新型钾通道开放剂对心血管ATP-敏感性钾通道基因表达的调节作用

目的：研究脂肪胺类的新型钾通道开放剂（KCO）埃他卡林（Ipt）和氰胍类的KCO吡那地尔（Pin）对大鼠心血管ATP-敏感性钾通道（KATP）的亚基SUR1、SUR2、Kir6．1和Kir6．2等在mRNA水平的调节作用。方法：SD大鼠给药1周后处死并取组织,提取总RNA,利用反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）研究以上基因在mRNA水平的改变。结果：与正常对照相比,心脏组织中,Ipt和Pin对KATP的4个亚基在mRNA水平均无显著影响;主动脉平滑肌上,Ipt对4个亚基的mRNA表达无显著影响,但Pin可显著上调SUR2的mRNA表达;尾动脉平滑肌上,Ipt对Kit6．1／Kit6．2、Pin对SUR2／Kir6．1均有显著下调的作用。结论：心肌、大动脉平滑肌和小动脉平滑肌KATP基因表达的调控不同,Ipt选择性调节小动脉平滑肌Kit6．1／Kit6．2;Ipt对心血管KATP基因表达的调节作用不同于Pin。     

大鼠海马CA1区锥体细胞上一种 Ca2+依赖性KATP通道

KATP通道在细胞的新陈代谢与膜兴奋性的耦联中起重要作用.采用膜片钳的内面向外式记录方法,在成年大鼠海马CA1区锥体细胞上记录到一种被胞浆侧ATP和甲糖宁(tolbutamide,一种KATP通道阻断剂)抑制的Ca2+依赖性钾离子通道.在细胞膜内外的K+浓度均为140 mmol/L时,通道的电导为(204±21) pS,翻转电位为(3.57±1.13) mV,通道无整流性.通道开放概率及ATP对通道的抑制作用均呈现电压依赖性.该KATP通道与以往报道的"经典"KATP通道有显著不同,其活动受膜电位、胞内Ca2+和ATP三重调节,表明这是一种新型的KATP通道.上述结果表明在海马神经元上至少有两种性质不同的KATP通道,提示神经元可能通过不同性质的KATP通道感受细胞内的代谢状态,进而调节细胞膜的兴奋性.     

KATP通道对缺血性心肌电平衡的维护作用及机制

目的：利用异丙肾上腺素（ISO）诱导大鼠心肌缺血性损伤模型和心肌细胞损伤模型,并对其进行药物干预,探讨心肌ATP敏感性钾 通道（KATP通道）维持缺血性心肌电平衡的作用与机制。方法：在动物实验中,将雄性SD大鼠,随机分为5组,正常对照组大鼠皮下注射0.9% 氯化钠溶液,其余各组大鼠均皮下注射等量1 g ? L -1 ISO（qd）,连续9 d,其间,在第7~9 d,除了正常对照组和模型组外,其他3组大鼠还 分别灌胃给予1.75 g ? L -1 普萘洛尔（PRO）2 mL ? kg -1 ? d -1 、5 g ? L -1 曲美他嗪（VAS）2 mL ? kg -1 ? d -1 或腹腔注射给予5 g ? L -1 二苯基碘（DPI） 1 mL ? kg -1 ? d -1 。在造模期间不同时间点,对各组大鼠进行心电图检查,并制备心肌标本,检测其中KATP通道亚基KIR6.2蛋白表达水平。 在细胞实验中,将H9C2心肌细胞分成对照组（不给药）、ISO组、ISO+ PRO组、ISO+DPI组和ISO+VAS组,后3组细胞均在1 μmol ? L -1 ISO加入前30 min,分别给予2 μmol ? L -1 PRO、10 μmol ? L -1 DPI和10 μmol ? L -1 VAS,且在加入ISO后,与ISO组细胞一样,再孵育1 和24 h,采用实时荧光定量 PCR法测定各组细胞中KATP通道亚基KIR6.2和SUR2A基因表达水平。结果：大鼠实验显示,与正常对照组相比, 模型组大鼠在造模的第3、7 d,心电图参数QTc明显缩短,心率加快（P ＜0.05）,且心肌中KIR6.2蛋白表达明显增多（P ＜0.01）,而造 模9 d后,其QTc明显延长（P ＜0.01）,心率减慢（P ＜0.05）,心肌中KIR6.2蛋白表达显著降低（P ＜0.01）;ISO+ PRO、ISO+DPI 和ISO+VAS各组大鼠在持续3 d分别接受3种药物治疗后,其QTc较模型组明显缩短,心率升高,均趋于恢复正常水平。细胞实验显示, 与对照组相比,ISO组H9C2细胞经ISO孵育1 h后,KIR6.2和SUR2A的mRNA表达显著上调（P ＜0.05）,而在ISO孵育24 h后, KIR6.2和SUR2A的mRNA表达显著下调（ P ＜0.01）;与ISO组相比,各给药组细胞经ISO孵育1 h后,KIR6.2和SUR2A的mRNA表 达均有不同程度下调,而在ISO孵育24 h后,KIR6.2和SUR2A的mRNA表达均显著上调（P ＜0.05或P ＜0.01）。结论：KATP通道对 维护缺血性心肌电平衡起重要作用。持续性激动β受体、氧化应激或能量供应不足等体内多条途径都会影响KATP通道的表达和功能,而保护 KATP通道功能,对于维持心电平衡,抑制心律失常基质形成,意义重大。     

