U50,488H对缺血期间心肌电耦联的影响及其机制研究

目的:研究κ-阿片受体特异性激动剂U50,488H对心肌缺血后电耦联特性的影响,并探讨其作用的可能机制。方法:采用雄性SD大鼠心脏Langendorff离体灌流模型和四电极法,观察U50,488H对全心停灌缺血期间心肌整体阻抗和电脱耦联参数(电脱耦联时间、平台时间、电脱耦联最大速率和阻抗倍数)的影响。采用免疫组化染色法检测U50,488H对左心室心肌细胞缝隙连接结构蛋白Cx43的影响,并同时观察U50,488H特异阻断剂nor-BNI(5×10-6mol/L)和PKC抑制剂chelerythrine(3×10-6mol/L)预处理对U50,488H作用的影响。结果:U50,488H可浓度依赖地延迟电脱耦联时间和平台时间,降低电脱耦联最大速率;nor-BNI或chelerythrine预处理均可明显减弱U50,488H对心肌缺血后电耦联特性的作用;与空白对照组比较,单纯缺血组心肌闰盘处Cx43蛋白显著减少,U50,488H处理可明显增加缺血心肌闰盘处Cx43蛋白含量;nor-BNI和chelerythrine预处理均可明显减弱U50,488H对心肌Cx43蛋白表达的作用。结论:κ-阿片受体激动剂U50,488H明显延迟缺血诱导的心肌电脱耦联,其作用涉及κ-阿片受体-PKC途径,其作用靶点可能为心肌细胞缝隙连接蛋白Cx43。     

mitoKATP通道参与心肌缺血预处理保护作用的机制

目的：探讨血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）和阈下缺血预处理联合预处理诱导的心肌保护作用中mi-toKatp通道激动后的作用机制：方法：采用离体大鼠心脏Langendorff灌流模型,观察心脏电脱耦联发生时间、细胞膜Na^＋／K^＋-ATPase和Ca^2＋/Mg^2＋-ATPase活性的改变：结果：单独使用卡托普利、或给予大鼠心脏2min缺血／10min复灌作为阈下缺血预处理,均不能改善长时间缺血／复灌引起的心脏收缩功能下降？而卡托普利和阂下缺血预处理联合使用可增高心脏收缩功能。mitoKatp通道特异性阻断剂5-HD可取消这一联合预处理的作用一联合预处理可引起缺血后电脱耦联发生时间延长,缺血心肌细胞膜Na^＋／K^＋-ATPase和Ca^2＋/Mg^2＋-ATPase活性增高;5-HD可取消此作用结论：mitoKatp通道参与了联合预处理延迟缺血引起的细胞间脱耦联和促进细胞膜离子通道稳定性维持的作用。     

心肌细胞膜与肌质网膜的结构功能耦联及其病理重塑机制

心脏的收缩功能依赖心肌细胞膜（包括横管）与肌质网的结构耦联以及其中L型钙通道与肌质网钙释放通道之间的钙致钙释放过程。在一些病理条件下,细胞膜与肌质网的耦联结构发生重塑,钙致钙释放机制受损,心肌细胞收缩力下降。其中,junctophilin-2等蛋白分子表达量减少是心力衰竭疾病中心肌细胞收缩能力下降的关键因素。     

心肌电兴奋传导速度对心律失常影响的仿真研究

心电场是由心肌的电活动产生的。心肌细胞的电特性及心肌细胞间的传导关系决定了体表电位的分布及心电图的变化。心肌电兴奋传导速度则是影响心肌间兴奋传导关系的重要参数之一。由于很难通过实验方法来人为改变电兴奋传导速度,因而临床上有关该参数对心律影响的定量知识相当缺乏。本文采用真实三雏躯干模型及心脏模型,对心肌电兴奋传导速度与心律变化的关系进行定量仿真研究。结果表明,兴奋传导速度决定了整个心电图的变化,而局部普通心肌的传导速度在相当范围内变化似乎对心电图影响不明显,但传导速度超过一定范围后可能产生突变。     

心肌细胞自发性搏动节律的分岔和混沌现象

心脏的节律是复杂的、非线性的;其节律复杂性的起源是多层次的。实验观察了心肌细胞自发性搏动节律的模式,以及改变细胞间耦合强度时节律的转化规律。表明在以正常灌流液灌流状态下,心肌细胞表现为多种不同的节律模式,可以是周期的,也可以是非周期的。当细胞间耦合强度下降时,心肌细胞节律发生转化,并经倍周期分岔进入混沌节律。实验结果有助于更好地理解心脏节律复杂性的起源。     

