甲状腺素心肌病大鼠血流动力学和心肌钠、钙电流的变化

本文旨在研究L-甲状腺素(L-thyroxine,L-thy)所致的大鼠心肌病模型上血流动力学及心室肌细胞钠电流(INa)、L-钙通道电流(ICa-L)的变化。实验大鼠随机分成两组:心肌病组和对照组。心肌病组以0.5mg/kg腹腔注射L-thy,连续注射10d,建模成功后测定血流动力学变化,然后急性酶解法分离心肌细胞,应用全细胞膜片钳技术记录心肌细胞INa和ICa-L。结果显示:(1)与对照组相比,心肌病组大鼠左心室收缩压(leftventricular systolic pressure,LVSP)、左心室发展压(left ventricular developed pressure,LVDP)和左心室舒张期室内压最大下降速率(-dp/dtmax)均显著降低(P0.01),左心室收缩期室内压最大上升速率(+dp/dtmax)也表现为降低(P0.05),左心室舒张末期压(left ventricular end-diastolic pressure,LVEDP)显著升高(P0.01);(2)与对照组相比,在去极化电位为-30mV时,心肌病组大鼠心肌细胞INa电流密度由(-21.1±6.3)pA/pF增大至(-26.2±3.2)pA/pF(n=12,P0.01),INa的激活曲线左移,失活曲线左移,去失活曲线右移;(3)与对照组相比,在去极化电位为-10mV时,心肌病组大鼠心肌细胞ICa-L电流密度由(-5.4±0.6)pA/pF增至(-7.9±0.8)pA/pF(n=12,P0.01),ICa-L的激活曲线左移,失活曲线左移,去失活曲线左移。以上结果表明,甲状腺素心肌病模型心功能与心力衰竭相似,其INa和ICa-L功能明显增强,尤其是ICa-L,提示在INa和ICa-L功能异常增强的心肌病治疗中若使用的钙通道拮抗剂带有降低心肌对Na+通透性的药物效果应更佳。     

木黄酮对小鼠胰岛β细胞电压依赖性钙通道表达和电流的影响

目的:研究长期抑制酪氨酸激酶活性对胰岛β细胞中电压依赖性钙通道的影响,探讨酪氨酸激酶在胰岛β细胞中的作用.方法:原代培养小鼠胰岛和胰岛β细胞,经0.1 mmol/L酪氨酸激酶抑制剂木黄酮处理12 h后,运用全细胞电流记录的方法观察电压依赖性钙电流以及动作电位的改变,RT-PCR方法观察电压依赖性钙通道α1亚单位的表达改变.结果:木黄酮处理12 h后,小鼠胰岛β细胞的电压依赖性钙电流明显减小(13.83±1.515pA/pFvs 7.012±1.502 pA/pF,P＜0.01,n=6),动作电位幅度明显减弱(38.50±7.46 mV vs 15.95±4.39 mV,P＜0.01,n=6).木黄酮处理12 h后,小鼠胰岛中电压依赖性钙通道的α1亚单位的表达明显减少,降低为对照组的0.792±0.078(P＜0.01,n=5).结论:木黄酮处理可以抑制小鼠胰岛β细胞中电压依赖性钙通道的表达和电流,提示长期抑制酪氨酸激酶活性在胰岛β细胞功能损害中具有重要作用.     

