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黑龙江学者合理阐释动作电位发生全过程

2019-11-14 10:06:43 点击:4588

近日,黑龙江省亚欧脑研究所研究员孙左东在美国《美中医学杂志》(UCMS)上发表了三篇同期论文——钾离子通道的“折纸风车”模型、解释细胞动作电位产生机制的钾离子通道的“折纸风车”模型,以及鸠山理论的修正和补充。首次质疑细胞动作电位和静息电位产生机理以及钠钾泵作用的基本理论。同时,运用钾离子通道“折纸风车”模型的原理,合理解释了动作电位产生的全过程。该研究还表明,aβ假说可被视为人们对阿尔茨海默病理解的误解之一,需要从战略和学术角度加以澄清和认识。上述观点和结论仍然是第一份国际报告。

在钾离子通道的“折叠纸风车模型”一文中,孙左东合理地解释了动作电位产生的全过程:动作电位-去极化过程的上升阶段,相当于细胞的“放电”,主要由拧入特殊离子通道的钠离子所主导,即拧入的钠离子、溢出的钾离子和过量的正电荷之比为3∶2∶1;动作电位-复极过程的下降阶段相当于细胞的“充电”,主要由特殊离子通道旋入的钾离子决定,即旋入的钾离子、挤出的钠离子和过量的负电荷之比为2∶3∶1。

这种解释“违背”了膜理论和离子理论的核心观点,也违背了国际学者对动作电位和静息电位机制的理解。它否定了选择性过滤原子模型和桨叶模型。它关系到从源头上回答人类健康和疾病的基本生物学问题是否有帮助。它还涉及世界医学问题如阿尔茨海默病、帕金森病和癌症的研究方向和治疗方法。在此基础上,孙左东质疑美国生物教科书,认为美国将这些有争议的理论作为“公认的理论”传递给大学生和中学生,这可能构成误解,阻碍公众的科学认知。

孙左东说,前一种观点认为静息细胞膜的“内外负”形成是由“与钾离子外流相对应的负电荷仍然留在细胞中”所引起的,这种观点已被世界各国作为公认的基础理论写入高等和中等教育的生物学教科书。例如,美国贝尔等人编辑的《神经科学:探索大脑》和美国奥尔顿·比格斯(alton Biggs)等人编辑的《生物学:生命的力量》都涉及动作电位、静息电位产生的机制和钠钾泵的功能。神经科学:探索大脑(Exploring the Brain)在美国和世界各地被用作生命科学的优秀高级教材,而生物学:生命的力量(Biology: Power of Life)是美国高中的主流科学生物学教材。仍然有异议的“生物学基础知识”对大学生和高中生有着深远的影响。这种认知可能会使全球生命科学界“星际迷航”。

基于前两篇论文中发现的问题,孙左东对他发表的鸠山由纪夫理论进行了修订和补充。他说,“aβ假说导致大脑科学家偏离了攻克阿尔茨海默病的研究方向,涉及范式转换,应该从战略和学术层面加以澄清和修正。”

目前,孙左东脑细胞活化理论、鸠山理论等相关论文的中文版已在中国科技论文在线、中国科学院科技论文预发布平台、中国脑科学网等平台上公开发布。

(光明日报全媒体记者张世英记者王爱丽)

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