心肌肌质网钙转运障碍在缺血—再灌注损伤中的意义

心肌缺血-再灌注后,细胞内钙超负荷是促使细胞发生不可逆损伤的重要原因。心肌肌质网(SR)对细胞内[Ca~(2+)]的调控起重要作用。缺血-再灌注过程中,由于细胞内酸中毒、ATP耗竭、脂质过氧化等因素,SR出现严重的功能障碍,尤其是SR的钙转运严重抑制,而钙释放却增加,其次还有SR膜的通透性改变,Ca~(2+)漏入胞质,这些对钙超负荷的发生均有重要意义。     

钙离子研究进展

一、钙离子振荡的时间空间分布通常有两个平行的系统调节着细胞内Ca~(2+)的释放。在大多数可兴奋细胞,细胞外钙由电压敏感钙通道进入细胞,使胞内游离钙[Ca~(2+)]_i有一个初期上升,后者使内质网上的ryanodine敏感钙通道开放,将Ca~(2+)释放到胞浆内。而在许多非可兴奋细胞,细胞表面受体由G蛋白介导     

在ts-RSV LA90细胞转化过程中钙流变化的研究

本文以ts-RSV LA90细胞为模型,用放射性同位素示踪技术测定了通过细胞质膜的~(45)Ca~(2+)流水平;同时用钙指示剂Indo-1 AM和光学多道分析仪测定了胞内[Ca~(2+)]_i,初步研究了Ca~(2+)流和[Ca~(2+)]_i在v-src基因引起细胞转化过程中的动态变化。结果表明LA90细胞质膜上~(45)Ca~(2+)流的改变是细胞转化过程中可以检测到的早期事件之一,转化状态(33℃)细胞的~(45)Ca~(2+)流大于正常状态(40℃)的,细胞从正常到转化(40℃→33℃)的25分钟内~(45)Ca~(2+)流就有明显增大。TMB-8可以抑制转化引起的~(45)Ca~(2+)流出的增大,小牛血清可以刺激正常状态细胞的~(45)Ca~(2+)流出增大,~(45)Ca~(2+)流出与温度有一定依赖关系;细胞转化引起的~(45)Ca~(2+)流入增大,可被异博定抑制,~(45)Ca~(2+)流入不受温度的影响。LA90细胞[Ca~(2+)]_i在转化早期有明显升高,并维持在较正常细胞高2—3倍的水平,A23187-Br可提高正常LA90细胞[Ca~(2+)]_i,[Ca~(2+)]_i不受温度的影响。从质膜上~(45)Ca~(2+)流和[Ca~(2+)]_i的增大说明转化细胞虽然对胞外Ca~(2+)浓度依赖性下降,但维持增殖及转化状态仍然需要一定的胞外Ca~(2+),并通过提高质膜Ca~(2+)流入和释放内源性Ca~(2+),使转化细胞[Ca~(2+)]_i维持在较高水平上。LA90细膜质膜上~(45)Ca~(2+)流和[Ca~(2+)]_i的增大在细胞转化中起着重大作用。     

血管紧张素Ⅱ增加新生鼠脑细胞胞浆Ca~(2+)浓度

本文应用荧光钙测定技术观察了血管紧张素Ⅱ(AⅡ)对新生Wistar鼠脑细胞胞浆Ca~(2+)浓度([Ca~(2+)]_i)的影响。结果表明:血管紧张素Ⅱ在1nmol/L—1μmol/L浓度下可诱导新生鼠脑细胞[Ca~(2+)]_i增加,具量效关系。在无外Ca~(2+)存在对,其增加幅度有所减少。上述效应可被血管紧张素Ⅱ拮抗剂Saralasin所阻断,并呈剂量依赖关系。上述结果提示,血管紧张素Ⅱ可激活血管紧张素AⅡ受体,增加脑细胞[Ca~(2+)]_i,该效应通过细胞内Ca~(2+)释放和细胞外Ca~(2+)内流两条适径实现,前者的作用是主要的。     

