胰岛β细胞是胰岛中最主要的细胞,约占胰岛细胞总数的70％以上,其主要生理功能是分泌胰岛素.生理情况下,血糖升高,可使β细胞膜去极化,膜上钙通道开放,钙离子内流,细胞内游离钙浓度升高,最终导致胰岛素分泌;因此胰岛β细胞游离钙水平是调控细胞刺激—分泌耦联过程的关键环节.胰岛素是体内使血糖降低的重要激素,胰岛素分泌功能异常或缺失,是导致糖尿病形成的主要因素之一.因此研究β细胞内游离钙的调控机制,对于更好的理解胰岛素分泌过程有着非常重要的生理意义和临床意义.深入了解胰岛β细胞钙离子缓冲力,探讨其对β细胞游离钙的调控及对胰岛素分泌的影响,是该研究的主要目的.第一部分大鼠胰岛β细胞钙离子缓冲力测定钙离子缓冲系统(calcium buffers)在这里是特指能与胞内钙离子快速结合的一类物质,不包括钙库回收和钙泵外排等转运机制.钙离子缓冲力(简称钙缓冲力)是指钙缓冲系统与钙离子的结合能力.细胞内源性钙缓冲力可以被量化为钙结合比值(к<,s>),即胞内钙缓冲系统结合的钙离子数目与呈游离状态钙离子数目之比.应用全细胞膜片钳记录方法,将钙敏感的荧光染料(外源性钙缓冲物质)通过电极导入细胞,如果该染料与钙离子的结合特性已知,当一定数量的钙离子进入细胞后,外源性和内源性钙缓冲物质将会与进入细胞的钙离子竞争结合,此时通过计算就可以得出生理情况下细胞内源性钙缓冲力(к<,s>)的大小.第二部分大鼠胰岛β细胞钙缓冲力对胰岛素分泌的影响钙缓冲系统可以影响细胞内钙浓度及钙离子扩散的动力学过程,从而影响细胞生理功能的发挥.不同细胞钙缓冲力不同,甚至不同发育阶段的细胞,钙缓冲力也不一致.β细胞分泌胰岛素是一个依赖于钙离子的刺激-分泌耦联过程,钙缓冲系统在这一过程中有何作用?已知细胞分泌时分泌囊泡与细胞质膜融合过程中质膜表面积会增加,因膜表面积与膜电容成正比,故膜电容的变化可间接反映出分泌量的大小.由膜片钳技术发展而来的膜电容(Cm)检测技术使我们可以对单个β细胞分泌过程进行实时观察,从而为这一问题的解决提供了可能.观察钙缓冲力对细胞分泌功能的影响,还可以推断钙通道与分泌囊泡之间的空间关系,有利于更深入的理解胰岛素的分泌机制.