longtermpotentiation，LTP）的影响，检测海马细胞内Ca2+浓度和蛋白激酶C（PKC）生物活性，研究慢性铝暴露损伤学习记忆的机制。方法选择断乳后AN公司）；鱼精蛋白（美国Sigma公司）；［γ32P］ATP（北京福瑞公司）；其他试剂均为分析纯。　　12染铝动物模型选择断乳后in以后其PS幅值仍然没有上升到正常的生理范围，表明染铝抑制了大鼠LTP的发生和维持；此外在染铝组均出现了有长时程抑制（LTD）的现象，

2、而对照组却未出现。　　23不同浓度的铝对大鼠海马［Ca2+］i的影响对照组细胞内钙离子浓度为(308.65±84.41)nmol/L；染铝组细胞内钙离子浓度随着不同浓度的铝暴露，染铝组的钙离子浓度变化有所不同，0.2%，0.4%，0.6%分别为(228.38±51.74)，(185.87±42.15)，(195.43±36.95)nmol/L。染铝组钙离子浓度比对照组降低，差异有统计学意义（P<0.01）。　　24不同浓度铝对大鼠海马PKC活性的影响对照组胞膜PKC活性(pmol/mg/min)为：13.38±4.15；染铝组胞膜PKC活性(pmol/mg/min)随着不

3、同浓度的铝暴露，染铝组的PKC活性有所不同，0.2%，0.4%，0.6%分别为(9.84±3.84)，(8.35±2.32)，(7.56±2.06)。各染铝组细胞膜PKC活性比对照组降低，差异有统计学意义(P<0.01)，随铝浓度的增加，染铝组PKC活性也降低，但染铝组间差异无统计学意义。　　3讨论　　突触传递、递质释放、酶的活力和学习记忆的形成等均与Ca2+密切相关。目前普遍认为LTP与记忆形成有关。而［Ca2+］i的增加在LTP的形成中起重要作用。该类［Ca2+］i的增加与NMDAR敏感的受体通道复合体有关,也与电压依赖性钙通道的开放引起细胞外钙内流及细胞内钙储库的钙释放

4、有关。Moraes研究发现，Al3+在Ca2+快速内流期竞争性地抑制电位依赖性钙通道，当Al3+浓度为50μmol/L时就可抑制Ca2+内流，1mmol/L时则完全抑制Ca2+内流。Julka发现铝呈可逆性的剂量依赖方式阻断电压依赖型钙通道，阻止Ca2+流入突触。认为铝的结合位点在通道内部，一旦铝与通道结合，该结合位点便不易易位，并使通道随电压改变而启闭的功能消失。本实验结果表明，由于不同浓度的铝暴露，各染铝组大鼠海马神经元［Ca2+］i比对照组明显降低,说明低浓度铝可干扰［Ca2+］i平衡机制,使海马神经元［Ca2+］i不同程度降低。研究表明,钙通道是铝作用的一个靶点〔5〕，细胞

5、外的Al3+可经钙通道进入细胞，导致［Ca2+］i降低，破坏细胞内外钙稳态的平衡，从而影响LTP的发生和维持，造成学习、记忆的障碍。PKC的激活是产生和维持LTP的重要条件。PKC分为胞浆PKC和胞膜PKC两部分，生理条件下胞浆PKC没有活性，当受到外界刺激后，细胞内［Ca2+］i浓度升高使胞浆PKC转位到胞膜并与膜上第二信使二脂酰甘油（Diacylgcerol，DAG）结合而激活。PKC一方面可被钙离子激活，诱导LTP的生成；另一方面还可自身磷酸化，维持LTP的作用。现已证明，极低浓度铝即可取代这一反应中的Ca2+，而PKC对铝取代钙的作用非常敏感〔6〕。Cochran等人用离体

6、脑片研究发现，当Al3+浓度为2×10-3mol/L时可抑制大鼠脑组织PKC活性达90%〔7〕。本实验结果也表明，随着摄铝的增加，胞膜PKC的活性逐渐下降，而胞浆PKC的活性却无明显变化，其原因可能是因为铝抑制了Ca2+依赖性谷氨酸盐释放，降低突触后膜对递质的敏感性；同时还抑制Ca2+经电压依赖性通道进一步内流，从而使细胞内钙离子浓度降低，胞浆PKC无法正常向胞膜转位与DAG结合而被激活。由于PKC活性降低影响LTP的正常诱导和维持，从而造成学习和记忆障碍。【参考文献】　　〔1〕胡剑峰，晏云霞，肖鸿美,等.铝对学习记忆的影响及其可能的机制［J］.中国临床康复，2005，9（5）：1

7、40-142.　　〔2〕杨菁，孙黎光，宗志宏，等.慢性染铅对海马CA1区LTP及ERK2活性影响［J］.中国公共卫生，2004，20（1）：21.　　〔3〕DildyJ,LeslieS.EthanalinhibitsNMDAinducedincreasesinfreeintracellularCa2+indissociatedbraincell［J］.BrainRes,1989,499(1):383-387.　　〔4〕邢伟，孙黎光，时利得，等.染铅鼠脑海马PKC活性