肌肉疲劳可能与横管中钙增加有关

经典的肌丝滑动学说认为,横管在骨骼肌兴奋-收缩偶联中的作用主要是作为肌动作电位传导至肌纤维内部的通道,并因此成为动作电位与终池释放贮存钙两过程之间的偶联场所。当终池释放钙使肌浆内游离钙浓度达到10~(-7)M以上时,引发收缩反应;而当Ca~(++)被纵管重新吸收并贮于终池中时,肌肉舒张。最近,美国费城杰佛逊医学院的Bianchi对横管的功能作了进一步的研究,发现在兴奋-收缩偶联过程中,横管并不单纯起通道的作用,它还可吸收由终池释放的Ca~(++),而这一功能又与肌肉疲劳的发生有密切关联。在本工作中Bianchi与Narayan将蛙的缝匠肌浸浴于含~(45)C的林格氏液中,并给予1赫兹脉冲刺激300次。然后移出肌肉,用含有氯化锶的无钙林格氏液洗出细胞间隙包括横管内的~(45)Ca与Ca~(++),并进行测定。结     

Ryanodine受体相关的肌肉疾病及其研究进展

Ryanodine受体(ryanodine receptor,RyR)是位于细胞内肌质网(sarcoplasmic reticulum,SR)膜上的钙释放通道,是骨骼肌和心肌细胞兴奋-收缩偶联过程中的关键蛋白。RyR结构和功能的改变,往往导致肌细胞兴奋-收缩的解偶联,从而引发一些相关的肌肉疾病。目前的研究肯定这些疾病的发病机制都与RyR密切相关,本文就此方面的最新研究进展进行综述,为预防和治疗这些疾病提供理论依据。     

心肌细胞兴奋收缩耦联的分子机制

肌细胞兴奋时,动作电位通过电压门控钙通道激活肌质网钙释放,由此引发的细胞内钙离子的瞬时升高驱动细胞收缩,这个过程叫做兴奋收缩耦联．21世纪以来,随着钙成像技术和分子细胞生物学技术的联合应用,心肌兴奋收缩耦联的分子机制逐步阐明．本文结合本实验室的相关研究,系统总结该领域的前沿进展,包括钙释放通道的分子性质、电压门控钙通道激活肌质网钙释放通道的动力学过程、生理调控以及病理变化．     

心肌细胞兴奋-收缩偶联的微观机制

心肌细胞的兴奋 收缩偶联 (ECC)本质上是胞膜上的电压门控L 型钙通道 (LCCs)和胞内ryanodine受体 (RyRs)之间通过钙诱导钙释放 (CICR)机制进行沟通进而引发肌细胞收缩的过程。最近的研究进一步揭示了微观水平上LCCs和RyRs之间的信息联系。在钙偶联位点 (couplons)上 ,LCCs因膜去极化而随机开放 ,在局部产生高强度的钙脉冲 (即钙小星 ,Ca2 sparklet) ,作用于邻近肌质网终末池上的RyRs。钙偶联位点通过由钙小星随机激活的RyRs(即钙释放通道 )以钙火花 (Ca2 spark)的形式释放钙。这些钙在全细胞水平上总和即形成钙瞬变 (Ca2 transient)。因此 ,钙小星触发钙火花就构成了ECC中的基本事件。本文重点阐述LCCs和RyRs分子间的信号转导机制 ,也即从微观水平上探讨CICR及ECC的形成机制。     

β-肾上腺素受体调控心肌细胞兴奋收缩耦联的分子过程研究

兴奋收缩耦联是肌细胞兴奋期间由动作电位触发肌质网释放钙离子,从而导致收缩的过程。心肌细胞的兴奋收缩耦联是通过“钙致钙释放（Ca^2＋-induced Ca^2＋ release）的机制完成的。兴奋期间,细胞膜电位的去极化导致电压依赖性的L．型钙通道（LCC）开放,细胞外钙离子通过LCC流入细胞,激活了肌质网膜上称为ryanodine受体（RyR）的钙释放通道,后者从肌质网钙库中释放钙离子,使细胞质游离钙浓度迅速上升。细胞质钙浓度的升高一方面启动细胞收缩,另一方面激活了肌质网钙泵和细胞膜钠钙交换,二者分别将钙离子运回肌质网或细胞外,使细胞质钙浓度很快回落,从而完成了一次“钙瞬变（Ca^2＋ transient）”。钙瞬变在每个心动周期发生一次,是直接控制细胞收缩的细胞内信号。     

心肌细胞横管-肌质网耦联与钙信号调控

心肌细胞的兴奋沿横管传入细胞深处并激活L型钙通道,进而通过钙致钙释放机制激活肌质网ryanodine受体钙释放通道,由此产生的钙火花叠加成为细胞钙瞬变,引发心肌细胞同步化收缩.β1型肾上腺素受体介导的广域cAMP信号通过磷酸化L型钙通道、ryanodine受体、肌质网受磷蛋白,分别上调钙内流、钙释放和肌质网钙泵的钙回收...     

