纳米摩尔级的镉通过一种依赖活性氧（ROS）的机制干扰小鼠神经肌肉接头处的神经递质释放时机；纳米摩尔级的锌离子（Zn2+）可对此过程进行调节

镉离子（Cd²⁺）纳米浓度通过增强线粒体ROS破坏突触释放同步性，锌离子（Zn²⁺）有效抑制该毒性。采用微电极记录和荧光技术，20nM Cd²⁺选择性打乱神经递质释放时序，此效应被通用抗氧化剂（NAC）和线粒体特异性抗氧化剂（mitoTEMPO）阻断，但TRPV1拮抗剂无效。Cd²⁺诱导ROS升高伴随脂质过氧化，而NADPH氧化酶抑制剂无效。Zn²⁺纳米浓度可完全拮抗Cd²⁺的突触毒性和氧化应激。

摘要

在重金属中，镉（Cd²⁺）是最普遍的污染物，具有显著的神经毒性，并会加剧神经退行性疾病。即使在血浆中以纳摩尔浓度存在，Cd²⁺也会增加多种疾病的风险。纳米摩尔浓度下的镉对神经系统有害影响的机制尚未完全明了。我们利用微电极记录和荧光技术研究了低浓度镉（Cd²⁺对小鼠神经肌肉接头处乙酰胆碱释放和氧化还原平衡的影响。与电压门控钙离子（Ca²⁺）通道阻滞剂类似，浓度≥100 nM的镉会抑制神经递质的释放；而20 nM的镉则选择性地破坏了胞吐事件的同步性。这种效应可以通过通用抗氧化剂（N-乙酰-L-半胱氨酸）和线粒体抗氧化剂（mitoTEMPO）完全消除，但TRPV1拮抗剂无法起到这种作用。20 nM的镉显著增加了活性氧（ROS）的生成，同时伴随着脂质过氧化，这一过程可被mitoTEMPO阻断。NADPH氧化酶抑制剂VAS 2870对镉诱导的ROS水平升高没有影响。纳摩尔浓度的锌（Zn²⁺则完全防止了镉引起的神经递质释放同步性紊乱以及随之而来的ROS生成增加。与此同时，纳摩尔浓度的锌本身既不影响乙酰胆碱的释放时机，也不改变氧化还原状态。因此，纳摩尔浓度的镉通过增强线粒体ROS的生成，扰乱了小鼠神经肌肉突触处胞吐事件的同步性。锌可能被视为低浓度镉暴露引起的突触毒性的有效调节因子。

图形摘要

在重金属中，镉（Cd²⁺是最普遍的污染物，具有显著的神经毒性，并会加剧神经退行性疾病。即使在血浆中以纳摩尔浓度存在，Cd²⁺也会增加多种疾病的风险。纳米摩尔浓度下的镉对神经系统有害影响的机制尚未完全明了。我们利用微电极记录和荧光技术研究了低浓度镉（Cd²⁺对小鼠神经肌肉接头处乙酰胆碱释放和氧化还原平衡的影响。与电压门控钙离子（Ca²⁺）通道阻滞剂类似，浓度≥100 nM的镉会抑制神经递质的释放；而20 nM的镉则选择性地破坏了胞吐事件的同步性。这种效应可以通过通用抗氧化剂（N-乙酰-L-半胱氨酸）和线粒体抗氧化剂（mitoTEMPO）完全消除，但TRPV1拮抗剂无法起到这种作用。20 nM的镉显著增加了活性氧（ROS）的生成，同时伴随着脂质过氧化，这一过程可被mitoTEMPO阻断。NADPH氧化酶抑制剂VAS 2870对镉诱导的ROS水平升高没有影响。纳摩尔浓度的锌（Zn²⁺则完全防止了镉引起的神经递质释放同步性紊乱以及随之而来的ROS生成增加。与此同时，纳摩尔浓度的锌本身既不影响乙酰胆碱的释放时机，也不改变氧化还原状态。因此，纳摩尔浓度的镉通过增强线粒体ROS的生成，扰乱了小鼠神经肌肉突触处胞吐事件的同步性。锌可能被视为低浓度镉暴露引起的突触毒性的有效调节因子。

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