ATP敏感钾通道调节血管张力的分子机制(英文)

ATP敏感钾通道(ATP-sensitive potassium channel, KATP通道)广泛分布在血管系统,并在血管张力调节中发挥重要作用。 KATP通道由4个孔道形成的内向整流钾离子通道(inward rectifier K+ channels, Kir)亚基和4个磺脲受体调节亚基(sulfonylu-rea receptor, SUR)组成。尽管其它一些亚基在血管中也存在,Kir6.1/SUR2B是主要的血管亚型KATP通道。KATP通道转基因小鼠的研究以及人群中KATP通道基因突变的发现,都强烈支持KATP通道对于心血管系统的动态平衡调控是不可缺少的。大量的血管活性物质通过调节KATP通道活性来改变血管平滑肌细胞的膜电位,从而调节血管张力。多数内源性血管收缩物质,例如血管加压素,激活蛋白激酶C (protein kinase C, PKC),磷酸化KATP通道并抑制其活性;而血管扩张物质,如血管活性肠肽,通过增加cAMP的形成和提高蛋白激酶A (protein kinase A, PKA)的活性来增加KATP通道的活性。PKC作用于Kir6.1亚基C-末端,磷酸化4个保守的丝氨酸,而PKA磷酸化SUR2B亚基第2核苷酸结合域的Ser1387位点。血管KATP通道也受活性氧的调节,其中Kir6.1的Cys176是一个重要的过氧化物调节位点。此外,KATP通道功能可被一些慢性的病理生理条件上调,如感染性休克。核因子-κB依赖的基因转录是脂多糖诱导的血管KATP通道激活的一个机制。本综述将概括性描述血管KATP通道在生理和病理情况下受到的调节,以期阐明血管KATP通道在治疗和预防心血管疾病方面可能是一个有用的靶点。     

KATP通道基因在大鼠组织中的表达

为检测大鼠肺动脉平滑肌及支气管平滑肌中KATP．通道亚基的表达情况,应用RT-PCR技术．从原代培养的Wistar大鼠肺动脉平滑肌及支气管平滑肌细胞第3—5代提取总RNA,逆转录．并进行PCR扩增鉴定．发现肺动脉平滑肌细胞有Kir6.1、SUR1和SUR2B的表达,其中SUR1表达量较弱,支气管平滑肌细胞有Kir6.1和SUR2B的表达。     

一氧化碳对细胞离子通道的作用研究进展

内源性一氧化碳(carbon monoxide,CO)是一种旁分泌和自分泌气体信息分子,对多种离子通道有调节作用.CO对血管平滑肌细胞和颈动脉体球细胞大电导钙激活钾通道(large-conductance calcium-activated potassium channels,BKCa channels)均有激活作用;对血管平滑肌细胞膜ATP敏感钾通道(ATP-sensitive potassium channels,KATP channels)和心肌线粒体膜KATP通道可能有开放作用;对重组的人双孔钾通道hTREK-1有调节作用;但对钙通道的作用则随细胞类型的不同而不同,可能表现为开放或抑制.     