促甲状腺激素对甲状腺细胞胞内游离钙和钙调蛋白的影响

本文研究TSH和forskolin对原代培养的猪甲状腺细胞[Ca~(2+)]_i和钙调蛋白的影响。结果表明,TSH可引起甲状腺细胞[Ca~(2+)]_1急性升高。此反应是剂量依赖关系,而与细胞外钙的存在与否无关。其反应性在细胞单层高于细胞是液,近汇合细胞单层高于汇合细胞单层。TSH作用3天,可使甲状腺细胞的钙调蛋白含量增高,此作用与TSH对甲状腺细胞数的影响无关。Forskolin对甲状腺细胞的[Ca~(2+)]_i和钙调蛋白均无明显的影响。     

内向整流钾通道阻滞剂BaCl_2引起大鼠冠状动脉收缩的机制

为了探讨内向整流钾通道(inward rectifier K~+channels,K_(ir))阻滞剂BaCl_2引起大鼠冠状动脉(rat coronary artery,RCA)收缩的作用机制,本研究采用离体微血管环张力记录法观察BaCl_2引起的RCA收缩对细胞内Ca~(2+)([Ca~(2+)]_i)释放和细胞外Ca~(2+)([Ca~(2+)]_o)内流的依赖性,并通过抑制剂实验探讨其作用机制。结果显示,静息状态下,BaCl_2(0.1~1.0 mmol/L)浓度依赖性地收缩离体RCA,最大收缩幅度为(5.69±1.07)m N,与KCl(60 mmol/L)收缩幅度相近;BaCl_2在无钙液中所引起的收缩占其总收缩的(35.44±6.72)%,复钙进一步引起(64.56±5.94)%的收缩;钙通道阻滞剂硝苯地平(0.3μmol/L)、环氧合酶抑制剂吲哚美辛(100μmol/L)、细胞外信号调节激酶ERK1/2抑制剂PD98059(10μmol/L)和氯通道阻滞剂尼氟灭酸(100μmol/L)分别使BaCl_2引起的RCA最大收缩幅度降低(87.82±5.43)%(P0.01)、(73.23±5.47)%(P0.01)、(75.69±7.94)%(P0.01)和(83.24±7.69)%(P0.01)。上述实验结果表明,BaCl_2引起RCA收缩依赖于[Ca~(2+)]_i释放和[Ca~(2+)]_o内流,并提示该过程与增加前列腺素类物质合成、钙通道和氯通道激活及ERK1/2通路有关。     

钙通道与钙释放通道

1.Ca~(2+)的重要生理作用胞内游离钙浓度([Ca~(2+)])的变化调节着细胞的代谢、基因表达等细胞共有的活动,以及始动兴奋、收缩或出胞分泌以及激活和失活离子通道等细胞不同的反应。[Ca~(2+)]的升高主要依赖于胞外钙经质膜上的钙通道内流或/和胞内储存钙的释放。释放的内钙也是藉细胞器膜的钙释放通道进入胞浆。可见通道启闭活动的正常是维持[Ca~(2+)]正常的一个重要保证。2.离子通道及其分类离子通道是贯穿于质膜或细胞器膜的大分子蛋白质,其中央形成能通过离子的亲水性孔道(pores)。离子的跨膜转运是通过膜上通道蛋白的功能来完     

缺血后功能低下大鼠心肌钙与水含量的变化及高渗甘露醇的影响

缺血后心室功能减低(myocardial stunning)的发生机制迄今尚不明了。本实验以 Lang-cndorff 法在离体灌流的大鼠心脏,研究了全心缺血20min 及再灌注40min 后心肌 Ca~(2+)、Na~+K~+、Mg~(2+)及 H_2O 含量的变化,以及高渗甘露醇对缺血后功能低下心肌的影响。实验发现:(1)缺血/再灌注后心肌组织中 Ca~(2+),H_2O 的含量与非缺血组相比分别增加42%(P<0.01)及7.6%(P0.05)。(2)于再灌注同时给予12%高渗甘露醇可明显改善缺血后心室功能:再灌注40min 时,心率-左室压乘积恢复达缺血前的85%,而不给甘露醇仅恢复66.3%(p<0.01);高渗甘露醇同时消除了缺血后功能低下心肌中 Ca~(2+)超负荷与心肌水肿,此现象提示缺血/再灌注引起的肌膜非特异性通透性改变,很可能是钙进入细胞内的路径之一。本研究结果表明,心肌 Ca~(2+)超负荷及轻度心肌水肿参与了缺血后心室功能低下,高渗甘露醇在离体大鼠心脏可明显改善缺血后功能低下心肌的功能,此作用至少部分是由于其具有减低心肌钙与水含量的效应。     

