马钱子碱对大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流的影响

目的:探讨马钱子碱(brucine)对大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流(transient outward potassium current,Ito)及其动力学的影响。方法:用酶解法分离大鼠单个心室肌细胞。用全细胞膜片钳技术记录不同浓度的马钱子碱可对大鼠心室肌细胞Ito的前后影响变化。结果:①马钱子碱可浓度依赖性地阻断Ito;②5μmol/L的马钱子碱可使Ito稳态激活曲线右移,V1/2由对照的(-30.7±10.2)mV变为(-27.8±5.8)mV(P0.05);③5μmol/L的马钱子碱可使Ito稳态失活曲线左移,V1/2分别为(-41.6±1.0)mV变为(-75.0±2.8)mV(P0.05);④5μmol/L的马钱子碱可使Ito稳态激活曲线右移失活后再恢复时间常数τ延长。结论:提示马钱子碱可以阻断Ito,对Ito的激活态和失活态均具有较高的亲和力,这些可能是其抗心律失常作用的机制。     

抑郁对心肌梗死后大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流的影响

目的研究抑郁对心肌梗死(简称心梗)后大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流(Ito)的影响。方法将50只Sprague-Dawley大鼠随机分为四组:对照组(10只)、抑郁组(10只)、心梗组(15只)、心梗+抑郁组(15只)。造模完成后,用酶解法分离各组大鼠心室肌细胞,全细胞膜片钳技术记录Ito,绘制各组心室肌细胞的电流-电压曲线、稳态激活曲线、失活曲线及失活后恢复曲线。结果在+70mV电压下,对照组最大激活峰值电流密度为(13.8±1.4)pA/pF,抑郁组为(11.4±0.8)pA/pF,心梗组为(9.4±0.8)pA/pF,抑郁+心梗组为(7.8±1.1)pA/pF(组间比较P0.05)。各组的恢复时间常数如下:对照组(23.77±6.32)ms,抑郁组(25.52±6.97)ms,心梗组(28.61±4.71)ms,抑郁+心梗组(34.78±7.53)ms。与对照组比较,抑郁+心梗组恢复时间常数显著增加(P0.05)。结论抑郁能导致心梗后心室肌细胞Ito电流密度显著下降,使失活后恢复减慢。     

大鼠急性低氧运动对心肌细胞瞬时外向钾电流的影响

目的 通过建立大鼠急性低氧运动模型,观察大鼠单个心室肌细胞瞬时外向钾电流(Ito)的改变,在细胞水平探究模拟高原低氧条件下力竭运动对心脏电生理的影响.方法 将40只健康雄性清洁级SD大鼠随机分为低氧运动组、低氧安静组、常氧运动组和常氧安静组,每组10只.利用小动物低压氧舱和常氧状态下进行力竭运动试验.取出各组大鼠心脏,...     

稳心颗粒甘松提取物对大鼠心室肌细胞钠电流和瞬时外向钾电流激活动力学的影响

目的研究步长稳心颗粒中甘松提取物对大鼠心室肌细胞钠电流(INa)、瞬时外向钾电流(Ito)激活动力学的影响。方法采用全细胞膜片钳技术,研究10 g/L甘松提取物对急性分离的成年大鼠心室肌细胞INa、Ito激活动力学的影响。结果①10 g/L甘松提取物使大鼠心室肌细胞INa峰值(INa,max)从-58.96±2.71 pA/pF降至-31.66±1.29 pA/pF(n=5,P<0.01);②10 g/L甘松提取物使Ito峰值(Ito,max)由3.40±1.52 pA/pF降到1.43±0.64 pA/pF(n=7,P<0.05)。10 g/L甘松提取物对INa和Ito的抑制率分别达38.2%和57.9%。结论10 g/L甘松提取物对大鼠心室肌细胞INa、Ito具有显著抑制作用。     

卡托普利对豚鼠心室肌细胞动作电位及外向延迟整流钾电流的作用

目的 探讨卡托普利对豚鼠心室肌细胞动作电位及外向延迟整流钾电流的作用。方法 采用内充3M KCL的标准微电极记录心肌动作电位。采用膜片钳全细胞技术，钳制电位-50mV，持续时间100ms，指令电位 40mV，记录外向延迟整流钾电流(Ik)最大峰电流。结果 与缺血组比较，卡托普利组APD30、APD50及ERP显著延长，APD50无显著变化。缺血组Ik幅度显著增高，而卡托普利组及卡托普利 缺血组显著降低。各组电流—电压关系曲线形态虽无显著变化，但缺血组显著上移，而卡托普利组、卡托普利 缺血组比缺血组下移。结论卡托普利降低外向钾电流及延长APD30、APD50和ERP。     