压力负荷性心衰小鼠左心室跨壁L-型钙电流的变化

为了观察正常和心衰时心内膜下和心外膜下心肌细胞L-型钙电流(ICa-L)的差别,我们采用主动脉弓狭窄的方法建立小鼠压力超负荷性心衰模型,采用全细胞膜片钳技术记录了正常、主动脉狭窄(band)及假手术对照(sham)组动物左心室游离壁内、外膜下心肌细胞的动作电位时程(action potential duration,APD)和ICa-L。结果显示:(1)与sham组同龄的正常小鼠左心室心内膜下细胞动作电位复极达90％的时程(APD90)为(38．2±6．44)ms,较心外膜下细胞的APD90(15.67±5.31)ms明显延长,二者的比值约为2．5:1;内膜下细胞和外膜下细胞ICa-L密度没有差异,峰电流密度分别为(-2.7±0.49)pA/pF和(-2.54±0．53)pA/pF;(2)Band组内、外膜下细胞的动作电位复极达50％的时程(APD50)、APD90均较sham组显著延长,尤以内膜下细胞延长突出,分别较sham组延长了400％和360％,内、外膜下细胞APD90的比值约为4.2:1;(3)与sham组相比, band组内膜下细胞ICa-L密度显著减小,在+10 mV～+40 mV的4个电压下分别降低了20．2％、21．4％、21.6％和25.7％(P< 0．01),但其激活电位、峰电位和翻转电位没有改变;band组外膜下细胞的ICa-L密度与同期sham组相比无明显变化;band组钙通道激活、失活及复活的动力学特征与sham组相比没有改变。以上结果提示,生理状态下小鼠左心室内、外膜下细胞ICa-L密度不存在明显差别,提示ICa-L与APD跨壁异质性的产生无关;心衰时左心室内、外膜下细胞APD明显延长,以内膜下细胞延长尤为突出,内膜下细胞ICa-L密度明显减少,而外膜下细胞ICa-L密度无明显改变,这种ICa-L的非同步变化在心衰时可能起到对抗APD延长、减少复极离散度的有益作用。     

三羟异黄酮对豚鼠心室肌细胞L-型钙通道电流的影响

本实验用全细胞膜片钳技术观察三羟异黄酮(genistein,GST)对豚鼠心室肌细胞L-钙通道电流(ICa、L)的影响。结果如下:(1)GST(10、50、100 μmol/L)可浓度依赖性地降低ICa,L(n=6,P<0.01)。GST的非活性结构类似物daidzein(100μmol/L),在同一浓度范围对ICa,L没有影响(n=5,P>0.05)。(2)GST使I-V曲线上移,但对ICa,L的电压依赖特征和最大激活电压无明显影响。(3)GST对ICa,L的激活动力学特性也无影响,但可使钙电流稳态失活曲线左移。V0.5从对照的-28.6±0.6 mV变为-32.8±1.1mV,κ值从对照的5.8±0.5 mV升至6.5±0.9 mV(n=6,P<0.05)。(4)GST明显使复活曲线右移,从而使ICa,L从失活状态下恢复明显减慢(n=7,P<0.01)。(5)酪氨酸磷酸酶抑制剂正钒酸钠(1 mmol/L)显著对抗GST引起的ICa,L抑制效应(n=6,P<0.01)。根据以上结果得出的结论是:GST抑制ICa,L加速钙通道失活和钙通道在失活状态下恢复减慢;GST对ICa,L的这种抑制作用与蛋白酪氨酸激酶(PTK)抑制有关。     

腺苷抗豚鼠室性心律失常的电生理研究

实验用全细胞膜片钳技术在单个豚鼠心室肌细胞上研究了腺苷 (Ado)对正常及异丙肾上腺素 (Iso)致豚鼠心室肌细胞动作电位、迟后除极 (DAD)、L 型钙电流 (ICa.L)和短暂内向电流 (Iti)的作用。结果表明 :(1)Ado在2 0～ 10 0 μmol/L时对豚鼠心室肌细胞动作电位和ICa .L无明显直接作用 ,但却可明显降低Iso所致的动作电位时程(APD)延长和ICa .L峰值增大 ,Iso (10nmol/L)使细胞APD50 从 3 40± 2 1ms延长到 486± 2 8ms (P <0 0 1) ,APD90从 3 61± 17ms延长至 5 0 1± 2 9ms (P <0 0 1) ;ICa .L峰值从 - 6 5 3± 1 4pA/pF增大到 - 18 2 8± 2 4pA/pF (P <0 0 1) ,电流电压曲线明显左移和下移 ;Ado (5 0 μmol/L)使APD50 和APD90 降至 40 3± 19ms和 419± 2 6ms ,但并不影响动作电位其它参数 ,使ICa.L峰值降低至 - 10 2± 1 5pA/pF (P <0 0 1)。 (2 )Iso (3 0nmol/L)可诱发心室肌细胞产生DADs,其发生率为 10 0 % ;Ado (5 0 μmol/L)可完全抑制Iso引发DADs;细胞经 - 40～ +2 0mV、时程 2s的除极电压 ,Iso (3 0nmol/L)诱导出Iti,其发生率为 10 0 % ;Ado (5 0 μmol/L)可明显抑制Iso致Iti的发生 ,其发生率降为 14 3 %。研究结果提示 ,Ado对豚鼠心室肌细胞动作电位和ICa.L无明显直接作用 ,但却可显著降低Is     

