单细胞生物的结构特征范例(3篇)
单细胞生物的结构特征范文
关键词:微观视域;图形;科学;艺术;视觉
1从自然科学到微观图形
美,无处不在。随着当下科学技术的迅速发展与物质文明,现代图形设计对形式美的探究带着人类的眼睛进入了一个全新的视域。“跨界”是近些年在设计界经常被提及的一个词汇,它示意着艺术与科学的交融关系将变得尤为亲密。许多艺术家和设计师在研究自己专业领域的同时也开始设计其他学科来阐释自己对形式美的独特理解。
微观世界的图形样式对于形式语言的研究带来了意想不到的震撼。微观世界可以概括为“微观物体”和“微观现象”,通常人们将感官所不能直接感觉到的微小的物体叫做“微观物体”,人的肉眼可以分辨直径大于0.1mm以上的物体,小于该尺度的事物都属于微观物质。把与宏观概念相对应细微的活动表现叫“微观现象”。从原子的对撞,到DNA螺旋和X射线扫描,有许多方式可以揭露自然界基本组成之中最深层的模式,人们在不断解读各种科学新发现的同时还增长了对微观视觉的新认知。
显微镜的出现揭开了微观世界神秘的面纱。借助显微镜可以观察到姿态万千的微观自然形态,包括各种微观生物的物质结构和生命痕迹及其物质表皮色彩,组织肌理等。因此,微观影像便成为展示微观之美的最有说服力的证据,这些惊喜打破了人们对于自然物常规审美认知的状态。20世纪70年代尼康公司开始举办微观摄影比赛,从全世界募集在生命科学、材料科学等领域做出重要贡献的优秀摄影作品,旨在展现通过光学显微镜看到生命的美丽和复杂性。
2微观视域中的物质与现象
细胞是最常见的微观物质形态,除病毒外的所有具有完整生命力的生物的最小单位,也经常被称为生命的积木。生物可分为单细胞生物(仅由单个细胞构成,包括大多数的细菌)和多细胞生物(包括植物和动物)。人体约包含60兆个细胞。植物细胞和动物细胞的大小在1μm到100μm之间,所以在显微镜下可见。通常情况显微镜下观察到的动植物细胞的图形会比较丰富多变,尤其是植物的细胞组成结构相对多元化,高等植物都有细胞膜,膜外有细胞壁,细胞壁中有各种细胞器如线粒体、叶绿体、质体和液泡等。动物细胞没有细胞壁,细胞质中常有中心体,而高等植物则没有。各种细胞总是保持自己的一定状态,由于细胞内在的结构和自身表面张力,以及外部的压力各不相同,因此,对于显微镜下观察的不同样本,不同的细胞结构就会表现出千奇百怪的细胞图形(图1、2)。细胞的图形样式多种多样,有球形、多边形,纺锤状和柱状等。
微观的细胞图形隐存着大自然中多元的视觉形式特征:形态、比例、对称、秩序、平衡、色彩、肌理等。通过显微镜的观察常常可以发现其微观物象不同于外表的形式表现。我们也许知道植物的根茎、花蕊、洋葱的表皮、微小动植物本身。但却并不知道如此形态各异的结构图形存在于物质世界的一些小角落里。
细菌和病毒在显微镜下也呈现出形态多样的图形结构。细菌(图3)是所有生物中数量最多的一类,属于原核生物。细菌的结构比较简单,是单细胞存在,缺乏细胞核、细胞骨架以及膜状胞器。根据细菌的形状可以将其分为三类,即球形、杆形和螺旋形。球形细菌表现出的特征都是以圆形为基本单位进行组合,根据其排列方式可以分为单球形、双球形、四联球形、八叠球形等。杆菌细胞形态较复杂,有短杆状、棒杆状、梭状、月亮装、分枝状。螺旋菌可分为弧菌和螺菌。此外,人们还发现星状和方形细菌。病毒(图4)的尺寸只有细菌的千分之一。病毒是一些DNA或RNA分子,外面覆了一层蛋白质。微观视觉下的病毒形态有球状、杆状、砖形、冠状、丝状、链状。
自然界中的一些固态物质在微观的视角下也呈现出令人惊叹的形式美。有些矿物单体或化合物其肉眼不可见的部分经过多倍地放大展示在人们的面前,这些被观察到的晶体结构秩序完整,呈规则的几何多面体形态,给人以对于形式美的理性思考。在宏观与微观的自然物象之间,这种基于空间的审美差异将毫不犹豫地带来视觉感官的愉悦。
