氯离子通道生理药理学特点及相关疾病的研究进展

离子通道（Ion channel）研究近几年发展较快,逐渐与一些临床疾病联系起来,从基础研究迅速转向临床综合应用性研究,成为现阶段研究热点之一。离子转运（ion transportation）是离子通道的首要功能属性,其具体转运形式存在于种各细胞中。氯离子跨膜转运对细胞的功能起着关键性的作用,有些转运形式的改变或离子通道的变化都会对机体产生一定的影响,从而导致部分疾病的发生。就离子跨膜转运而言,氯离子通道产生的影响更为显著。其电生理及药理学特点值得关注,通过对其深入研究,帮助我们找到相关治疗疾病药物的作用位点,以达到有效治疗疾病及靶标药物筛选的目的,由此我们对氯离子转运过程、其通道形式和其相关疾病的研究进展做以下阐述。     

交变电场作用下细胞膜离子通道电流的趋肤效应

自然状态下细胞跨膜通道开放后，离子在化学梯度力和膜电场力作用下运动，形成离子电流，维持细胞正常的电生理特性．在外电场作用下，离子通道暴露于感应电磁环境中．作为电生理活动基础的各种离子．在电磁力作用下，其运动状态受到影响，直接导致离子电流值的改变．为量化分析这一作用机理，可根据离子通道的物理性质将其等效为圆柱导体，建立通道的电学模型并推导离子电流密度的分布函数．分析可知，在外加交变电场作用下，细胞膜离子通道电流的径向密度分布发生了变化，越靠近通道壁，离子电流密度越大，即产生趋肤效应。进而影响跨膜通道对离子的通透性。     

基因改造技术可以激活细胞电活性

细胞间通讯能力对心脑组织来说尤其重要,而细胞间的通讯功能要有电脉冲通过才能实现。细胞间的离子通道是带电分子或离子进出细胞的门户,可以将电流从一个细胞传导到下一个细胞。根据理论预测,要让哺乳动物心脏产生和传导电脉冲,有3种通道至关重要：钾离子通道、钠离子通道和一个间隙连接通道,间隙连接通道是一种支持细胞间电通讯的高度特殊结构。最近美国物理学家引入了这3种特殊的离子通道,让正常情况下没有电活性的细胞产生了电活性。     

机械敏感通道蛋白的研究进展

机械敏感通道蛋白是一类在生物体内广泛分布的离子通道蛋白,参与生物体内多种正常的生理过程,其结构异常及功能失调与多种疾病的发生、发展密切相关. 研究归纳已知的几类机械敏感通道蛋白及其在生理、病理过程中发挥的作用,并对相关疾病的靶向诊断、治疗的研究进展进行综述,最后展望其在生物医学领域的应用.     

解读2003年诺贝尔化学奖

该奖授予了对细胞膜水通道以及对离子通道结构和机理研究做出的开创性贡献。     

麻黄碱抑制起搏通道电流的药理学机制研究

运用电生理膜片钳技术,对麻黄碱作用于HCN通道的药理学机制进行了研究,发现了麻黄碱对HCN通道电流有一定的抑制作用.     

细胞膜通道的发现

细胞膜水通道的发现,以及离子通道结构和机理的研究构成了2003年诺贝尔化学奖的主要内容.文章探索了这些发现的研究过程以及它们对医学研究的重要性.     

起搏通道调控外周神经疼痛的机制研究

运用大鼠幸免神经损伤模型和电生理膜片钳技术,研究了HCN通道在外周神经疼痛中的作用机制.发现疼痛组大鼠DRG神经元上的HCN通道兴奋性显著增强,注射ZD7288可有效抑制这种变化.     

离子通道的形成机理与动态特性分析

研究了离子通道的产生背景及物理机制,利用电磁场理论导出了离子通道的聚束条件和通道半径所满足的方程,并对各区域的相对介电常数作了分析.同时,针对离子通道的动态特性,对所导出的电子振荡运动方程作了定性的讨论.     

心脏ClC-3容积感受性氯离子通道研究进展

本文对于ClC-3容积感受性氯离子通道在心血管疾病中的作用进行综述,该通道在心肌细胞容积稳定、心肌缺血再灌注、心肌肥厚及心力衰竭等状态下的电生理活动中发挥重要作用,并为多种心律失常的机制探讨及治疗提供理论依据。     

细胞膜上的离子通道

离子通道是细胞膜上控制离子进出的功能蛋白,在细胞生命活动中发挥重要作用．离子通道具有对离子的选择性、通透的饱和性和开关的可控制性等特点;膜电压的变化、机械刺激和某些信号分子都可以调控离子通道开关;离子通道担负着离子吸收、渗透压调控、电冲动的形成和信号转导等重要的生理功能．离子通道的结构或功能失常会导致一些严重的疾病,对离子通道进行研究,寻找和设计调控离子通道的有效药物是治疗相关疾病的重要手段。     

Calmodulin modulation of ion channels and receptors

Ion channels and receptors are the structural basis for neural signaling and transmission. Recently, the function of ion channels and receptors has been demonstrated to be modulated by many intracellular and extracellular chemicals and signaling molecules. Increasing evidence indicates that the complexity and plasticity of the function of central nervous system is determined by the modulation of ion channels and receptors. Among various mechanisms, Ca 2+ signaling pathways play important roles in neuronal activity and some pathological changes. Ca 2+ influx through ion channels and receptors can modulate its further influx in a feedback way or modulate other ion channels and receptors. The common feature of the modulation is that Ca 2+ /calmodulin (CaM) is the universal mediator. CaM maintains the coordination among ion channels/receptors and intracellular Ca 2+ homeostasis by feedback modulation of ion channels/receptors activity. This review focuses on the modulating processes of ion channels and receptors mediated by CaM, and further elucidates the mechanisms of Ca 2+ signaling.     

