Changes in the cholesterol levels dynamically alter the microenvironment of the plasma membrane and have been shown to modify functions of ion channels. However, the cellular effect of these modifications is largely unknown. In this report, we demonstrate that cholesterol levels modulate neuronal excitability in rat hippocampal neurons. Reduction of cholesterol levels shortened the duration and increased the firing frequency and peak amplitude of action potentials, while enrichment of cholesterol reversed the effect. Furthermore, we showed that reduction of cholesterol levels increased, while enrichment of cholesterol decreased the amplitude of the delayed rectifier I(K) currents. On the other hand, reduction of cholesterol levels slowed down the inactivation of the fast transient I(A) currents, but enrichment of cholesterol had no significant effect on the I(A) currents. Besides, alteration in cholesterol levels had no significant effect on the action potential in the presence of blockers for both I(K) and I(A) currents. These observations demonstrate that cholesterol levels bi-directionally regulate the neuronal excitability mainly through modifications of the I(K) and I(A) currents, suggesting an optimum level of cholesterol for the optimum excitability of neurons. Alterations in the neuronal cholesterol levels have been associated with aging, cognitive decline, neurodegenerative diseases, etc. Therefore, our findings are important for a deeper understanding of the relationship between the cholesterol level and dysfunctions of the brain at the molecular level.

中文翻译：

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胆固醇水平对大鼠海马神经元兴奋性的影响。

胆固醇水平的变化动态地改变了质膜的微环境，并且已经显示出可以改变离子通道的功能。然而，这些修饰的细胞作用在很大程度上是未知的。在这份报告中，我们证明胆固醇水平调节大鼠海马神经元的神经元兴奋性。胆固醇水平的降低缩短了持续时间，增加了放电频率和动作电位的峰值幅度，而胆固醇的丰富化则逆转了这种作用。此外，我们表明胆固醇水平的降低增加了，而胆固醇的富集降低了延迟整流器I（K）电流的幅度。另一方面，胆固醇水平的降低减慢了快速瞬态I（A）电流的失活，但是胆固醇的富集对I（A）电流没有显着影响。此外，在存在I（K）和I（A）电流阻断剂的情况下，胆固醇水平的变化对动作电位没有明显影响。这些观察结果表明，胆固醇水平主要通过I（K）和I（A）电流的改变来双向调节神经元兴奋性，提示对于神经元的最佳兴奋性而言，胆固醇的最佳水平。神经元胆固醇水平的改变与衰老，认知能力下降，神经退行性疾病等有关。因此，我们的发现对于深入了解胆固醇水平与大脑分子功能障碍之间的关系非常重要。在存在I（K）和I（A）电流的阻滞剂的情况下，胆固醇水平的变化对动作电位没有明显影响。这些观察结果表明，胆固醇水平主要通过I（K）和I（A）电流的改变来双向调节神经元兴奋性，提示对于神经元的最佳兴奋性而言，胆固醇的最佳水平。神经元胆固醇水平的改变与衰老，认知能力下降，神经退行性疾病等有关。因此，我们的发现对于深入了解胆固醇水平与大脑分子功能障碍之间的关系非常重要。在存在I（K）和I（A）电流的阻滞剂的情况下，胆固醇水平的变化对动作电位没有明显影响。这些观察结果表明，胆固醇水平主要通过I（K）和I（A）电流的改变来双向调节神经元兴奋性，提示对于神经元的最佳兴奋性而言，胆固醇的最佳水平。神经元胆固醇水平的改变与衰老，认知能力下降，神经退行性疾病等有关。因此，我们的发现对于深入了解胆固醇水平与大脑分子功能障碍之间的关系非常重要。这些观察结果表明，胆固醇水平主要通过I（K）和I（A）电流的改变来双向调节神经元兴奋性，提示对于神经元的最佳兴奋性而言，胆固醇的最佳水平。神经元胆固醇水平的改变与衰老，认知能力下降，神经退行性疾病等有关。因此，我们的发现对于深入了解胆固醇水平与大脑分子功能障碍之间的关系非常重要。这些观察结果表明，胆固醇水平主要通过I（K）和I（A）电流的改变来双向调节神经元兴奋性，提示对于神经元的最佳兴奋性而言，胆固醇的最佳水平。神经元胆固醇水平的改变与衰老，认知能力下降，神经退行性疾病等有关。因此，我们的发现对于深入了解胆固醇水平与大脑分子功能障碍之间的关系非常重要。