与此类似的微观现象还包括比如无线电波中的正弦波谱曲线(图5);布朗运动中显微镜下捕捉到的花粉沿着曲折路径移动的轨迹;物理学家威尔逊发明的从云室和泡室观察到的粒子碰撞的轨迹,粒子射入泡室,猛冲穿越液态氢,产生连串的细小气泡形成粒子的移动轨迹;亚原子粒子在加速器中互撞,使粒子偏向不同的角度,从而进行路径的相对曲度,因此就可以寻觅基本粒子绚丽的弧线和轨迹(图6)。这些图形图像是科学家们对于自然科学内在规律的寻找与总结,作为“实验性艺术”的图形图像,它给现代设计却带来了新的视觉表现语言,是一种融合着科学与艺术的关系的抽象语言。
3微观视域图形的特征
3.1视觉简约性
微观视觉下的图形不像自然界的物质有着复杂的外部结构和肌理,不同的自然物种可以通过外部特征便可分辨出来。微观图形所表现出的只是单独的一个层次,从视觉形式语言来说,这些繁复多样的图形参杂交混着各种点、线、面之间关系的变化,而没有光影和体积,呈现了二维多样的世界。
3.2意象关联性
微观视域图形一般给人以抽象的审美意识,它没有实际的客观形象,但图形本身却富有张力和生命律动,人们在对其产生视觉认知的同时还融入了主观情感的感悟。这些类似于生命活动和运动轨迹的图形,使人能够意象到自然状态事物本身的生命样式,并且这种意象感知是以视觉关联为前提的,它旨在反映这种关联内在的共性内涵。
3.3神秘刺激性
人们总是对陌生的事物总是怀有好奇心。随着科学家对神秘的微观领域不断探索与发现,这种好奇心同时表现在对微观图形的想象,图形是自然现象规律对于科学原理视觉化的传播媒介,陌生的图形总会给人些许的兴奋和刺激感,基于科学原理的微观图形给世人呈现出一种新的视觉逻辑。
4结语
艺术与科学的融合已经成为当代艺术设计发展的新方向。新科学技术的发展与推进为人类进一步发现微观世界奠定了物质基础,人们对未知的微观美视觉的追求也必然始终满怀热情,源自自然事物的微观视域将不断涌现更加丰富多彩的视觉图形。
参考文献:
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单细胞生物的结构特征范文篇2
关键词:不同受热时间微观形貌分析
中图分类号:S762文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)03(a)-0245-01
木材一般分为针叶树材和阔叶树材。针叶树材如红松、落叶松、云杉等。针叶树材往往密度较小,材质较松软,通常称为软材,主要供建筑、家具、桩木等用途。阔叶树材如桦木、水曲柳、栎木、榉木等,种类比针叶树材多得多。大多数阔叶树材密度较大,材质较坚硬,因此俗称硬材,用途如家具、室内装修、等。与针叶树材相比,阔叶树材更多地被用于家具和室内装修。其中水曲柳树质略硬、纹理直、结构粗、花纹美丽、耐腐、耐水性较好,易加工但不易干燥,韧性大,胶接、油漆、着色性能均好,具有良好的装饰性能,是目前家具、室内装饰用得较多的木材,是制胶合板的良好材料,也可供飞机、造船、中草药等广泛使用[1]。
1木材的显微结构
木材显微结构是将常温状态下自然风干水曲柳原木在扫描电镜下进行观察,在扫描电镜下观察水曲柳是由无数的管状细胞有序结合而成,一般情况下,木材沿纵向生长的细胞占绝大多数,少数细胞横向生长[3],但在扫描电镜下可以观察到水曲柳纵向生长细胞与横向生长细胞数量大致相同,截面观察细胞排列结构是由粗径细胞、细径细胞按层层叠生方式紧密排列在一起,粗径细胞以圆形、椭圆形为主,细径细胞以六边形为主,兼杂圆形、椭圆形等。细胞壁主要由初生壁和次生生长组织层构成,细胞与细胞之间由纹孔相联系[4]。细胞的内部结构对木材的燃烧特性有很大的影响[5]。