神经肽Y对心室肌细胞离子通道的影响

采用全细胞膜片钳技术观察神经肽Y(neuropeptide Y,NPY)对心室肌细胞离子通道的影响。结果如下：(1)NPY浓度在1．0～100nmol/L范围内剂量依赖性抑制大鼠心室肌细胞I_(Ca-L),IC_(50)值为1．86nmol/L。NPY对I_(Ca-L)的I-V曲线的最大峰值电位、激活和失活电位均无显著影响。NPY对去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)增加的I_(Ca-L)有显著抑制作用。(2)NPY对人鼠心室肌细胞I_(Na/Ca)有显著抑制作用。10nmol/L NPY使前向I__(Na/Ca)由(0．27±0．11)pA/pF减小为(0．06±0．01)pA/pF;反向I__(Na/Ca)由(0．45±0．12)pA/pF降为(0．27±0．09)pA/pF(P＜0．05,n=4)。(3)NPY对大鼠心室肌细胞I_(to)有显著增强作用。10 nmol/L NPY使I_(to)由(12．5±0．70)pA/pF增加至(14．7±0．59)pA/pF(P＜0．05,n=4)。(4)10nmol/L NPY对大鼠心室肌细胞I_(Na)没有显著影响。(5)10nmol/L NPY对豚鼠心室肌细胞I_K无明显影响。研究结果证实,NPY抑制大鼠心室肌细胞I_(Ca-L)和I_(Na/Ca),增强I_(to)对I_Na和豚鼠心审肌细胞I_K没有显著作用,表明NPY对上述主要离子通道的效应与NE的效应相拮抗。     

蛋白激酶A和蛋白激酶C对豚鼠心肌细胞延迟整流钾电流的作用

目的 :研究蛋白激酶A和蛋白激酶C对豚鼠心室肌细胞延迟整流钾电流 (Ik)的影响。方法 :采用电极内液浓度差扩散法进行细胞内给药 ,利用全细胞膜片箝技术测定单细胞Ik。结果 :cAMP15 0 μmol/L使Ik及Ik ,tail(pA/pF)从 13.7± 2 .1和 6 .1± 0 .3增至 18.5± 3.3和 6 .4± 2 .1(P <0 .0 1,n =6 ) ;8 CPT cAMP15 0 μmol/L使电流 (pA/pF)从 11.4± 1.8及 5 .3± 0 .6增至 17.9± 4 .0和 6 .2± 1.3,PKA的选择性抑制剂 6 2 2 1.0 μmol/L的可逆转二者的作用。cAMP使Ik的激活曲线左移 ,半激活电压 (V1/ 2 )从 2 3.3mV移至 18.7mV ,激活曲线斜率 (k)在用药前后变化较小。 10 μmol/LPMA可以分别使Ik和Ik ,tial(pA/pF)从 12 .9± 1.8和 5 .0± 1.7升至 2 3.7± 2 .8和 7.5±1.1。PMA使I V曲线幅值增加 ,并随去极化电压的升高其作用加强 ,同时PMA使通道的激活曲线k从 15 .3mV升到 2 5 .6mV ,但对V1/ 2 基本无影响。结论 :蛋白激酶A和蛋白激酶C均可增加豚鼠心肌细胞Ik,但二者作用特点有所不同     

西洛他唑对人心房肌细胞瞬间外向钾电流的影响

目的:观察西洛他唑对人心房肌细胞瞬间外向钾电流(Ito1)的影响,探讨该药抗心律失常作用的机制.方法:二步酶解法分离人单个右心房肌细胞,应用全细胞膜片钳技术记录人心房肌细胞Ito1.结果:在保持电位-50 mV和去极化脉冲为 50 mV条件下,30 μmol/L西洛他唑显著降低Ito1,使Ito1幅值由加药前(8.16±0.70)pA/pF降至(4.84±0.60)pA/pF(P<0.01).西洛他唑在1～50 μmol/L范围内呈浓度依赖性的抑制Ito1,1 μmol/L时即产生作用,50 μmol/L时达最大效应(降低51.09%±3.00%),IC50为(13.18±2.60)μmol/L.此外,该药对Ito1的电压依赖性激活和失活曲线以及恢复曲线均无显著影响.结论:本实验结果表明西洛他唑浓度依赖性地阻滞人心房肌细胞的Ito1.     

