微电泳 :
1936年,研究者首次通过微电泳技术将乙酰胆碱注入脑室,在脑干内发现了乙酰胆碱的受体升压区。此后,该项技术被广泛应用于生理学研究,以探讨在神经系统中神经递质和神经活性物质在突触部位的作用。
将含有带电物质的玻璃微管电极靠近神经元的胞体或者进入胞体之后,给微电极施加一个外界的电流,就会使得微电极内的带电物质从玻璃微管的管尖释放出来。微电泳时,从电极尖端释放出来的带电物质的量与通过它的电荷量成正比。因此,研究者常会用通过微电极的电流强度来表示带电物质的释放量。
在微电泳的过程中,除了给药时带电物质会溢出玻璃微管之外,带电物质也会因带电物质的浓度、玻璃微管电极尖端的直径、压强差等很多因素产生自发性溢出。因此,为了消除带电物质的自发性溢出,实验者通常会在给药期间,对带电物质施加与给药时极性相反的电流以防止带电物质溢出。虽然反向电流能够阻止自发性外溢,但是也会引起微电泳通电时带电物质释出延搁和释出量的改变,引起撤除效应,出现假阳性的结果。此外,如果进行胞体内微电泳,通常会用同一根玻璃微管电极同时记录膜电位和给药,后者通过桥式电路电流实现。在进行细胞外微电泳时,通常会将一定数量的玻璃微管融合在一起组成微管阵列,以达到将几种药物通过多管阵列同时施加到神经元的目的。
微电泳实验通常为两步进行:①制备玻璃微电极(微电极组合),并且进行电解溶液的配制和注入。②将电极与电泳仪连接并寻找神经元,然后进行记录和微电泳。
借助玻璃微管电极,通过微电泳给药具备以下几点优势:①药物作用的空间精度较高,可以被限制在神经元水平。②避开了血脑屏障,可以将神经递质和药物直接作用于神经元、突触前膜和突触后膜,有效地观察神经递质和药物作用。
该方法的不足之处:①操作过程繁琐,涉及因素较多,各种因素又会相互影响,对结果的分析产生一些困难。②虽然微电泳时,带电物质的释放量和通过的电流成正比,但是不同的微电极和不同的带电物质的实际释出量会存在很大差异,不存在特定的规律,可能会造成实验效果上有较大差别,研究者需要将微电泳的结果和整体功能结合起来才可得出正确的结论。
神经系统中神经细胞之间主要通过神经递质进行信息传递建立联系。大量的神经药理研究提示,变态的心理活动与中枢神经递质活性或受体的敏感性变化密切相关,如胆碱能系统阻滞引起学习记忆减退,中枢神经系统5-羟色胺能系统增强可加剧焦虑。诸多研究证据表明,脑内多巴胺功能亢进与精神分裂症有关。抗精神病药物主要是通过阻断多巴胺和5-羟色胺受体的作用实现的。实验研究表明,通过微电泳法使递质直接作用于突触后膜,能产生与刺激神经相同的效应。因此,微电泳法在研究精神障碍的受体机制中起着非常重要的作用。