2木材受热后的炭化机理
木材由常温逐渐加热,在100℃开始蒸发水分,但温度达到110℃时已经成为绝对干燥状态,再加热时就开始热解析出一些不可燃气体,此外外层开始分解出可燃气态产物,同时放出大量的热量,开始剧烈的氧化,在150℃左右开始放热,到250℃左右热分解速度急剧加快,分解出大量的可燃气体,表面发生变色,在360℃时产生明显炭化花纹,达到420℃~460℃时,木材会自行着火,直到出现有焰的燃烧,并且炭化层出现明显炭化裂纹[6],随温度升高,大裂纹被分解成小裂纹,温度越高,炭化纹络之间的间距越小,同时炭化层增厚,木材完全燃烧后,有焰的燃烧就会停止,而转入木炭的无火焰燃烧阶段,最终木材内部炭结构会趋近于石墨的结构[7],这表明了木材炭化是一连串的物质分解及聚合等反应[8]。
经实验,在扫描电镜加速电压为20kV的情况下,对不同受热时间以及原始水曲柳试样的微观形貌进行观察、比较、分析,得如下结论。
3不同受热时间下水曲柳的微观形貌特征分析
3.1500℃5min微观形貌特征分析
从弦切面看,水曲柳在500℃5min时横向生长组织细胞内部有瘤状物出现,细胞内部次生层变薄,细胞内、外表面单纹孔大量出现,纹孔外延部分不够清晰,孔洞尚未完全打开,细胞壁横截面断面不光滑,壁层较厚。
从横截面看,水曲柳在500℃5min时细胞间纹孔切断面残余明显,细胞内部次生层仍存在,部分细胞壁横截面出现裂痕,细胞壁较厚,细胞内瘤状物大量存在,细胞壁断面出现裂痕。
3.2500℃10min微观形貌特征分析
从弦切面看,水曲柳在500℃10min时细胞间纹数量有所减少,但纹孔孔洞只有少量完全打开,纹孔外延边缘变的棱角分明,细胞内、外表面出现条纹状的凸起,细胞壁变薄,截面表面平滑。
从横截面看,水曲柳在500℃10min时细胞间纹孔切断面残余部分减少,细胞壁变薄,细胞内部的次生加厚层减薄,瘤状物数量在逐步减少,细胞壁横截面上的裂痕增多。
3.3500℃15min微观形貌特征分析
由弦切面看,水曲柳在500℃15min时纵向生长组织内部依然存有数量可观的次生加厚层,但细胞腔壁变的光滑细腻,细胞壁表面的碎屑也随温度的升高而减少,细胞内、外壁椭圆型单纹孔数量又有所减少,少数纹孔空洞并未完全张开,破碎的细胞壁边缘变的光滑。
由横截面看,水曲柳在500℃15min时,细胞内、外壁上单纹孔切断面明显,部分细胞内腔仍存在带状次生壁加厚层,细胞端部絮状沉积物明显,但数量已经较少,细胞孔径较小,细胞壁较厚,横截面上的裂痕数量越来越多,裂痕裂度不大。
3.4500℃20min微观形貌特征分析
由弦切面看,水曲柳在500℃20min时纵向生长组织内部次生加厚层减薄消失,细胞腔壁光滑细腻,椭圆型单纹孔数量稀少,纹孔孔洞完全张开,破碎的细胞壁边缘变的平滑。
由横截面看,水曲柳在500℃20min时纵向生长组织内部次生加厚层减薄消失,细胞壁变薄,纹孔孔洞完全张开,纹孔切断面残余部分消失,细胞壁横截面上裂痕很多,裂痕程度明显可见,细胞内的瘤状物消失。
由以上可见,随受热时间增长水曲柳试样炭化物微观形貌变化均有有以下规律。
(1)水曲柳细胞质、细胞间质逐渐减少消失,细胞壁表面逐渐趋向光滑细致,细胞壁逐渐变薄,细胞壁孔径变大。
(2)细胞壁上的单纹孔数量先增加后减少,纹孔外展外延变化为先模糊不清后清晰可见,直至最后消失。
(3)细胞壁横截面上出现细胞壁断裂裂痕,并且裂痕数量逐步增多,裂痕裂度逐渐增大。
(4)部分细胞端部瘤状沉积物不断出现,后逐渐减少消失。
参考文献
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单细胞生物的结构特征范文