严重烫伤延长大鼠心室肌细胞动作电位时程的机制

严重烫伤引起心肌细胞动作电位时程（action potential duration,APD）延长,通过加重烫伤心肌细胞钙紊乱和诱发室性心律失常,促进烫伤心功能障碍的发生,但APD延长的机制尚不清楚。通过制作约40％体表面积（total body surface area,TBSA）Ⅲ度烫伤大鼠模型,在伤后12h大鼠心功能明显减弱时分离其心肌细胞,采用膜片钳技术观察心肌细胞APD以及动作电位复极化相关的重要离子通道电流,包括瞬间外向钾电流（transient outward K^＋ current,Ito）,L-型钙电流（L-type Ca^2＋ current,ICa-L）和内向整流钾电流（inward rectifier K^＋ current,IK1）。结果显示,烫伤后12h单个心肌细胞APD明显延长,APD50和APD90在烫伤组分别为（46．02±3．78）ms、（123．24±12．48）ms（n=19）,明显长于对照组的（23．28±4．85）ms、（72．12±3．57）ms（n=17）（P〈0．01）。烫伤引起,Ito电流密度降低,＋60 mV下烫伤组的电流密度（20．39±1．98）pA／pF（n=25）明显低于对照组的（34．15±3．78）pA／pF（n=20,P〈0．01）;烫伤组在-120至-80mV电压刺激下所产生的IK1电流密度显著低于对照组：而两组之间ICa-L电流密度、电压依赖性的激活和失活无显著性差异。结果提示,烫伤引起心肌细胞APD延长的机制与瞬间外向钾通道和内向整流钾通道功能下调有关。     

熊果酸激活低分化鼻咽癌细胞氯通道和减小细胞容积

本文旨在研究熊果酸对低分化鼻咽癌细胞氯通道的激活作用,以及熊果酸对其细胞容积的影响。采用膜片钳技术记录熊果酸激活的鼻咽癌细胞(CNE-2Z)全细胞氯电流,应用离子置换、改变细胞外渗透压、氯通道阻断剂等观察熊果酸诱导的氯电流的特性,活细胞动态图像分析技术测量细胞容积变化。结果显示,等渗条件下可记录到CNE-2Z细胞微弱且稳定的背景氯电流,细胞外灌流熊果酸可浓度依赖性(1～100nmol/L)诱发氯电流的产生,在±80mV电压钳制下,100nmol/L熊果酸激活的氯电流的平均电流密度为(78.92±6.39)pA/pF和(59.86±4.86)pA/pF,该电流具有较明显的外向优势,不表现明显的时间依赖性和电压依赖性失活。该电流翻转电位为(4.83±0.30)mV,较接近Cl平衡电位(0.9mV)。熊果酸激活的氯通道对不同阴离子的通透性为:Cl-=I->Br->葡萄酸根离子。该电流具有容积敏感性,可被细胞外高渗透压显著抑制;氯通道阻断剂他莫昔芬(tamoxifen)、5-硝基-2-(3-苯丙胺)苯甲酸[(5-nitro-2-(3-phenylpro-pylamino)benzoic acid,NPPB]可抑制该电流。细胞外灌流熊果酸1h后,细胞容积减小,氯通道阻断剂NPPB可抑制该容积变化。以上结果提示,熊果酸可以激活低分化鼻咽癌细胞的氯通道,使Cl外流,进而引起细胞容积减小。     