用Fura-2测定缺氧时海马细胞内游离钙离子浓度的变化

本文用Fura-2荧光测定技术直接监测了缺氧时大鼠海马细胞内游离钙离子浓度[Ca~(2+)]_1的变化。实验发现,缺氧可使海马细胞[Ca~(2+)]_1显著增高,并且在缺氧过程中其增高呈现明显的时相性变化。在去除细胞外钙的情况下,缺氧仍能使[Ca~(2+)]_1增高,仅增高幅度有所降低;另外[Ca~(2+)]_1不再出现时相性变化特征。结果提示,胞外Ca~(2+)的内流以及内源Ca~(2+)的释放均参与了缺氧所致海马细胞[Ca~(2+)]_1的增高过程,缺氧时[Ca~(2+)]_1升高的时相性变化为胞外Ca~(2+)内流引起。     

硫化氢减少缺氧时人脐静脉内皮细胞的凋亡

目的探讨硫化氢对血管内皮细胞缺氧性损伤的保护作用及机制。方法将人脐静脉内皮细胞于2%O_2、5%CO_2、93%N_2培养箱中培养24h,复制缺氧模型。以硫氢化钠(NaHS)作为硫化氢供体,采用DCFH-DA和激光共聚焦系统检测细胞内活性氧含量;用Fura-2/AM和显微荧光成像系统检测细胞质内钙离子([Ca~(2+)]_i)浓度;使用Rh123和激光共聚焦系统检测细胞线粒体膜电位(mitochondria membrane potential,MMP);用Hoechst33342染色观察细胞核形态,计算细胞凋亡率。结果缺氧使细胞ROS含量显著升高,硫氢化钠预处理显著降低缺氧所致ROS含量的升高;缺氧使细胞[Ca~(2+)]_i显著升高,而NaHS、活性氧清除剂NAC、IP_3受体抑制剂Xesto C均抑制缺氧诱导[Ca~(2+)]_i的升高;缺氧显著降低细胞MMP,NaHS、NAC预处理缺氧细胞则抑制。MMP降低;NaHS、Xesto C预处理可显著降低缺氧所致细胞凋亡。结论硫化氢可能一方面通过减轻缺氧时ROS增多引起的线粒体膜电位下降,保护线粒体功能;另一方面抑制缺氧时ROS增多诱导的钙超载,从而减少缺氧时人脐静脉内皮细胞的凋亡。     

SOCE通路调控的钙超载与急性胰腺炎研究进展

急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)作为临床常见的急腹症,以胰蛋白酶过度激活引发的腺泡细胞及周围组织自身消化为主要特征。大量证据表明,持续钙超载导致腺泡细胞坏死及过度凋亡是AP的重要发病环节。钙库操纵的Ca~(2+)通道(store-operated calcium entry, SOCE)是引起包括胰腺腺泡细胞在内的非兴奋细胞钙超载的关键,而钙释放激活钙通道蛋白Orai作为SOCE信号通路的核心分子调节钙通道的开放状态。新近的研究证实,SOCE通路在调控胰腺腺泡细胞钙超载上发挥重要作用。该文拟对SOCE调控钙超载参与AP的研究进展做一综述。     