【摘要】目的探讨交界区逸搏节律的细胞及电生理学基础。方法组织切片Masson染色;酶解分离单个心肌细胞;单细胞膜片钳技术研究具有自律特性细胞的动作电位特征。结果组织学研究发现家兔致密结及房室结后延伸细胞组成具有异质性且呈规律性排列;单细胞形态学观察可见不同于普通心房肌细胞的起搏细胞(PC)、过渡细胞α(TCα)和β,且PC和TCα呈现自发规律性收缩。三种细胞相比较,在动作电位波形、最大舒张电位、0期除极速度、动作电位复极至90%时程(APD90)、舒张期自动除极速率(VDD)、动作电位超射值及幅值方面,PC和TCα之间除APD90和VDD外,其他各指标差异无统计学意义(P>0.05)。TCβ与PC、TCα分别相比,各项指标差异均有统计学意义(P均
【关键词】交界区逸搏;形态学;动作电位;膜片钳;起搏细胞
ABSTRACT:ObjectiveToexplorethecytologicalandelectrophysiologicalbasisofjunctionalrhythm.MethodsHistologicalsectionswerestainedbyMassonmethodtoobservethearrangementofcardiaccellsinjunctionalareaofrabbitheart;singleviablecellswereisolatedenzymaticallyformorphologicalresearch;wholecellpatchclampwasemployedtostudytheactionpotentialpropertiesofspecializedcardiaccells.ResultsHistologically,thecellularcomponentsincompactAVnodeandPNEwereheterogeneous;thecellswereorganizedregularly.Cytologically,thespecializedcellsPC,TCαandβwerepresentedwiththeformertwotypesautomaticallycontracted.Electrophysiologically,theactionpotentialconfiguration,maximumdepolarizationpotential,actionpotentialdurationto90%repolarization,velocityofdepolarizationinphase0,velocityofphase4depolarization,overshootandamplitudeofactionpotentialbetweenPCandTCαwerenotsignificantlydifferentexceptforactionpotentialdurationto90%repolarizationandvelocityofphase4depolarization(allP>0.05);conversely,theaboveparametersbetweenTCβandPC,TCαrespectivelyweresignificantlydifferent(allP
KEYWORDS:junctionalescaperhythm;morphology;actionpotential;patchclamp;pacemakercell