激活δ阿片受体可抑制大鼠心室肌细胞L-型钙电流和瞬时外向钾电流

本研究采用全细胞膜片钳技术观察了SNCl62(一种选择性δ阿片受体激动剂)对人鼠心室肌细胞L型钙电流(L-type Ca2 current,ICa-L)和瞬时外向钾电流(transient outward K current,Ito)的影响.结果显示,SNCl62明显抑制大鼠心室肌细胞,Ica L和Ica L,对Ica L.和k的最大抑制率分别为(46.13±4.12)%和(36.53±10.57)%.1x10-4mol/L SNCl62使,Ica L的甲均电流密度从(8.98±0.40)pA/pF下降到(4.84±0.44)pA/pF(P<0.01,n=5),Ito的平均电流密度从(18.69±2.42)pA/pF降低到(11.73±1.67)pA/pF(P<0.01,n=5).单独应用naltrindole(一种选择性δ阿片受体拮抗剂)对大鼠心室肌细胞Ica L和Ito无显著作用,但预先应用naltrindole可以消除SNCl62对Ica L和Ito的抑制作用.结果表明,通过δ阿片受体,SNCl62(1x10-6～1x10-4mol/L)浓度依赖性地抑制人鼠心室肌细胞Ica L和Ito这可能是激动δ阿片受体产生抗心律失常效应的重要机制.     

L-type and T-type Ca2+ current in cultured ventricular guinea pig myocytes

The aim of this investigation was to study L-type and T-type Ca(2+) current (I(CaL) and I(CaT)) in short-term cultured adult guinea pig ventricular myocytes. The isolated myocytes were suspended in serum-supplemented medium up to 5 days. Using whole-cell patch clamp techniques ICaL and ICaT were studied by applying voltage protocols from different holding potentials (-40 and -90 mV). After 5 days in culture the myocytes still showed their typical rod shaped morphology but a decline in cell membrane capacitance (26 %). The peak density of ICaT was reduced significantly between day 0 (-1.6+/-0.37 pA/pF, n=9) and day 5 (-0.4+/-0.13 pA/pF, n=11), whereas peak ICaL density revealed no significant differences during culturing. The I(CaT)/I(CaL) ratio dropped from 0.13 at day 0 to 0.05 at day 5. Compared with day 0 I(CaL) the steady state inactivation curve of day 1, day 3 and day 5 myocytes was slightly shifted to more negative potentials. Our data indicate that guinea pig ventricular L-type and T-type Ca(2+) channels are differently regulated in culture.     

氨甲酰胆碱通过M2毒蕈碱受体增加豚鼠心肌细胞钠钙交换电流

本文旨在研究氨甲酰胆碱(carbachol, CCh)对豚鼠心肌的正性变力性机制。用Axon200A膜片钳放大器观察CCh 对电压钳制下的豚鼠心肌细胞L-型钙电流(ICa)和钠钙交换电流(INa/Ca)的效应。结果表明, CCh(100 μmol/L)分别使正向INa/Ca从对照组的(1.2 ± 0.1) pA/pF 增加到(2.0 ± 0.3) pA/pF,使反向 INa/Ca 从对照组的(1.3 ± 0.5) pA/pF 增加到(2.1 ± 0.8) pA/pF (P<0.01)。CCh对ICa无影响。CCh 对INa/Ca的激动作用可被阿托品和methoctramine所阻断。以上结果提示, CCh 对豚鼠心脏的正性变力作用是通过激动了钠钙交换,而且是 M2 毒蕈碱受体所介导的。     

细胞外pH值降低可增强豚鼠心室肌细胞持续性钠电流

应用全细胞和单通道(贴附式)膜片钳技术观察胞外pH值降低对心室肌细胞持续性钠电流(persistent sodium current,ⅠNa.P)的影响,探讨其作用机制。结果显示:全细胞记录模式下,细胞外pH值降低可明显增大ⅠNa.P,且呈H+浓度依赖性增强。当细胞外pH值从对照值的7．4降低为6．5时,ⅠNa.P的电流密度从(0．347±0．067)pAJpF增加到(0．817±0．137)pA/pF(P< 0．01,n=6),而加入还原剂1,4-二硫甙苏糖醇(dithiothreitiol,DTT,1 mmol／L)后可使,ⅠNa.P的电流密度回落到(0．233±0．078)pA／pF (P<0．01 vs pH 6．5,n=6)。单通道记录模式中,当细胞外pH值从对照值的7．4降低为6．5时,持续性钠通道的开放概率和开放时间分别从0．021±0．007和(0．899±0．074)ms增加到0．205±0．023和(1．593±0．158)ms(P<0．叭,n=6),再加入还原剂DTT(1 mmol／L)使开放概率和开放时间分别回落到0．019±0．005和(0．868±0．190)ms(P<0．01 vs pH 6．5,n=6);加入蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)抑制剂bisindolylmaleimide(BIM,5μmol/L)可使pH 6．5时增大的,ⅠNa.P明显减小,开放概率和开放时间分别从0．214±0．024和(1．634±0．137)ms回落到0．025±0．006和(0．914±0．070)ms(P<0．01 vs pH 6．5,n=6)。结果表明,细胞外pH值降低可诱发心室肌细胞ⅠNa.P增大,其机制可能与PKC的激活有关。     