正丁酸钠对大鼠心室肌细胞瞬时外向钾通道的影响

目的研究正丁酸钠对大鼠心室肌细胞瞬时外向钾通道(Ito)的影响。方法酶解法分离单个心室肌细胞,采用全细胞膜片钳技术,研究0.5,2,5mmol/L浓度的正丁酸钠对急性分离的成年大鼠心室肌细胞Ito动力学特性的影响。结果 0.5,2,5mmol/L的正丁酸钠对Ito峰电流的抑制率分别为2.19%±3.35%,39.56%±7.92%,73.63%±5.37%。使Ito电流的I-V曲线下移,失活曲线左移、失活后恢复曲线右移。结论正丁酸钠对Ito具有抑制作用,使得Ito失活加快,失活后恢复时间延长。     

奎尼丁对正常大鼠心室肌细胞瞬间外向钾电流的影响

研究大鼠心室肌细胞瞬间外向钾电流(Ito1)的特性及奎尼丁对其的影响,从而从细胞离子的层面去探讨奎尼丁作为治疗Brugada综合征的侯选药物的机制。用酶解法分离大鼠单个左室细胞,应用膜片钳全细胞方法记录Ito1,观察不同浓度的奎尼丁对心室肌细胞Ito1的作用。结果:①大鼠心室肌细胞具有强大的Ito1,在0.2Hz,+70mV和32℃条件下,其平均峰值Ito1强度和密度分别为1940±440pA和12.9±2.6pA/pF;②在奎尼丁1,2.5,5,7.5,10μmol/L不同的浓度下,奎尼丁抑制Ito1程度越明显(自身对照P<0.05),其作用呈浓度依赖性。结论:奎尼丁可以通过抑制Ito1,延长动作电位的复极时程,此很有可能是其作为治疗Brugada综合征的侯选药物的机制之一。     

丹酚酸B对大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流和L型钙电流的阻滞作用

目的研究从丹参中分离提取的药物单体——丹酚酸B对大鼠心肌细胞上的瞬时外向钾电流(Ito)、内向整流钾电流(IK1)和L型钙电流(ICa,L)的电生理学作用。方法用酶解法分离大鼠心室肌细胞,全细胞膜片钳技术记录Ito、IK1和ICa,L。每个细胞采用加药前后自身对照,用含100μmol/L丹酚酸B的细胞外液灌流心室肌细胞,记录加药前、后的电流,所有数据均在细胞破膜后20min内完成。结果 100μmol/L的丹酚酸B对Ito和ICa,L具有抑制作用,使Ito和ICa,L最大激活峰值电流密度下降,电流密度-电压曲线下移;且丹酚酸B主要抑制Ito的快速电流成分Itof,而对Ito的缓慢电流成分Itos无明显作用。在60mV测试电压下,Itof的最大激活峰值电流密度从23.51±3.29pA/pF降为16.85±2.36pA/pF,抑制率为28.31%±10.6%(n=8,P0.05)。在-10mV测试电压下,100μmol/L丹酚酸B作用后ICa,L的最大激活峰值电流密度从-8.66±-2.40pA/pF降为-5.91±-2.14pA/pF,抑制率为31.84%±10.23%(n=11,P0.05)。丹酚酸B使Ito通道失活后的恢复减慢,但不改变ICa,L的通道动力学。丹酚酸B对IK1无显著作用。结论丹酚酸B对Ito和ICa,L具有阻滞作用,而对IK1无显著作用。     

心肌细胞瞬时外向钾电流与相关疾病的研究进展

瞬时外向钾电流(Ito)是心肌细胞动作电位复极1期的主要成分,能影响动作电位形态和动作电位时程。Ito通道分布具有组织特异性,因此Ito具有一定的异质性,此异质性与心脏电信号传导有关。Ito受许多调控因素的影响,在大多数常见心脏疾病如J波综合征、心力衰竭、心肌梗死和心房颤动等中,都能发现Ito密度及通道表达的改变。     

