氨甲酰胆碱通过M2胆碱能受体对大鼠心肌细胞发挥正性肌力作用

为研究氨甲酰胆碱（carbachol,CCh）对大鼠心肌细胞的正性肌力作用机制,利用电压钳方法观察CCh对急性分离的单个大鼠心肌细胞L-型钙电流（足扎）和钠,钙交换电流（INa/Ca）的影响。细胞负载Fura-2／AM后,用离子成像系统测定场刺激下单个大鼠心肌细胞的钙瞬变和细胞缩短。结果表明,100ILmol／LCCh使正向INa/Ca从（1．18±0．57）pA／pF增加到（1．65±0．52）pA/pF（P〈O．01）,反向,INa/Ca从（1．11±0．49）pA/pF增加到（1．53±0．52）pA/pF（P〈O．01）,但不影响ICa,L。阿托品（非选择性M胆碱受体拮抗剂）和methoctramine（选择性M2胆碱受体拮抗剂）可阻断这种增加作用。100μmol／LCCh使钙瞬变从对照组的203．8±50．0增加到234．8±64.3,使细胞缩短从对照组的（3．00±0．67）μm增加到（3．55±1．21）μm。KB-R7943（选择性反向INa/Ca抑制剂）不影响钙瞬变和细胞缩短的基础水平,却完全阻断CCh引起的钙瞬变和细胞缩短的增加。尼卡地平（ICa,L抑制剂）抑制钙瞬变和细胞缩短。CCh在尼卡地平存在下仍可增加钙瞬变和细胞缩短值,提示其正性肌力作用是通过刺激钠,钙交换实现的。CCh不改变钙敏感性。阿托品和methoctramine阻断CCh的这种激动作用,说明CCh的正性肌力作用是通过M2受体实现的。以上结果提示,CCh对大鼠心肌细胞有正性肌力作用,这种作用是通过激动反向钠／钙交换实现,由M2受体介导。     

缺氧/复氧早期对豚鼠心室肌持续性钠电流的影响

目的:研究心室肌细胞持续性钠电流(INa.P)在缺氧/复氧早期的变化,探讨其在此病理条件下的作用及意义。方法:运用全细胞膜片钳技术记录持续性钠电流,并观察其在缺氧-复氧模型下的变化。结果:①在0.5Hz,1Hz和2Hz的刺激频率下第1个和第8个刺激脉冲引起的INa.P电流密度差值分别为(0.021±0.014)pA/pF,(0.097±0.014)pA/pF和(0.133±0.024)pA/pF(P<0.01);②分别在-150~-80mV,阶跃10mV的钳制膜电位下去极化至-30mV,INa.P逐渐减小;③在缺氧条件下,INa.P电流密度增大,并随缺氧时间延长增大更显著;④在正常、缺氧15min和复氧5min时INa.P密度分别为(0.500±0.125)pA/pF,(1.294±0.321)pA/pF和(0.988±0.189)pA/pF(与对照比较P<0.01)。结论:以上特性提示INa.P在缺氧/复氧过程心律失常的产生及钙超载引起心肌损伤的机制中起重要作用。     

一氧化氮增加常氧和缺氧豚鼠心室肌细胞持续性钠电流

运用全细胞膜片钳记录缺氧条件下豚鼠心室肌持续性钠电流(INa.P)的变化及施加药物对其的影响,以探讨 INa.P 的本质及缺氧增大 INa.P 的机制。结果显示:(1)在常氧条件下,一氧化氮(NO)前体 L- 精氨酸(L-Arg)和供体硝普钠(SNP)浓度依赖性地增大INa.P; (2)INa.P 随缺氧时间延长而增大, 缺氧15 min 后施加 NO 合酶(NOS)抑制剂L- 硝基精氨酸甲酯(L-NAME), 不能使增大的INa.P 明显回复[(1.344 ±0.320) vs (1.301 ±0.317) pA/pF, P>0.05, n=5]; (3)缺氧时含L-NAME 的灌流液可使INa.P 明显减小,与单纯缺氧相比有显著差异[(0.914 ± 0.263), n=5 vs (1.344 ± 0.320) pA/pF, n=6, P<0.05], 但仍比常氧条件下增大[(0.914 ±0.263) vs (0.497 ±0.149) pA/pF, P<0.05, n=5]; (4)还原剂1,4-二硫代苏糖醇(DTT)不但可使L-Arg 及缺氧后施加SNP 增大的 INa.P 回复[(1.449 ± 0.522) vs (0.414 ± 0.067) pA/pF, P<0.01, n = 6 和(0.436 ± 0.141) vs (1.786 ± 0.636) pA/pF,P<0.01, n=5],而且使正常的 INa.P 减小[(0.396 ± 0.057) pA/pF vs (0.442 ± 0.056) pA/pF, P<0.01, n=6]。本实验结果表明缺氧可增大心室肌细胞的INa.P, 其作用机制可能是缺氧时心肌产生的NO 通过氧化细胞膜上钠通道蛋白所致,正常INa.P 的产生     

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。     

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.     