在窦房结功能障碍、不能有效发放冲动或者高度窦房阻滞的情况下,房室结自律性增高,发放冲动控制心脏的机械活动,以保证全身组织器官的有效血液供应。有关房室交界区异位起搏点的位置和细胞成份尚存在很大分歧。一般认为,房室交界性节律点位于致密结和结希区[12];DOBRZYNSKI[3]及LI[4]等发现,多数情况下,交界性节律的优势起搏点位于房室结后延伸。但有关该部位的细胞成份及其电生理特征未见全面描述。本文从组织及单细胞形态学角度研究了房室结后延伸(posteriornodalextension,PNE)及致密房室结(compactAVnode,CN)心肌细胞的组成,并采用单细胞膜片钳技术探讨了具有自律特性的心肌细胞的电生理特征,为理解交界区逸搏节律的形成和维持机制提供依据。
1材料与方法
体重1.5~2.0kg、月龄4~6个月的健康成年家兔15只,雌雄不拘。5只用于组织学研究,另10只用于单细胞形态及电生理学研究。以上动物由西安交通大学医学院实验动物中心提供,所有实验程序均符合西安交通大学实验动物管理及使用规定。
1.1组织切片制作经耳缘静脉注入空气5~10mL致家兔死亡,于肋弓部做倒“V”字形切口,迅速打开胸腔暴露心脏,小心剪开心包,游离心底部及双侧肺动、静脉,迅速剪断,取出完整心脏,剪去心尖大部,稍加冲洗后投入100mL/L甲醛溶液(3.33mol/L)固定72h。然后取出,切取PNE区心肌组织块,常规脱水、石蜡包埋,制作心肌组织切片。沿与Koch三角平行的矢状切面连续切片,每2片保留1片,片厚6μm。将制做好的组织切片进行Masson染色,以备组织学观察。光学显微镜下观察房室交界区(包括致密结及PNE)心肌组织的形态特征,Olympus自动显微照相系统采集相应部位心肌细胞的不同放大倍数图像供分析。
1.2单细胞分离及识别按本课题组已发表的研究方法[5]分离、保存及鉴定家兔心肌细胞,实验过程中分别采用普通光学显微镜及相差显微镜观察心肌细胞,并拍照以备形态学比较研究。
1.3电生理学实验从各实验动物心肌细胞悬液中分别选定3个不同类型的心肌细胞用于电生理研究。改良HAMILL法[6]建立全细胞记录模式,恒温恒速灌流液中记录各种待测细胞的动作电位,采用pClamp软件包分析、测量并记录各种心肌细胞的相应参数供比较研究。
1.4统计学分析及图片处理实验动物心肌单细胞光镜下测值及单细胞电生理学参数以±s表示,应用SPSS11.0软件包对相关数据进行统计学分析。两均数之间的比较采用t检验;多组数据均数比较采用单因素方差分析(OnewayANOVA),P
2结
果
2.1组织学特征家兔PNE心肌组织Masson染色矢状切片低倍镜下可见CN由细薄疏松波浪状排列的浅层、细胞交织致密排列的中层以及交叉排列形成的深层组成(图1A)。致密结至冠状窦口可见2~4条相对集中的淡染的细胞条带规律性分布,与本课题组前期研究[68]结果相吻合。本文只关注致密结及PNE部的心肌细胞成分。
高倍镜下致密结及PNE部可见到三类形态不同的特化心肌细胞(图1B、1C):第一类细胞染色最浅,形状短而不规则,胞膜边界不清,肌原纤维少,核大呈圆形,核周空旷,染色质细腻,此种细胞数量较少,散在分布于整个Koch三角区,以致密结部分较多见,属于起搏细胞(pacingcell,PC);第二类染色较浅,细胞内肌原纤维的数量较少,分布较乱,细胞呈梭状,胞核椭圆形或梭形,闰盘结构稀疏,为过渡细胞α(transitionalcellα,TCα);第三类细胞染色较深,长径较长,胞内肌原纤维的数量较多,分布较规律,闰盘结构亦较多,核呈圆形或椭圆,为过渡细胞β(transitionalcellβ,TCβ)。三类特化心肌细胞具有潜在的起搏功能,在交界性逸搏心律的形成和维持中发挥作用。参照本课题组已发表的研究结果将交界区组织切片中的PC、TCα及TCβ的组织学特征列于表1。表1家兔心脏AVN及房室结后延伸组织切片上PC和TC的组织学特征