Con A刺激致T淋巴细胞胞浆游离Ca~(2+)浓度升高

本文分别应用荧光Ca~(2+)指示剂Quin2和Indo-1研究了Con A刺激的T淋巴细胞[Ca~(2+)]i升高过程及其发生机制.结果表明Con A与T淋巴细胞作用可导致细胞[Ca~(2+)]i的迅速升高.这种增加的胞内游离Ca~(2+)不仅来自胞外Ca~(2+)的内流,也来源于胞内钙库的释放.其中Ca~(2+)内流与T细胞钙通道的开放有关.可被钙通道抑制剂戊脉胺抑制,细胞的去极化及钾通道阻断剂四乙胺均不能阻断Ca~(2+)的内流,提示Ca~(2+)内流不是通过电位操纵的钙通道实现的,也与拥通道的开闭无关.Ca~(2+)内流可能是通过Con A受体活化的受体操纵的钙通道而实现的.     

大鼠心肌细胞核钙调素入核转运与核钙调节关系的探讨

最近发现,钙调素作为细胞内钙受体,除了调节胞浆的多种功能之外,可能还参与胞浆信号向核内快速传递。本研究观察大鼠心肌细胞核对钙调素的入核转运与钙浓度的关系,并初步探讨其调节机制。大鼠心肌细胞核采用差速离心和密度梯度离心分离提纯。用荧光分光光度计测定荧光标记钙调素向细胞核转入量发现,大鼠心肌细胞核对核外的CaM向核孔转运量具有[Ca~(2+)]浓度依赖性,随核外[Ca~(2+)]浓度的增加而增加(P<0.001),在[Ca~(2+)]浓度为10~(-3)mol/L时,ryanodine受体的拮抗剂rutheniumred和cADP ribose受体拮抗剂8-Br cADP ribose显著抑制CaM的细胞核孔转运(分别降低20％和18％,P<0.05),而IP_3受体拮抗剂heparin和Ca~(2+)-ATPase抑制剂thapsigargin抑制CaM的细胞核孔转运更显著(分别降低90％和89％,P<0.001)。上述结果表明心肌细胞核对CaM的向核转运,受核外[Ca~(2+)]和核钙摄取、释放所调节。     

缺血-再灌注过程中心肌肌浆网钙摄取和Ca~(2 )-ATPase活性的变化

本实验用离体大鼠心脏Langendorff灌流模型,观察缺血及缺血——再灌注对大鼠心肌肌浆网[SR]钙转运功能的影响。结果表明:缺血25min引起SR钙摄取初速率下降,摄取量降低;缺血40min,使其进一步加重。缺血25min后再灌注15min,SR的钙转运功能进一步降低,与缺血40min后果类似;同时SR上的Ca~(2 )-ATPase活性也显著降低。用不同pH的灌流液进行再灌注,对SR钙转运功能的障碍无显著影响。这提示:心肌缺血可引起SR的钙转运功能障碍,并随缺血时间的延长而加重;再灌注加重缺血造成的SR功能的损伤。偏酸或偏碱的K-H液再灌注均不能改善SR钙转运功能的抑制,表明pH变化不是缺血-再灌注时引起SR功能障碍的重要因素。     

钙离子,钙拮抗剂与缺血性心律失常

心肌缺血造成细胞膜系统对Ca~(2 )转运失常,导致细胞浆游离Ca~(2 )浓度提高,通过对细胞膜多种离子通道的调制作用,Ca~(2 )与缺血心肌多种病理性电活动有关,这可能是缺血性心律失常的机制之一;而钙拮抗剂通过抑制电压依赖性钙通道,减轻钙超载,从而对抗Ca~(2 )中介的缺血性心律失常。     

心脏钙矛盾现象的研究

钙矛盾现象的形态学变化特点是细胞在闺盘处分离,细胞内肌节聚集为单一收缩带;心肌代谢的改变以高能磷酸键迅速减少、离子平衡失调为主。产生的机制是细胞膜钠泵、钙泵功能减弱,造成细胞排钙能力下降,细胞内 Na~+浓度升高,使恢复正常钙灌注时 Na~—Ca~(2+)迅速交换,造成 Ca~(2+)大量内流而导致一系列心肌细胞损伤。     

