梭曼為高毒性的有機(jī)磷化合物,可通過呼吸道、皮膚等被人畜吸收,它可影響興奮在突觸間的傳導(dǎo)而具有神經(jīng)毒性。突觸是大腦實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)、記憶等高級(jí)功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),為探究持續(xù)的小劑量梭曼染毒對(duì)動(dòng)物學(xué)習(xí)、記憶能力的影響,研究人員以大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象開展了系列研究。請(qǐng)回答下列問題:
(1)興奮在突觸間的傳遞依賴于神經(jīng)遞質(zhì)。乙酰膽堿是一種興奮性遞質(zhì),它與突觸后膜上的
(特異性)受體
(特異性)受體
結(jié)合,可引起突觸后膜的電位變?yōu)?外負(fù)內(nèi)正
外負(fù)內(nèi)正
。隨后乙酰膽堿可被乙酰膽堿酯酶降解失活,最終使突觸后膜的電位恢復(fù)為 靜息電位(或外正內(nèi)負(fù))
靜息電位(或外正內(nèi)負(fù))
。
(2)科研人員將健康大鼠隨機(jī)分成三組,實(shí)驗(yàn)組每天使用不同濃度的小劑量梭曼進(jìn)行染毒,與對(duì)照組置于相同環(huán)境下正常飼喂,持續(xù)14天后開展水迷宮實(shí)驗(yàn),記錄其找到逃生平臺(tái)(隱藏于水下)的時(shí)間,結(jié)果如圖。
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知 實(shí)驗(yàn)組(A組和B組)大鼠逃脫時(shí)間長于對(duì)照組(C組),且梭曼濃度越高,逃脫時(shí)間越長(A組高濃度下,從第2天起,隨訓(xùn)練天數(shù)增加,逃脫時(shí)間不縮短反而延長)
實(shí)驗(yàn)組(A組和B組)大鼠逃脫時(shí)間長于對(duì)照組(C組),且梭曼濃度越高,逃脫時(shí)間越長(A組高濃度下,從第2天起,隨訓(xùn)練天數(shù)增加,逃脫時(shí)間不縮短反而延長)
,說明持續(xù)的小劑量梭曼染毒可降低大鼠的學(xué)習(xí)、記憶能力。
(3)為進(jìn)一步研究持續(xù)的小劑量梭曼染毒的分子機(jī)制,科研人員又分別對(duì)三組大鼠大腦皮層的相關(guān)生化指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果見表。
組別 |
乙酰膽堿酯酶活性 |
乙酰膽堿受體的mRNA表達(dá)量/% |
A |
104.1 |
86 |
B |
138.5 |
89 |
C |
157.0 |
100 |
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,由于小劑量梭曼
抑制乙酰膽堿酯酶的活性
抑制乙酰膽堿酯酶的活性
導(dǎo)致乙酰膽堿在突觸間隙積累,長期過度地刺激乙酰膽堿受體,會(huì)導(dǎo)致
受體的表達(dá)量降低(下降)
受體的表達(dá)量降低(下降)
,從而干擾興奮在突觸間的傳遞,降低大鼠的學(xué)習(xí)、記憶能力。
(4)科研人員還發(fā)現(xiàn),隨染毒劑量增加和時(shí)間延長,突觸前膜釋放乙酰膽堿的量逐漸降低,原因是突觸間隙積累的乙酰膽堿
抑制了乙酰膽堿的釋放
抑制了乙酰膽堿的釋放
,這是一種
(負(fù))反饋
(負(fù))反饋
調(diào)節(jié)機(jī)制。