2.2单细胞形态特征单细胞形态学上(图2),PC胞体呈不规则的蜘蛛样,胞核呈圆形不甚明显,位于中央,横纹稀疏,细胞膜表面多个分叉,排列无规则,并呈自发规律性搏动,频率约为(54.37±2.63)b/min。TCα胞体较小呈梭状,有时可见两端弯曲;胞核居中呈椭圆形;横纹模糊且稀疏,排列不规则;自发搏动频率约为(24.70±1.28)b/min。TCβ外形与TCα较相似,胞核亦呈椭圆形,基本位于胞体中部,横纹较明显且排列规则,但长径相对较长,有时可见分叉,搏动频率约为(16.96±1.88)b/min。兹将三种细胞相差显微图像附于图2,相应的形态学特点列于表2以便比较。
2.3动作电位部分本实验中,光镜下可见PC、TCα两类心肌细胞呈自发规律性搏动。图3为从PC、TCα及TCβ三种心肌细胞记录到的动作电位原始曲线。电流钳制模式下,在未给预设刺激的情况下从PC记录到自发动作电位图形(图3)。其0相呈斜坡样,表明除极速率较慢,超射值较低,无平台期,并有显著的舒张期自动去极化。这种在未施加外来刺激情况下出现的自发电活动持续时间长,伴随有细胞规律性低幅搏动,停止电流钳制亦不自动终止。
电流钳制模式下,预设刺激脉冲可诱发TCα出现自发动作电位波形(图3)。TCα动作电位原始曲线显示,首个动作电位波形为刺激程式所诱发,随后出现的动作电位波形前无刺激脉冲发放。与PC相比,其0相亦呈斜坡样,超射幅度稍高于前者,亦无明显平台期,舒张期(4期)自动除极的幅度和速率均较低,其搏动频率较慢、幅度较大,停止电流钳制模式后仍持续搏动,并伴有相应的动作电位波形。
预设刺激程式可诱发TCβ出现动作电位波形。如图3所示,其0相陡峭,超射幅度较高,平台期明显,在外加刺激诱发的动作电位复极末期出现膜电位超极化现象,随后基线呈斜坡样缓慢上升,相隔3200ms后出现一“丘状”波形。延长记录时间无法记录到自发“丘状”波形,重复刺激时“丘状”波形可重复出现。
兹将PC、TCα、TCβ动作电位之最大舒张电位(maximumdepolarizationpotential,MDP)、0期除极速度(velocityofphase0depolarization,Vmax)、动作电位复极至90%时程(actionpotentialdurationof90%repolarization,APD90)、舒张期(4期)自动除极速率(velocityofphase4depolarization,VDD)、动作电位超射值(velocityofovershoot,Voversh)及动作电位幅值(actionpotentialamplitude,APA)分别列于表3进行比较。三类细胞相比,PC和TCα之间除APD90和VDD外,其他各指标差别无统计学意义(P均>0.05)。TCβ与PC、TCα相比,各项指标的差别有统计学意义(P均
3讨
论
房室交界区心肌组织不但是生理情况下冲动传导的必经之路,也是交界区异位节律的发源地。多项针对房室交界区的组织学研究均证明,其细胞组成及排列存在异质性。但在交界区逸搏节律形成中起关键作用的细胞成分尚存在争议。本实验首先对房室交界区心肌进行了组织学观察,并利用双酶解法急性分离获取成年家兔单个心肌细胞进行形态学研究,最后采用单细胞膜片钳技术研究了上述三种心肌细胞的动作电位特征。其结果对理解交界性逸搏节律的形成和维持机制具有重要意义。