亚麻酸对心力衰竭人心房肌细胞瞬时外向钾电流的影响

探讨亚麻酸对心力衰竭病人心房肌细胞瞬时外向钾电流 (Ito)的作用。应用膜片钳全细胞记录技术 ,记录细胞外应用亚麻酸 (十八碳二烯酸 )前后人心房肌细胞Ito。结果表明 :①亚麻酸对人心房肌细胞的Ito抑制作用表现为浓度依赖性 ,2 .5 ,5及 10 μmol/L的抑制率分别为 16 %± 4%、2 8%± 6 %和 5 1%± 6 % (P <0 .0 5 ) ,但无频率依赖性。②用药前后Ito的激活曲线几乎重叠 ,5 0 %的通道激活电压分别为 19.5± 1.7和 17.6± 1.4mV(P >0 .0 5 ) ;用药后的电流失活曲线左移 ,V1/2 电压为 - 33.3± 2 .4和 - 44 .4± 3.1mV ,即左移 11.2± 1.2mV(P <0 .0 1)。③Ito恢复 5 0 %的时间延长 ,即从 39.3± 3.4到 85 .1± 5 .8ms(P <0 .0 1)。结论 :亚麻酸对心力衰竭病人心房肌细胞Ito具有抑制作用 ,延长该通道的恢复时间     

二十二碳六烯酸对Sprague-Dawley大鼠心室肌细胞动作电位和瞬时外向钾离子流的作用

目的 探讨二十二碳六烯酸(DHA)对Sprague-Dawley大鼠心窜肌细胞动作电位(AP)和瞬时外向钾离子流(Ito)的作用.方法 采用酶消化法获得大鼠耐钙心室肌细胞,以全细胞膜片钳技术分别记录加入 DHA 10、20、40、60、80、100、120 和200 μmol/L 后大鼠心室肌细胞AP和Ito的变化.结果 (1)当 DHA 浓度大于30 μmol/L时,动作电位时程(APD)逐渐延长,且呈浓度依赖性(P<0.05);当 DHA 浓度在0～30 μmoL/ L 时,随着 DHA 浓度增加,APD 延长不明显(P>0.05);加入不同浓度DHA后,在5 min内 APD 随时间延长而逐渐延长,5 min后 APD 基本固定.(2)加入不同浓度DHA 后,随着 DHA 浓度增加,Ito逐渐降低,DHA对Ito呈浓度依赖性阻滞(P<0.05).DHA 对Ito半效抑制浓度为58.3 μmoL/ L.结论 当加入不同浓度 DHA 后,APD 随着 DHA 浓度增加而逐渐延长,Ito逐渐降低,DHA 对 AP 和Ito的影响可能足其抗心律失常作用的机制之一.     

小檗碱对大鼠心室肌细胞短暂外向钾电流的影响

目的研究小檗碱对大鼠心室肌细胞膜短暂外向钾电流(Ito)的影响,探讨小檗碱在离子通道水平的药理作用机制。方法用急性酶解法分离大鼠心室肌细胞,应用膜片钳全细胞记录技术,观察不同浓度的小檗碱对Ito的影响。结果小檗碱(1,3,10,30,100,300μmol/L)可浓度依赖性地降低Ito,半数抑制浓度(IC50)为40.21μmol/L,30μmol/L小檗碱可使Ito电流-电压曲线下移,但不改变曲线形状。小檗碱使Ito失活曲线向负电位方向变化,半数失活电压减小;对激活曲线无明显影响,未改变Ito激活特性。结论小檗碱可浓度依赖性地阻滞大鼠心室肌细胞的Ito。     

西洛他唑对大鼠右心室肌细胞瞬间外向钾电流的影响

目的 :观察西洛他唑对大鼠右心室肌细胞瞬间外向钾电流 (Ito1)的影响 ,探讨西洛他唑抗心律失常作用的确切机制。方法 :酶解法分离SD大鼠右心室肌细胞 ,采用全细胞膜片钳技术记录右心室肌细胞Ito1。结果 :5 0 μmol/L西洛他唑显著降低Ito1,使Ito1幅值由加药前 (12 .7± 0 .5 ) pA/ pF降至 (7.6± 0 .4 ) pA/ pF ,降低 (4 0 .1± 3.0 ) % (P <0 .0 1,n =9)。在 1～ 5 0 μmol/L范围内 ,西洛他唑的作用呈浓度依赖性 ,半抑制浓度为 (17.2±2 .2 ) μmol/L。此外 ,该药对Ito1电压依赖性的激活和失活曲线无显著影响。结论 :西洛他唑浓度依赖性地阻滞大鼠右心室肌细胞的Ito1。     

