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近年来已从我国传统的杀虫植物苦皮藤(Celastrus angulatus)中分离得到了一大类结构新颖、立体结体复杂、具有独特杀虫生物活性的β—二氢沉香呋喃倍半萜多元醇酯。通过对这类化合物作用机理的研究,已提出了“消化毒剂”的概念和创制昆虫消化毒剂的设想。这类化合物对神经系统的影响和作用,虽有部分报道,但还存在许多问题,特别是神经电生理方面,尚未有深入的研究。 本论文在国家自然科学基金倾斜项目的支持下,利用细胞内微电极方法和全细胞膜片钳技术,分别研究了β—二氢沉香呋喃倍半萜多元醇酯类化合物麻醉成分苦皮藤素Ⅳ和毒杀成分苦皮藤素Ⅴ单用和混用对昆虫神经-肌肉接点谷氨酸电位和神经细胞电压门控钠通道的影响与作用。主要结果如下: 1.以粘虫为试虫,采用载毒叶碟法,研究了苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ的互作毒力。结果表明,苦皮藤素Ⅳ对Ⅴ的毒杀作用具有增效作用,苦皮藤素Ⅴ对Ⅳ的麻醉作用无明显影响。针对症状学指标有显著差异的杀虫剂混用研究,提出以“互作比值”评判互作毒力。 2.对果蝇3龄幼虫腹纵肌神经-肌肉接点细胞内微电极测定结果表明,苦皮藤素Ⅳ可使自发电位发放频率明显减小,而苦皮藤素Ⅴ可使发放频率先增加,后降低,并且在某些标本中记录到明显的重复簇状发放;苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ对补经-肌肉兴奋性接点电位(EJPs)的影响表现为逐渐抑制、最后阻断,其阻断时间与浓度有一定的相关性,高浓度下易在短时间内阻断,而低浓度下则需较长时间才能阻断。苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ混用的测定结果表明,苦皮藤素Ⅳ比例较高(Ⅳ:Ⅴ-3:1)的混用对EJPs的影响与单用苦皮藤素Ⅳ差不多,而苦皮藤素Ⅴ比例较高的混用(Ⅳ:Ⅴ=1:1和1:3),可使EJPs阻断时间明显延长。根据以上结果初步认为,虽然苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ单独对EJPs的阻断作用基本相似,但它们对交触谷氨酸受体通道影响存在明显差异。 3.苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ对棉铃虫幼虫离体培养神经细胞电压门控钠通道的研究结果表明,苦皮藤素Ⅳ对TTX-敏感钠通道电流的抑制明显具有浓度和时间依赖性,表现为高浓度(10-5和10-6mol/L)下,峰值电流迅速减小而被抑制,在较中间浓度(10-7mol/L)时缓慢降低,而在低浓度(10-8mol/L)下,峰值电流先增加然后再缓慢降低;此外,苦皮藤素Ⅳ对激活电压无明显影响,但使峰值电压往正电位方向移动,在高浓度移动迅速,低浓度移动缓慢。苦皮藤素V对TTX一敏感钠通道电流峰值有明显的增大作用,且也有一定的浓度依赖性:峰值时间在较高浓度处理后比处理前缩短,失活时间常数与加药前相比明显减小;对激活电压无明显影响,而峰值电压在高浓度下变化不明显,但在较低浓度下明显向正电位方向移动。 4.苦皮藤素Iv和v二者不同比例混用对棉铃虫幼虫离体培养神经细胞电压门控钠通道的影响与二者各自在混合物中所占比例有关:苦皮藤素1V比例大,表现出IV对通道的阻滞效应,钠电流被抑制:苦皮藤素V比例大,则表现出对通道的激活,钠电流增大。苦皮藤素IV和苦皮藤素V可能对钠通道存在竞争性结合,而且二者对钠电流和钠通道的作用是一种拮抗作用,而不是相加或增效作用。