3.1房室交界区心肌组织的细胞组成及排列异质性本实验结果表明,家兔房室交界区心肌组织由多种细胞成分混合排列构成,该观察结果与文献报道和本课题组的前期工作基本吻合[79]。组织学上,外形圆或椭圆、胞核大而圆且只有极少量肌原纤维的起搏细胞[10]不但存在于致密结内,在PNE也大量存在。过渡细胞是交界区主要的细胞成分,其形状、染色、肌原纤维数量及分布介于普通心房肌细胞(atrialcell,AC)和PC之间,具有渐变特征,同时在Koch三角区集中分布,在冠状窦和致密结之间呈多条由特化的TC规律排列组成的细胞条带[912]。这种特征性细胞组成及分布在国内外学者[1315]对家猪、犬、家兔、豚鼠等多种动物的研究中得到了证实,可能具有重要的生理及病理生理学意义。
3.2房室交界区单个心肌细胞的组成及特征本实验采用改良Hancox法酶解分离家兔房室交界区心肌组织,结果发现存在PC、TCα与TCβ三种特化的心肌细胞,与组织学观察结果相符合。单细胞形态学观察研究时发现,外形酷似蜘蛛样的PC及细小梭形的TCα在正常Tyrode液中均存在自发搏动,其形状与ANDERSON[8]描述的存在于致密结的过渡细胞和结下细胞非常相似。该结果与既往组织学研究中Koch三角区细胞多样性的结论相符,蜘蛛样细胞作为一种独立的细胞类型存在于房室交界区;与同样具有自发搏动的TCα可能构成交界区异位搏动节律的细胞学基础。
3.3房室交界区心肌细胞的动作电位特征及意义长期以来,人们对房室交界区心肌细胞的电生理活动规律进行了不懈的探索,所获结果对理解交界区逸搏心律的形成及维持提供了极其重要的证据。1960年PAESDECARVALHO等[1]在房间隔、室间隔、下腔静脉和三尖瓣围成的区域内记录到三种不同的动作电位。ANDERSON于1974年[8]在一项针对家兔房室结标本进行的形态结合电生理学研究中亦记录到相似的结果,并指出可能分别来自于AN、N和NH细胞的电活动。BILLETTE及其研究小组[15]采用心房周期性期前刺激研究心脏冲动在房室结的传导时,记录到AN、ANCO、ANL、N、NH和H样动作电位波形,并认为这些不同的动作电位波形是由相应部位心内膜下心肌细胞的电活动所产生。
2003年DOBRZYNSKI等[3]对家兔交界区节律的起源及分子基础进行了卓有成效的研究。结果发现,去除窦房结后,包括整个房室交界区的心肌组织出现交界性节律;免疫组织化学研究发现,起搏活动由表达If通道蛋白HCN4和连接蛋白NF160、Cx45以及少量Cx40的结样细胞发出;结性节律的优势起搏点位于冠状窦与三尖瓣之间的PNE区。而以往大多数研究认为优势起搏点位于致密结或结希区。本课题组在对家兔房室结标本进行的离体灌注电生理实验中[12],在房室结后延伸部记录到了类似于AN细胞的自发慢反应电位。
本研究组织学部分结果提示,在PNE及CN均存在较大量的PC及TC。在定位取材的基础上酶解分离AVN及PNE心肌细胞,并在电流钳制模式下记录到特化的PC、TCα与TCβ具有舒张期(4期)缓慢自动除极的不同形态和时程特点的动作电位波形,该结果与在完整房室结标本[11,16]上记录到的动作电位波形和其他学者报道的急性分离的房室结细胞动作电位波形相似[1718];在MDP、APA、Vmax及VDD和动作电位波形方面,分别具有类似于N型、NH型和AN型动作电位特点,与STRAUSS等[19]和HARU等[20]在家兔窦房结周细胞和SAN固有细胞上记录到自发性动作电位相同。
PC在没有外来刺激的情况下可连续出现自发动作电位;TCα及TCβ在单细胞形态学上与来自于同部位的PC差别明显,但均存在舒张期(4期)缓慢自动除极,可能是交界区节律形成的细胞学基础。事实上,单脉冲刺激TCα可诱发出连续的动作电位波形产生,TCβ只出现不可传播的低幅动作电位。因此,推测PC和TCα构成了交界区节律的细胞学基础,PC为交界区节律的优势起搏细胞;而TCβ可能在其他类型室上性心律失常的形成及维持机制中发挥作用。
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