胞外pH降低对肺动脉平滑肌细胞膜上电压门控性钾通道的调节

目的：观察pH对大鼠肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）钾电流的调控作用并探讨其机制。方法：用全细胞膜片钳技术记录在正常细胞外液和不同pH的灌流液中,PASMCs膜上电压门控性钾电流大小（Ikv）,并分析了其电生理学特性的改变。结果：①胞外pH降低可快速可逆性抑制Ikv。,与对照相比（pH7.4）,pH值为7.0、6.5、6.0时,＋60mV处的峰电流的抑制率分别为：16.93％±2.47％、33.03％±2.13％、41.59％±6.53％,电流一电压关系曲线右下移。②胞外pH为7.0、6.5、6.0时,使电压依赖性Gk-Em向去极化方向移动。同时使半激活电压增加。结论：在缺氧所致缺氧性肺血管收缩反应（HPV）的发生中,胞外pH的降低可参与对Ikv的调节,从而使细胞膜去极化,Ikv减小电压门控钙通道打开,平滑肌细胞收缩,这可能是缺氧导致HPV的机制之一。     

pHi对急性分离大鼠新皮层神经元KATP通道的影响

目的和方法 :采用膜片钳技术之膜内面向外记录方法 ,在急性分离大鼠皮层神经元上 ,研究胞内酸碱环境改变对神经元ATP敏感钾通道的影响。结果 :Vp = 6 0mV时 ,pH6 .0组开放概率 2 .2 0 %± 0 .5 7% (n =1 0 )较 pH7.3时的开放概率 8.41 %± 1 .2 0 % (n =1 6 )显著降低 (P <0 .0 1 ) ;pH 8.0组开放概率 1 8.2 9%± 4.0 5 % (n =8)较 pH7.3时明显增加 (P <0 .0 1 )。当浴液由 pH 7.3降为pH 6 .0时 ,有 40 %出现多级通道电流并可逆转。当浴液 pH6 .0及 pH 8.0时 ,ATP抑制通道开放概率的量效曲线 ,与pH 7.3时比较无明显改变 (P >0 .0 5 )。 结论 :脑细胞内氢离子可能参与KATP通道的调节 :胞内酸化环境可进一步激活KATP通道多级电流 ,保护脑缺血缺氧损伤 ;而KATP,通道开放 ,膜超极化到一定程度 ,胞内酸化环境又可抑制通道开放。     

成年大鼠海马CA1区锥体细胞KATP通道的特性

为了解成年大鼠海马CA1区锥体细胞KATP通道的特性,实验采用膜片钳技术的内面向外式记录法,在急性分离的CA1区锥体神经元上,研究了可被胞浆侧ATP所抑制的钾离子单通道的特性,当细胞膜内外两侧的K^ 浓度均为140mmol/L时,通道的电导为63pS,翻转电位为1．71mV,通道呈弱向内向整流性,在负钳制电位时,通道开放时常被短时的关闭所打断,而在正钳制电位时,这种短时程的关闭状态明显少于负钳制电位时,但通道开放概率未见明显的电压依赖性,ATP对通道活动的抑制作用呈浓度依赖性,抑制通道活动50％的ATP浓度为0．1mmol/L.KATP通道的特异性阻断剂tolbutamide(甲糖宁,1mmol/L)可完全阻断通道的活动,而KATP通道开放剂diazoxide(二氮嗪,1mmol/L）则不增强通道的活动。     

ATP敏感钾通道的研究进展

ATP敏感钾通道（K_ATP）是一组将细胞膜电活动与细胞代谢联系在一起的重要通道.该通道是由磺酰脲受体（SUR）和内向整流钾通道（K_IR6.x）亚单位组成的异源四聚体（SUR/K_IR6.x）₄.SUR与K_IR6.x基因在染色体上配对存在.K_IR6.x亚单位形成通道的电流孔道,SUR使通道对磺酰脲类药物、钾通道开放剂和Mg²⁺-NDPs等调节因子敏感.不同亚型K_ATP通道特性由SUR与K_IR6.x亚单位组成决定.K_ATP通道门控受［ATP］_i和［ADP］_i调节,膜磷脂(PIPs)抑制通道对ATP的敏感性,细胞磷酸转移系统也参与ATP/ADP对通道的调节机制;磺酰脲类复合物（SUs）抑制K_ATP通道,钾通道开放剂（KCOs）激活K_ATP通道;G蛋白以及PKA、PKC、PKG等信使物质也参与通道的调节.K_ATP通道对胰岛素的分泌、心肌缺血预适应以及血管的张力起重要调节作用.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism