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。     

L型Ca2+通道自发激活对静息心肌细胞钙火花的影响

钙火花是心肌细胞肌浆网Ca²⁺释放的基本单位. 为了研究L型Ca²⁺通道自发开放对心肌细胞钙火花的影响, 实验使用激光共聚焦扫描显微镜和Ca²⁺荧光探针Fluo-4, 在大鼠心肌细胞上观察局部钙火花的发放. 结果表明, 0.2 mmol/L CdCl₂通过阻断L型Ca²⁺通道, 使自发性钙火花的发放频率从给药前的4.20下降到给药后的2.04个/(100 μm∙s), 但不影响火花的时空特性. 对Cd²⁺敏感的钙火花进行分析, 推测在静息膜电位下(−80 mV), L型Ca²⁺通道的开放概率约为10^−5. 因此, 在静息心肌细胞中, L型Ca²⁺通道低频随机开放对自发性钙火花的产生及细胞钙稳态调节有重要影响.