青蛙心肌细胞膜在调节肌浆钙离子浓度中所起作用的定量考虑

在骨胳肌兴奋-收缩耦联过程中,肌浆钙离子浓度主要由肌浆网系调节。青蛙心肌细胞的肌浆网系不发达,没有横管,且细胞直径很小,因此肌浆钙离子浓度很可能由发生在肌膜上的过程调节。本文从定量角度验证这一设想的可能性。假定青蛙心肌细胞兴奋时钙离子顺浓度差从细胞外跨膜扩散入细胞使肌浆钙浓度升高,又经肌膜上类似载体作用的主动过程将钙离子排出细胞,由此计算静息蛙心肌在某一频率的重复刺激下肌浆钙离子浓度随刺激次数的变化以及对不同刺激频率当收缩张力达稳态时肌浆内钙浓度值。利用肌肉稳态收缩张力和细胞内钙离子浓度之间已知的单值关系可以看到,计算结果同实验记录的蛙心肌稳态张力与刺激频率间的“阶梯”关系符合得很好,说明青蛙心肌细胞膜在调节肌浆钙离子浓度中起决定作用这一想法从定量角度考虑也完全是可能的.     

RyR2突变致心律失常机制与转化医学

Ryanodine受体(RyR2)是位于心肌细胞肌浆网上的钙离子释放通道。作为心肌兴奋-收缩偶联的重要组成部分,RyR2功能紊乱在许多心脏疾病的发生和进展中发挥关键作用。儿茶酚胺敏感性多形性室性心动过速(CPVT)与RyR2基因突变相关。现对RyR2致CPVT的分子病理生理机制以及相应的治疗策略进行综述。这些新的治疗策略不仅适用于CPVT,也必将推动其他获得性钙调节紊乱相关性心脏病的研究。     

心肌细胞的钙致钙释放

心肌细胞兴奋－收缩偶联由胞内钙变中介和调控。去极化进进入细胞的少量钙通过钙下释放（ＣＩＣＲ）过程发肌质多（ＳＲ）释放更多的钙,使胞浆钙浓度升高,导致收缩近年来证明,ＳＲ钙放呈梯级特征,提出了局部控制模型,以解释这种现象。钙火花的发现,直观地证硒钙释放单位的存在,进一步支持了局部控制模型。此外,钙释放通道的适应现象,可能是ＣＩＣＲ这一正反馈过程的负调节机制。     

心肌中t-tubule重构与治疗新策略

心肌横管系统在兴奋收缩偶联中发挥重要作用。随着分子生物学的发展和显微镜分辨率的提高,近年来对横管又有了新的认识。本文主要综述了各类心肌相关疾病的t-tubule重构模式和治疗新策略。     

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。     

肌浆网钙漏流与心力衰竭

钙离子在心脏兴奋-收缩偶联中发挥关键作用,全细胞钙浓度升高通过激活相关信号通路参与基因表达的调控已受到广泛的关注.肌浆网是心肌细胞重要的钙库,在维持细胞内钙稳态起非常重要的作用,是心肌兴奋-收缩偶联的关键因素.舒张期心肌细胞肌浆网RyR2通道活性增强,异常开放增加或关闭不全,钙离子异常释放,引起肌浆网钙漏流.心力衰竭时肌浆网功能障碍,越来越多的研究表明,心力衰竭尤其是在终末期,肌浆网钙漏流所介导的心肌细胞局部钙信号增强,从而引起心脏发生结构、功能的重构.本文就肌浆网钙漏流的发生机制及其在心力衰竭发生发展中的作用和研究进展进行简要综述,并提出展望,以期为临床心力衰竭的预防和治疗及有效药物的开发应用提供理论依据.     

肌细胞膜系统对收缩控制研究的一些进展

肢体的活动,心脏的搏动等,都是横纹肌细胞收缩的结果,是肌细胞中直接担负收缩功能的两种蛋白——肌球蛋白和肌动蛋白相互作用的结果。不论肌细胞活动与否,这两种蛋白都存在于细胞中,却只有在肌细胞兴奋后它们才相互作用,肌细胞才收缩。兴奋引起收缩这个过程是受细胞膜系统控制的。从五十年代后期到六十年代,在这个问题方面,积累了大量资料,主要结果如下:(1)横纹肌细胞膜局部去极化,当去极化部位相当于肌细胞中横管系统在细胞膜开口的部位时,引起肌细胞收缩的阈值最低,指示细胞膜去极化信号,通过横管系统传向细胞内部;(2)横纹肌细胞受刺激后,在收缩张力可被察觉以前,细胞内钙     