二十二碳六烯酸对大鼠心室肌细胞钠通道和瞬时外向钾通道的影响

目的 研究二十二碳六烯酸(DHA)对大鼠心室肌细胞钠通道电流(INa)和瞬时外向钾通道电流(Ito)的动力学影响.探讨DHA抗心律失常的机制.方法 采用膜片钳技术在全细胞模式下,记录20、40、60、80、100和120μmol/L DHA对大鼠心室肌细胞INa和Ito的影响.结果 (1)DHA对INa呈浓度依赖性阻滞,使稳态失活曲线左移、失活后恢复时间延长,对稳态激活曲线无影响.在指令电压-30 mV,上述浓度DHA对INa阻滞分别为(1.51±1.32)%、(21.13±4.62)%、(51.61±5.73)%、(67.62±6.52)%、(73.49±7.59)%和(79.95±7.62)%(P<0.05,n=20),DHA对INa的半效作用浓度为(47.91±1.57)μmol/L.(2)DHA对Ito呈浓度依赖性阻滞,使稳态失活曲线左移、失活后恢复时间延长,对稳态激活曲线无影响.在指令电压+70 mV,上述浓度DHA对Ito阻滞分别为(2.61 ±0.26)%、(21.79±4.85)%、(63.11±6.57)%、(75.52 ±7.26)%、(81.82 ±7.63)%和(84.33±8.25)%(P<0.05,n=20),DHA对Ito的半效作用浓度为(49.11±2.68)μmol/L.结论 DHA对钠通道和瞬时外向钾通道的抑制作用可能是其抗心律失常机制之一.

Abstract：

Objective To investigate the effects of docosahexaenoic acid(DHA)on sodium channel current(INa)and transient outward potassium channel current(Ito)in rat ventricular myocytes and to evaluate potential anti-arrhythmic mechanisms of DHA.Methods INa and Ito of individual ventricular myocytes were recorded by patch-clamp technique in whole-cell configuration at room temperature.Effects of DHA at various concentrations(0,20,40,60,80,100 and 120 μmol/L)on INa and Ito were observed.Results (1) INa was blocked in a concentration-dependent manner by DHA,stably inactivated curves were shifted to the left,and recover time from inactivation was prolonged while stably activated curves were not affected by DHA.At-30 mV,INa was blocked to(1.51 ±1.32)%,(21.13±4.62)%,(51.61 ±5.73)%,(67.62 ±6.52)%,(73.49±7.59)%and(79.95±7.62)%in the presence of above DHA concentrations(all P<0.05,n=20),and half-effect concentration(EC50)of DHA on INa was(47.91±1.57)μmol/L(2) Ito were also blocked in a concentration-dependent manner by DHA,stably inactivated curves were shifted to the left,and recover time from inactivation was prolonged with increasing concentrations of DHA,and stably activated curves were not affected by DHA.At+70 mV,Ito was blocked to(2.61 ±0.26)%,(21.79±4.85)%,(63.11 ±6.57)%,(75.52 ±7.26)%,(81.82 ±7.63)%and(84.33±8.25)%,respectively,in the presence of above DHA concentrations(all P<0.05,n=20),and the EC50 of DHA on Ito was(49.11±2.68)μmol/1.Conclusion The blocking effects of DHA on APD and Ito may serve as one of the anti-arrhythmia mechanisms of DHA.     

Mechanisms underlying rate-dependent remodeling of transient outward potassium current in canine ventricular myocytes

Transient outward K+ current (I to) downregulation following sustained tachycardia in vivo is usually attributed to tachycardiomyopathy. This study assessed potential direct rate regulation of cardiac I(to) and underlying mechanisms. Cultured adult canine left ventricular cardiomyocytes (37 degrees C) were paced continuously at 1 or 3 Hz for 24 hours. I to was recorded with whole-cell patch clamp. The 3-Hz pacing reduced I to by 44% (P<0.01). Kv4.3 mRNA and protein expression were significantly reduced (by approximately 30% and approximately 40%, respectively) in 3-Hz paced cells relative to 1-Hz cells, but KChIP2 expression was unchanged. Prevention of Ca2+ loading with nimodipine or calmodulin inhibition with W-7, A-7, or W-13 eliminated 3-Hz pacing-induced I to downregulation, whereas downregulation was preserved in the presence of valsartan. Inhibition of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase (CaMK)II with KN93, or calcineurin with cyclosporin A, also prevented I to downregulation. CaMKII-mediated phospholamban phosphorylation at threonine 17 was increased in 3-Hz paced cells, compatible with enhanced CaMKII activity, with functional significance suggested by acceleration of the Ca2+i transient decay time constant (Indo 1-acetoxymethyl ester microfluorescence). Total phospholamban expression was unchanged, as was expression of Na+/Ca2+ exchange and sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase proteins. Nuclear localization of the calcineurin-regulated nuclear factor of activated T cells (NFAT)c3 was increased in 3-Hz paced cells compared to 1-Hz (immunohistochemistry, immunoblot). INCA-6 inhibition of NFAT prevented I to reduction in 3-Hz paced cells. Calcineurin activity increased after 6 hours of 3-Hz pacing. CaMKII inhibition prevented calcineurin activation and NFATc3 nuclear translocation with 3-Hz pacing. We conclude that tachycardia downregulates I to expression, with the Ca2+/calmodulin-dependent CaMKII and calcineurin/NFAT systems playing key Ca2+-sensing and signal-transducing roles in rate-dependent I to control.     

缺血后处理对大鼠心室肌细胞内向整流钾电流和动作电位的影响

目的探讨缺血后处理(IPC)对大鼠心室肌细胞内向整流钾电流(IK1)和动作电位的影响及机制。方法实验分IPC组、缺血/再灌注(I/R)组、单纯灌流(SP)组,利用大鼠心脏建立离体灌注模型,采用胶原酶酶解法分离得到大鼠单心室肌细胞,采用膜片钳全细胞技术分别记录三组心室肌细胞电流和动作电位的变化。结果在-120mV和-30mV刺激电压水平,IK1电流密度:IPC组低于I/R组,I/R组高于SP组(P均<0.05),IPC组同SP组无差异(P>0.05)。与SP组和IPC组比较,I/R组静息电位明显升高(P<0.05);而动作电位幅度、20%动作电位时程、50%动作电位时程、90%动作电位时程均明显下降(P<0.05)。而IPC组各值与SP组无差异(P>0.05)。结论IPC可以降低大鼠缺血/再灌注心肌细胞IK1,延长缺血/再灌注心肌细胞APD。     

替米沙坦对牵张刺激乳大鼠心房肌细胞短暂外向钾电流和动作电位的影响

目的探讨替米沙坦对牵张刺激乳大鼠心房肌细胞瞬时外向钾电流（Ito）和动作电位（AP）的影响。方法利用胰酶与Ⅱ型胶原酶混合酶解,并结合差速贴壁和5-溴脱氧尿嘧啶核苷处理得到纯化的乳大鼠心房肌细胞。实验分对照组、牵张组、替米沙坦（1μmol/L）组。采用全细胞膜片钳技术分别记录三组Ito和AP。结果在＋20~＋60 mV刺激电压水平,Ito电流密度（pA/pF）：牵张组低于对照组[＋20 mV和＋60 mV分别为（0.8±0.3）vs（2.1±0.8）和（1.6±0.4）vs（12.1±3.0）;P均〈0.01],替米沙坦组[＋20 mV和＋60 mV分别为（1.4±0.3）和（6.7±1.3）较牵张组增大,P均〈0.01]。牵张组AP复极50%、90%时程（APD50、APD90）较对照组明显缩短[（9.6±1.3 ms）vs（15.5±2.4）ms,（29.9±2.9）ms vs（56.3±3.6）ms,P均〈0.01,n=9],替米沙坦组[APD50、APD90分别为（11.7±2.0）和（41.4±4.6）ms]较牵张组APD延长（P均〈0.05）。结论牵张刺激可降低乳大鼠心房肌细胞Ito电流密度、缩短APD;替米沙坦干预可抑制牵张刺激的此作用。     

山莨菪碱对兔缺血再灌注后心室肌细胞瞬间外向钾通道电流的影响

目的建立兔心肌缺血再灌注动物模型,研究山莨菪碱对兔在体缺血再灌注后心室肌细胞Ito的影响,探讨山莨菪碱抗再灌注心律失常的细胞学离子机制。方法45只新西兰大耳白兔随机分为3组：缺血再灌注动物模型组（I—R组,结扎冠脉左前降支30min后再开放120min）,山莨菪碱治疗组（Ani组,手术前1min动物耳缘静脉注射山莨菪碱5mg／kg）和假手术对照组（只开胸不结扎血管）。观察缺血再灌注期间室性心律失常（室早、室速和室颤）的发生率及持续时间。采用酶解的方法分离缺血部位心室肌外膜单个心室肌细胞,应用全细胞膜片钳技术记录Ito结果与I—R组比较,Alli组兔室速、室颤发生率及持续时间明显下降,其心律失常的评分明显低于I—R组（2．6±0．7比3．6±0．8,P〈0．05）。对照组、I—R组和Ani组Ito电流密度（＋60mV时）分别为（17．41±3．13）pA／pF（n=15）、（9．49±1．91）pA／pF（n=11）和（16．55±2．86）pA／pF（n=10）,I—R组与对照组相比显著下降（P〈0．01）,Ani组与I—R组相比显著升高（P〈0．01）。结论山莨菪碱可降低心肌缺血再灌注期间心律失常的发生率。心肌缺血再灌注后Ito明显下降,山莨菪碱预处理可使下降的Ito上调,逆转电重构,可能为山莨菪碱降低心律失常发生率的细胞学离子机制。