L-type Ca2+ currents in ventricular myocytes from neonatal and adult rats

Postnatal changes in the slow Ca2+ current (I(Ca)(L)) were investigated in freshly isolated ventricular myocytes from neonatal (1-7 days old) and adult (2-4 months old) rats, using whole-cell voltage clamp and single-channel recordings. The membrane capacitance (mean+/-SEM) averaged 23.2+/-0.5 pF in neonates (n = 163) and 140+/-4.1 pF in adults (n = 143). I(Ca)(L) was measured as the peak inward current at a test potential of +10 mV (or +20 mV) by applying a 300-ms pulse from a holding potential of -40 mV; 1.8 mM Ca2+ was used as charge carrier. The basal ICa(L) density was 6.7+/-0.2 pA/pF in neonatal and 7.8+/-0.2 pA/pF in adult cells (p < 0.05). The time course of inactivation of the fast component (at +10 ms) was significantly longer in the neonatal (10.7+/-1.4 ms) than in the adult (6.6+/-0.4 ms) cells (p < 0.05). Ryanodine (10+/-M) significantly increased this value to 18.0+/-1.9 in neonate (n = 8) and to 17.7+/-2.0 in adult (n = 9). For steady-state inactivation, the half-inactivation potential (Vh) was not changed in either group. For steady-state activation, Vh was 5.1 mV in the neonatal (n = 6) and -7.9 mV in the adult cells (n = 7). Single-channel recordings revealed that long openings (mode-2 behavior) were occasionally observed in the neonatal cells (11 events from 1080 traces/11 cells), but not in the adult cells (400 traces/4 cells). Slope conductance was 24 pS in both the neonatal and adult cells. Results in rat ventricular myocytes suggest the following: (i) the peak Ca2+ current density is already well developed in the neonatal period (being about 85% of the adult value); (ii) the fast component of inactivation is slower in neonates than in adults; and (iii) naturally occurring long openings are occasionally observed in the neonatal stage but not in the adult. Thus, the L-type Ca2+ channels of the neonate were slightly lower in density, were inactivated more slowly, and occasionally exhibited mode-2 behavior as compared with those of the adult.     

Effects of carvedilol on transient outward and ultra-rapid delayed rectifier potassium currents in human atrial myocytes

Carvedilol is a beta- and alpha(1)-adrenoceptor antagonist. It is widely used in the treatment of cardiovascular diseases including atrial arrhythmias. However, it is unclear whether carvedilol may affect the repolarization currents, transient outward K(+) current (I(to)) and ultra-rapid delayed rectifier K(+) current (I(Kur)) in the human atrium. The present study evaluated effects of carvedilol on I(to) and I(Kur) in isolated human atrial myocytes by whole-cell patch-clamp recording technique. We found that carvedilol reversibly inhibited I(to) and I(Kur) in a concentration-dependent manner. Carvedilol (0.3 microM) suppressed I(to) from 9.2+/-0.5 pA/pF to 4.8+/-0.5 pA/pF (P<0.01) and I(Kur) from 3.6+/-0.5 pA/pF to 1.9+/-0.3 pA/pF (P<0.01) at +50 mV. I(to) was inhibited in a voltage-dependent manner, being significantly attenuated at test potentials from +10 to +50 mV, whereas the inhibition of I(Kur) was independent. The concentration giving a 50% inhibition was 0.50 microM for I(to) and 0.39 microM for I(Kur). Voltage-dependence of activation, inactivation and time-dependent recovery from inactivation of I(to) were not altered by carvedilol. However, time to peak and time-dependent inactivation of I(to) were significantly accelerated, indicating an open channel blocking action. The findings indicate that carvedilol significantly inhibits the major repolarization K(+) currents I(to) and I(Kur) in human atrial myocytes.