Na^＋—K^＋—ATP酶抑制与心肌缺血后再灌注性损伤

在离体大鼠心脏灌流模型上,观察细胞内高钠对心肌缺血后再灌注性损伤的影响。在低灌流过程中,给予Na~ -K~ -ATP酶抑制剂哇巴因造成细胞内高Na~ ,可加重缺血后再灌注心脏的血液动力学障碍;增加心肌组织丙二醛含量及冠脉流出液中乳酸脱氢酶的活性;降低线粒体及胞浆液中谷胱甘肽过氧化物酶活力;并使心肌组织中Ca~(2 )超负荷及K~ 丢失严重。因此,细胞内高Na~ 可能是心肌缺血后再灌注损伤的基础。     

强声暴露对巴马小型猪海马细胞内Ca~(2+)变化及其信号通道的影响

声音对神经系统有重要影响,本研究旨在探讨噪音或高强度声音刺激对神经系统的影响及其机制。将听力正常的巴马小型猪随机分为正常对照组与强声暴露组。强声暴露组的巴马小型猪暴露于中低频强声(900 Hz-142 dB SPL)环境中15min,暴露结束后即刻分离出海马组织。用Fluo-4探针观察海马组织细胞内Ca~(2+)浓度([Ca~(2+)]_i)的变化,用real-time PCR和Western blot分别检测Ca~(2+)受体、L-型Ca~(2+)通道α2/δ1亚基、PKC和PI3K的mRNA和蛋白表达,用DAPI染色法观察细胞核形态变化。结果显示,相对对照组,强声暴露组小型猪海马组织细胞[Ca~(2+)]_i明显增加,L-型Ca~(2+)通道α2/δ1亚基、PKC和PI3K mRNA表达上调,Ca~(2+)受体和PKC蛋白表达显著上调。此外,强声暴露引起海马组织细胞核出现肿胀变形等损伤样改变。以上结果提示,强声暴露可以通过激活海马组织PKC信号通路,引起[Ca~(2+)]_i上调,最终导致海马组织内细胞的损伤。本研究结果不仅揭示了强声引起神经损伤的可能机制,同时为防护强声对神经系统造成的损伤提供了新的思路。     

MCU及MICU1在心血管疾病中的研究进展

钙离子(Ca~(2+))进入线粒体基质对细胞凋亡途径、生理功能以及胞浆内Ca~(2+)信号的调控起重要作用。在心肌细胞损伤中,线粒体Ca~(2+)转运是参与能量代谢、钙超载以及氧化磷酸化的关键环节。而线粒体钙单向转运体(mitochondrial calcium uniporter,MCU)和调节蛋白如线粒体钙摄取蛋白1(mitochondrial calcium uptake 1,MICU1),作为调控线粒体Ca~(2+)摄取的重要组成部分与心血管疾病密切相关。文章归纳总结了MCU及MICU1的结构和特点,并简要介绍了其在心血管疾病中的作用。     

钙对盐胁迫下冰叶日中花不同器官离子含量和根部K~+、Na~+吸收的影响

以冰叶日中花(Mesembryanthemum crystallinum L.)实生苗为材料,经NaCl、NaCl+ CaCl_2、NaCl+LaCl_3处理后,利用电感耦合等离子发射光谱仪检测叶、茎、根中Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量,计算K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+比值,利用非损伤微测技术测定根尖Na~+流和K~+流,研究盐胁迫下钙在维持离子平衡中的作用。结果显示,NaCl处理后,冰叶日中花各器官中Na~+含量增加,K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量降低,离子比值降低;CaCl_2处理降低了Na~+含量,提高了K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量,离子比值升高,而LaCl_3处理后的结果相反。经NaCl处理24 h后,冰叶日中花根尖Na~+和K~+明显外流,加入CaCl_2后,Na~+外流速度显著增加,K~+外流速度受到抑制,而加入LaCl_3后则降低了Na~+的外流速度,促进了K~+的外流。研究结果表明冰叶日中花受到盐胁迫后,钙参与了促进根部Na~+外排、抑制K~+外流的过程,进而保持各器官中较低的Na~+含量,表明钙在维持和调控离子平衡中起到重要作用。