用细胞化学G6P酶观察大白鼠心肌细胞的偶联结构

大白鼠心肌细胞的特殊结构——偶联是由肌浆网小管和肌膜或横管所组成。G6P酶作为肌浆网的标志酶可以显示偶联的肌浆网小管。在Z线处的偶联有多种形态:二联管、三联管、四联管等。此外,还有横管分支小管和肌浆网小管也组成偶联,平行于肌原纤维,它能连接一个肌节二侧的Z线处偶联,形成了一个立体交织的偶联网。丰富的偶联网是心脏肌肉收缩同步化的物质基础。另外,G6P酶在肌浆网上定位,表明肌浆网与糖原分解有着密切的关系。     

兴奋-收缩偶联中DHPR与RyR的相互作用

兴奋-收缩偶联（E—C coupling）依赖纽胞膜二氢吡啶受体（DHPR）／L型电压门控Ca^2＋通道和肌浆网兰诺定受体（RyR）／Ca^2＋释放通道的相互作用。在骨骼肌细胞中,DHPR与RyRl在结构上二机械偶联,不依赖细胞外Ca^2＋即可激活RyRl;在心肌细胞中,去极化激活DHPR,细胞外Ca^2＋内流,内流的Ca^2＋通过钙诱导钙释放（CICR）机制激活RyR2。最近的研究表明,DHPR与RyR之间的信号转导通常是双向的。DHPR与RyR机械和化学的双向偶联机制调节这两种Ca^2＋通道的效率、精确度和活性。     

钙调蛋白激酶Ⅱ对细胞生理功能的调节作用

钙调蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)是一种多功能蛋白激酶,作为细胞钙信号的重要响应分子广泛参与细胞生理功能调节,包括细胞形态、凋亡、迁移、兴奋-收缩偶联和骨重建等。本文在介绍CaMKⅡ分子结构及其活化机制的基础上,就其对细胞生理功能的调节作用作一综述。     

心肌细胞力能学的现代问题

心脏主要通过氧化磷酸化过程生成ATP。这一过程发生在线粒体内膜所包围的基质(matrix)内。ATP和ADP不能透过线粒体膜,生成的ATP被位于线粒体内膜的ATP-ADP易位酶,从线粒体内膜间隙转到外膜间隙,再通过磷酸肌酸途径转移到收缩系统;同时将外膜间隙的ADP转移至线粒体内膜间隙,接受高能磷酸键再合成ATP。如此往复,保障收缩系统不断得到能量供应。胞浆内高水平的肌酸和线粒体内膜间隙低水平的ADP是细胞内能量代谢过程的重要调节机制,肌酸磷酸激酶(CPK)同功酶在其中起着重要作用。肌浆网膜对于Ga~( )的摄取和释放是心肌兴奋-收缩偶联的重要调控部位。但是,除能量生成过程研究得较清楚外,涉及能量转运、贮存及利用过程的许多力能学问题尚未阐明。     

肌质网释放钙

I.序言目前完全肯定,骨骼肌的生理性收缩是由肌质网释放出来的钙离子引起的。这些钙离子如何触发收缩反应(即肌凝蛋白-肌纤蛋白相互作用)的分子机制也已经充分阐明。另一方面,对肌质网释放钙离子的机制了解很少。引起钙释放的生理刺激是表面膜去极化,表面     

Ca2+对骨骼肌钙释放通道的调节

钙释放通道（calcium release channel）又称Ryanodine受体（RyR）,是细胞内质网膜上介导细胞内钙信号转导的离子通道。RyR1在骨骼肌细胞的兴奋-收缩偶联过程中起重要作用,是肌质网快速释放Ca^2＋的通道。许多调节因素,如一些内源性蛋白（FK结合蛋白、钙调素、钙结合蛋白）和一些离子（Ca^2＋、Mg^2＋）,通过不同的作用位点与RyR1结合,调控RyR1的结构与功能。研究表明,Ca^2＋是众多调节RyR1因素中的核心成分和前提条件,其对RyR1的结构与功能有重要的调控作用。     

豚鼠肠系膜下神经节细胞电活动与结肠运动的关系

在豚鼠肠系膜下神经节(IMG)及其支配的结肠段联合标本上,对IMG细胞内电位与肠段纵肌或环肌舒缩活动进行了同步记录。实验结果表明:(1)肠段预置张力为零时,约50％IMG细胞有自发的快兴奋性突触后电位(EPSP)活动,切断结肠神经或以筒箭毒(50μmol/L)灌流IMG后消失;(2)筒箭毒或低钙高镁溶液阻断神经节传递时,环肌节律性收缩幅度增大,节律变慢,但对纵肌节律性收缩无明显影响,(3)串刺激节前神经,在IMG细胞引起一串快EPSP或动作电位并常跟随迟慢的EPSP,同时,纵肌在0.1-0.2s潜伏期后出现迅速的、时程基本与动作电位串一致的舒张波,后者在筒箭毒灌流IMG后消失,而环肌运动可见舒张、舒张波延长或收缩波增大。结果提示:IMG不仅中继经典的胆碱能传出功能,还参与以胆碱能传递为中介的肠-肠反射,该反射活动的传出效应主要在于抑制环肌收缩。