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。     

氨甲酰胆碱增加大鼠心室肌细胞收缩机制的初步研究

目的:本文研究非选择性M受体激动剂氨甲酰胆碱(Cch)对心肌细胞收缩的作用,并同时观察L-型钙流,探讨其机制.方法:以分离大鼠的单个心室肌细胞为对象,采用膜片钳和单细胞收缩测量技术,在35℃恒温,细胞外钙离子浓度1.8 mmol/L,0.2 Hz,1.0 Hz刺激下测量细胞收缩幅度和ICa(L)、INa/Ca.结果:①大鼠心肌细胞收缩与刺激频率呈负相关;②选择△L0.2 Hz/△L1.0 Hz≥1.25(n=6)的细胞给予1.0 Hz的刺激,100 μmol/L Cch增加大鼠心室肌细胞收缩28%.③ Cch作用能被非选择性M受体阻滞剂阿托品阻滞,选择性M1受体激动剂MCN-A-343 100 μmol/L对细胞收缩无影响.④ 100 μmol/L Cch对ICa(L)无影响,但增加从 10 mV复极到-40 mV所产生的晚期尾电流,提示INa/Ca加大.结论:Cch能加强大鼠心室肌细胞收缩,它的作用由M2受体介导,其机制可能是通过加强INa/Ca,增加肌质网(SR)内的钙内容和钙释放,导致细胞收缩加强,而非通过L-型钙流.     

小剂量辣椒素对豚鼠心室肌细胞L-型钙电流的影响

应用全细胞膜片钳技术研究低浓度辣椒素(capsaicin,CAP)对单个豚鼠心室肌细胞L-型钙电流的影响及其作用机制.CAP(1～25 nmol/L)可浓度依赖性增加电压依赖性的ICa-L的峰值并下移I-V曲线.CAPl,10,25 nmol/L使ICa-L最大峰值分别由-9.67±0.7pA/pF增至-10.21±0.8pA/pF(P＞0.05),-11.37±0.8pA/pF和-12.84±0.9pA/pF(P＜0.05).CAP25nmol/L可明显使稳态激活曲线左移,激活中点电压(V0.5)由-20.76±2.0mV变至-26.71±3.0mV(P＜0.05),表明低浓度CAP改变了钙通道激活的电压依赖性.CAP25nmol/L对电压依赖性稳态失活曲线和ICa-L从失活状态下复活过程无明显影响.辣椒素受体(VR1)阻断剂钌红(RR,10μmol/L)可阻断低浓度辣椒素的效应.以上结果表明,低浓度辣椒素使钙通道稳态激活曲线左移,增加ICa-L,这一效应可能由VRl介导.     

高脂血症对大鼠心电图的影响及其作用机制

目的:探讨在高脂血症状态下,大鼠心电图的变化情况,及高胆固醇血症对心肌电生理特性影响的机制。方法:将20只Wistar大鼠随机分为空白对照组和高脂饮食组,喂养10周后,检测大鼠的血脂水平、心电图和室颤阈值,并通过全细胞膜片钳记录心室肌细胞的ICa,L;利用组织病理学方法评价对照组及高脂饮食组的大鼠动脉粥样硬化的程度。结果:高脂饮食组的大鼠血脂水平与对照组相比明显增高(P<0.01);在高脂饮食组的大鼠动脉血管管壁中,可见广泛分布的粥样硬化斑块。在高脂饮食组的大鼠心电图中,室颤阈值为(4.23±0.12)V,明显低于对照组(12.80±6.34)V,P<0.05。高脂饮食组大鼠的QTc间期(94±16)ms,与对照组(67±12)ms相比明显延长,P<0.05。高脂饮食组大鼠的心室肌细胞的ICa,L密度为(12.83±3.28)pA/pF,与对照组(9.21±2.16)pA/pF相比明显高,P<0.05。结论:高脂饮食后,大鼠的心电图有明显变化,QTc间期延长;高胆固醇血症能明显增加大鼠心肌细胞的ICa,L的,延长复极时程,降低室颤阈值。     

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.     