电脱耦联延迟参与κ-阿片受体兴奋引起的心肌保护作用

目的:研究κ-阿片受体兴奋诱导的心肌保护作用是否与其对心肌缺血期间电耦联的影响有关,并探讨这种作用的可能机理。方法:采用雄性SD大鼠心脏Langendorff离体灌流模型。①全心停灌30min,复灌2h,观察不同浓度κ-阿片受体特异激动剂U50,488H(10-7、10-6、3×10-6、和10-5mol/L)及其特异阻断剂nor-BNI(5×10-6mol/L)和线粒体ATP敏感性钾离子通道特异阻断剂5-HD(10-4mol/L)对缺血/复灌心肌的作用。测量指标:以分光光度计在490nm波长下测定氯化三苯基四氯唑(TTC)与活细胞反应的产物formazan含量的方法测定心肌细胞活性、测定冠脉流出液中乳酸脱氢酶(LDH)的含量以及心室内压;②全心停灌70min,应用四电极法观察不同浓度U50,488H、nor-BNI和5-HD对缺血期间心肌整体阻抗和电脱耦联参数(电脱耦联时间、平台时间、电脱耦联最大速率和阻抗倍数)的影响。结果:①U50,488H可诱导心肌保护作用,并呈浓度依从性,与对照组比较,表现为for-mazan含量增加,LDH释放减少,心室功能恢复增强;②经较高浓度U50,488H(10-6、3×10-6、和10-5mol/L)预处理后,电脱耦联时间和平台时间均延迟,电脱耦联最大速率降低;③U50,488H在10-7-10-5mol/L范围内对电脱耦联时间的延迟与其对formazan含量增加和LDH释放减少的作用呈线形相关;④U50,488H对formazan含量增加、LDH释放减少和电脱耦联时间和平台时间延迟的作用均可被nor-BNI或5-HD所阻断。结论:κ-阿片受体兴奋对电脱耦联的延迟作用与其诱导的心肌保护作用有关,这种作用受到线粒体ATP敏感性钾离子通道的调节。     

CaMKII在细胞钙稳态维持及心肌保护中作用的研究进展

钙/钙调素依赖性蛋白激酶II(CaMKII)是主要表达于心脏的一种多功能苏氨酸/丝氨酸蛋白激酶,通过磷酸化与Ca2+调节相关的蛋白影响心肌的兴奋收缩耦联及细胞钙稳态.在心肌缺血缺氧等病理条件下,心肌细胞钙离子循环出现异常,CaMKII通过代偿性活性改变起到维持Ca2+稳态及心肌保护效应.深入了解CaMKII对钙循环的调节、在间歇性高海拔缺氧介导的心脏保护及心肌细胞内酸中毒后心肌收缩力恢复过程中的作用机制,具有重要的基础研究及临床应用前景.     

心肌肥厚中L-型钙通道与ryanodine受体分子间信号耦联的衰退

心脏压力负荷导致心肌肥厚的过程是心衰发生的关键环节。已有研究表明,控制心脏收缩的细胞钙致钙释放过程在心肌肥厚及心衰状态下发生缺损,但分子机制尚未阐明。我们以主动脉结扎手术建立压力负荷的大鼠心肌肥厚模型：实验组分为假手术组、代偿性肥厚组（CHT）和失代偿性肥厚组（DHT）,以松钳一共聚焦成像技术研究单个L-型钙通道（LCC）与ryanodine受体（RyR）间的钙信号耦联。我们发现DHT中LCC—RyR分子耦联潜伏期延长49％,耦联成功率降低47％,失败概率提高72％,证明DHT进入了一种“分子间衰退”状态。出人意料的是,心功能正常的CHT也发生分子间衰退,并与锚定肌质网与细胞膜的junctophilin蛋白表达下降有关,表明分子间耦联衰退在细胞功能变化显现之前已经潜性地发生。与此一致,细胞兴奋期钙释放同步性降低,但钙释放总量和细胞钙瞬变在CHT并无变化。这些结果提示,在一个我们称为“稳定余量”（stability margin）的范围内,分子间耦联衰退不会影响细胞兴奋收缩耦联能力,只有分子间耦联衰退超出稳定余量,心衰才会发生。潜性的分子间耦联衰退的发现对早期防治心衰有重要意义。     

电刺激提高分化心肌细胞成熟度并改善心肌梗死大鼠心脏功能

该研究探讨了电刺激对诱导多能干细胞的心脏分化影响,并评估了分化心肌细胞对心肌梗死的治疗效果。电刺激和非电刺激促进诱导多能干细胞分化出功能性心肌细胞;qRT-PCR和细胞免疫荧光检测分化心肌细胞中心源性基因和功能成熟基因表达情况;建立心肌梗死模型SD大鼠并将其随机分为心肌梗死组、电刺激组和对照组,每组10只。心肌梗死组只结扎冠状动脉,电刺激组和对照组分别在心肌梗死边界注射电刺激和无电刺激预处理的分化心肌细胞。超声心动图和有创血流动力学检测心功能;Masson染色评估梗死面积,免疫组化检测梗死边缘区毛细血管密度。结果表明,电刺激可提高分化心肌细胞的自发搏动,并上调分化心肌细胞中心源性基因(Nkx2-5、GATA4、α-MHC和CX-43)和功能成熟基因(α-actinin和RYR2)的表达(P0.05)。电刺激明显改善心肌梗死大鼠心功能,减小梗死面积和增加梗死边缘区毛细血管密度(P0.05)。以上结果表明,电刺激可提高诱导多能干细胞的心脏分化效率并促进分化心肌细胞的成熟;经电刺激预处理的分化心肌细胞可明显改善心肌梗死大鼠心功能。     

心肌细胞电生理建模进展

心脏兴奋收缩的微观基础是心肌细胞的电生理活动,心肌细胞的电生理模型在解剖实验基础上提供了更为全面有力的数据.是研究心肌细胞最有效的方法之一.近年来单细胞意义上的电生理模型越来越精细,使得心肌细胞的工作原理以不同角度在微观领域得以进一步阐述.本文就不同时期有代表性的模型进行了研究和比较,总结了这一领域的发展,并对发展趋势作了进一步的展望.