Calmodulin modulation of ion channels and receptors?

：Ion channels and receptors are the structural basis for neural signaling and transmission. Recently, the function of ion channels and receptors has been demonstrated to be modulated by many intracellular and extracellular chemicals and signaling molecules. Increasing evidence indicates that the complexity and plasticity of the function of central nervous system is determined by the modulation of ion channels and receptors. Among various mechanisms, Ca 2+ signaling pathways play important roles in neuronal activity and some pathological changes. Ca 2+ influx through ion channels and receptors can modulate its further influx in a feedback way or modulate other ion channels and receptors. The common feature of the modulation is that Ca 2+ /calmodulin (CaM) is the universal mediator. CaM maintains the coordination among ion channels/receptors and intracellular Ca 2+ homeostasis by feedback modulation of ion channels/receptors activity. This review focuses on the modulating processes of ion channels and receptors mediated by CaM, and further elucidates the mechanisms of Ca 2+ signaling.     

基于离子通道的心力衰竭病理分析仿真研究

通过计算机模拟人的心脏电生理活动,可以为经济、安全地研发心脏病治疗药物提供保障.针对这一需求,基于已建立的心肌细胞离子通道数学模型设计并实现了一种心肌细胞离子通道级仿真平台,仿真了Purkinje纤维细胞、心内膜细胞、心中间膜细胞和心外膜细胞这四种细胞的动作电位.最后根据已发表的实验数据,应用这四种细胞的数学模型对心力衰竭疾病下离子通道开放程度发生变化的病理进行了仿真实验,并且对比分析了仿真得到的心力衰竭和正常心脏情况下的结果,结果与公认实验数据相符,从而验证了该仿真平台的可靠性.     

胞间连丝与胞间通道

利用电子显微镜技术、通过超薄切片获得一些胞间连丝和胞间通道的横切和纵切的结果，表明胞间连丝是由质膜形成外壁，内质网压缩形成内壁，内外壁之间的空胞是物质运输的通道，而压缩内质网消失后的胞间连丝，即胞间通道，结构简单，但运输能力增大     

癫痫的发病机制研究进展

 癫痫是神经系统的常见疾病之一,其发病机制十分复杂,目前尚未完全阐明。近年来,关于癫痫发病机制的研究表明,癫痫的发生与离子通道、神经递质、突触连接、神经血管单元、神经胶质细胞等均存在密切联系。为深入理解癫痫发病机制,为诊断、预防与治疗癫痫提供必要的理论依据,本文从离子通道、神经突触传递与连接、神经血管单元完整性、神经胶质细胞4个方面对癫痫发生机制的研究进展做一综述。     

Detecting the breakup of spiral waves in small-world networks of neurons due to channel block

The breakup of a spiral wave by blockade of sodium and potassium channels in a small-world network of Hodgkin-Huxley neurons is investigated in detail.The influence of ion channel block in poisoned excitable membrane patches of a certain size is measured,by varying channel noise and channel densities resulting from the change in conductance,For example,tetraethylammonium is known to cause a block(poisoning) of potassium channels,while tetrodotoxin blocks sodium channels.We observed the occurrence of spiral waves,which are ordered waves believed to play an important role in facilitating the propagation of electric signals across quiescent regions of the brain.In this paper,the effect of channel block was measured by the factors xK and xNa,which represent the ratios of unblocked,or active,ion channels,to the overall number of potassium or sodium ion channels,respectively.To quantify these observations,we use a simple but robust synchronization measure,which succinctly captures the transition from spiral waves to other collective states,such as broken segments resulting from the breakup of the spiral wave.The critical thresholds of channel block can be inferred from the abrupt changes occurring in plots of the synchronization measure against different values of xK and xNa.Notably,small synchronization factors can be tightly associated with states where the formation of spiral waves is robust to mild channel block.     

能量均衡的协作中继选择算法

为了最大化协作多中继通信系统的网络寿命,研究了在放大-转发(amplification-forward, AF)中继协作方式下网络寿命的折中优化问题,提出了一种最优能量均衡(optimal energy equilibrium, OEE)的中继协作节点选择方案。通过对AF中继每一跳接收端信噪比(signal noise rate, SNR)的计算,推导了AF两跳中继目的终端的误码率表达式,同时联合节点的剩余能量信息和信道状态信息(channel state information, CSI),利用能量均衡的思想,合理引入和设置优化因子来有效选择转发中继,延长网络寿命。理论分析和仿真结果表明,相比CSI中继选择和模糊综合评价(fuzzy comprehensive evaluation, FCE)中继选择方案,提出的中继选择方案不仅有效地提高了系统的网络寿命,而且在相同信噪比的情况下误码率性能有明显的改善。