大鼠肥厚心肌细胞钙电流及 Na~ /Ca~(2 )交换电流的研究(英文)

本文观察了心肌肥厚对大鼠心肌细胞Na ／Ca2 交换电流的影响。我们采用Goldblatt两肾一夹方法诱发大鼠心肌肥厚,应用全细胞膜片钳技术记录电流。结果表明：肥厚心肌细胞的Ni2 -敏感Na ／Ca2 交换电流密度大于正常细胞。在钳制电压为＋50mV时,正常细胞的外向交换电流密度为1．53±0．31pA／pF,而肥厚细胞则为2．62±0．53pA／pF（P＜0．01）;钳制电压为-100mV时,正常细胞的内向交换电流密度为0．42±0．14pA／pF,肥厚细胞达1．12±0．33pA／pF（P＜0．001）。这些结果提示,肥厚心肌细胞的Na ／Ca2 交换电流发生了改变,其意义有待进一步探讨。     

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。     

Calcium flux in turtle ventricular myocytes

The relative contribution of the sarcoplasmic reticulum (SR), the L-type Ca(2+) channel and the Na(+)/Ca(2+) exchanger (NCX) were assessed in turtle ventricular myocytes using epifluorescent microscopy and electrophysiology. Confocal microscopy images of turtle myocytes revealed spindle-shaped cells, which lacked T-tubules and had a large surface area-to-volume ratio. Myocytes loaded with the fluorescent Ca(2+)-sensitive dye Fura-2 elicited Ca(2+) transients, which were insensitive to ryanodine and thapsigargin, indicating the SR plays a small role in the regulation of contraction and relaxation in the turtle ventricle. Sarcolemmal Ca(2+) currents were measured using the perforated-patch voltage-clamp technique. Depolarizing voltage steps to 0 mV elicited an inward current that could be blocked by nifedipine, indicating the presence of Ca(2+) currents originating from L-type Ca(2+) channels (I(Ca)). The density of I(Ca) was 3.2 +/- 0.5 pA/pF, which led to an overall total Ca(2+) influx of 64.1 +/- 9.3 microM/l. NCX activity was measured as the Ni(+)-sensitive current at two concentrations of intracellular Na(+) (7 and 14 mM). Total Ca(2+) influx through the NCX during depolarizing voltage steps to 0 mV was 58.5 +/- 7.7 micromol/l and 26.7 +/- 3.2 micromol/l at 14 and 7 mM intracellular Na(+), respectively. In the absence of the SR and L-type Ca(2+) channels, the NCX is able to support myocyte contraction independently. Our results indicate turtle ventricular myocytes are primed for sarcolemmal Ca(2+) transport, and most of the Ca(2+) used for contraction originates from the L-type Ca(2+) channel.     

MCI-154对大鼠心肌细胞的变力作用

钙增敏剂具有正性肌力作用,同时不增加细胞内钙浓度,因此可避免导致心律失常和最终心肌细胞死亡的钙超载。然而大部分钙增敏剂对心肌舒张功能有损害作用。MCI-154是一种钙增敏剂,但不损害舒张功能。为阐明其变力作用机制,我们应用离子成像技术研究了MCI-154对分离的单个大鼠心室肌细胞钙瞬变和收缩的影响,利用膜片钳技术观察了MCI-154对大鼠心室肌细胞L-型钙电流和Na^ ／Ca^2 交换电流的影响。结果表明：(1)MCI-154在1μmol／L至100μmol／L的浓度范围内对L-型钙电流（ICa-L)无直接影响：(2)MCI-154在轻微增加钙瞬变幅度和缩短心肌钙瞬变TR50和TR90的情况下,呈剂量依赖性地增加大鼠心室肌细胞的缩短;(3)MCI-154剂量依赖性地增加正常大鼠心室肌细胞的Na^ ／Ca^2 交换电流。这些结果提示：MCI-154不仅剂量依赖性地发挥了正性变力作用,对舒张功能也没有损害作用,明显不同于其它钙增敏剂,而且还轻微改善了大鼠心室肌细胞的舒张。其对内向Na^ ／Ca^2 交换电流的激动作用会加快钙内流,导致TR50和TR90的缩短,提示MCI-154是通过正向Na^ ／Ca^2 交换改善舒张功能的。