钙瞬变交替在房颤形成中的作用

【目的】观察钙瞬变交替在快速心房起搏的犬心房肌细胞中的变化情况,探讨钙瞬变交替在房颤形成中的作用。【方法】制成快速心房起搏的致房颤犬动物模型,分成快速心房起搏组与对照组。分离心房肌细胞,使用激光扫描共聚焦显微镜测定在不同频率的电场刺激下,心房肌细胞的钙瞬变及钙瞬变交替出现的阈值频率。【结果】快速心房起搏组心房肌细胞钙瞬变交替的阈值频率(min-1)明显低于对照组(86±17vs123±11,P<0.01),同时易产生亚细胞非同步性钙瞬变交替。在30min-1的频率刺激下,快速起搏的心房肌细胞钙瞬变的达峰时间(ms)明显延长(123±1vs110±13,P=0.001),但90%的恢复时间(ms)则无统计学差异(451±79vs466±81,P=0.514)。【结论】快速心房起搏的心房肌细胞易发生钙瞬变交替,钙瞬变交替可能参与了房颤的形成,钙瞬变交替的时间可能与LCC、RyR或其耦联异常有关。

豚鼠心衰时心肌细胞收缩和钙瞬变的变化

目的探讨慢性心衰时豚鼠心肌细胞收缩及钙瞬变的变化。方法以降主动脉缩窄法及异丙肾上腺素(isoproterenol,ISO)法建立豚鼠慢性心衰模型成功后,以酶解法急性分离左室心肌细胞,然后同步检测两种心衰时心肌细胞收缩和钙瞬变的变化。结果降主动脉缩窄8周后,70%豚鼠出现呼吸困难(BPC组),而给予ISO 8周后的豚鼠(ISO组)未见明显呼吸困难,BPC组及ISO组豚鼠的左室收缩压及舒张末压显著增高,左室压上升和下降最大速率显著降低;左心室质量与体质量比值、肺质量与体质量比值及室壁厚度明显增高,均呈现明显的心衰特点。而缩窄8周后未见呼吸困难的豚鼠(BWPC组)仅左心室质量与体质量比值增加,心脏功能尚处于代偿期。两种心衰心肌细胞收缩幅度、收缩和舒张速度均明显减弱,且BPC组收缩幅度、舒张速度比ISO组减弱更明显;BWPC组的心肌细胞收缩幅度、收缩和舒张速度却明显增高。BPC组心肌细胞内舒张期钙升高,钙瞬变幅度减小,舒张期钙减少50%所需时间(T50DCa)延长;而BW-PC组心肌细胞内钙无明显变化;ISO组心肌细胞内舒张期钙和收缩期钙均降低,钙瞬变幅度也减小,T50DCa却无明显改变。结论降主动脉缩窄或给予ISO 8周后,均可造成豚鼠心衰。心衰后心肌细胞收缩功能减弱,钙瞬变幅度减小。

可视化动缘探测系统同步检测慢性心衰对豚鼠心肌细胞舒、缩功能和钙瞬变的影响

目的建立豚鼠慢性充血性心力衰竭(CHF)模型,采用可视化动缘探测系统同步检测慢性心衰对豚鼠心肌细胞舒缩功能及钙瞬变的影响。方法采用有无呼吸困难、左心室质量与体质量比值、肺质量与体质量比值、室壁厚度及血流动力学指标判断,以降主动脉缩窄法建立豚鼠CHF模型成功后,以酶解法急性分离其左室心肌细胞,用可视化动缘探测系统同步检测慢性心衰豚鼠心肌细胞收缩力和钙瞬变的变化,并与正常豚鼠心肌细胞进行比较。结果降主动脉缩窄8 wk后,出现呼吸困难的豚鼠,其左室收缩压及舒张末压显著性增高,左室压上升和下降最大速率降低;左心室质量与体质量比值、肺质量与体质量比值及室壁厚度明显增高,呈现明显的心衰指征;心衰心肌细胞与正常细胞相比,其收缩幅度、收缩和舒张速度均明显减弱;舒张期细胞内钙升高,钙瞬变幅度减小,舒张期钙减少50%所需时间延长,但收缩期钙及细胞内钙达峰时间无明显改变。结论降主动脉缩窄8 wk后,豚鼠呼吸困难是判断CHF模型形成的指标;慢性心衰可使心肌细胞收缩力下降,钙瞬变幅度减小,这为探讨慢性心衰的发生机制提供了实验依据。

毒毛旋花子苷原对正常和心衰心肌单细胞收缩力和钙瞬变的作用

目的检测毒毛旋花子苷原(Str)对正常和心衰心肌单细胞收缩力和钙瞬变的作用。方法采用降主动脉缩窄建立豚鼠慢性充血性心力衰竭模型,酶解法急性分离左室心肌细胞,同步检测Str对单个正常细胞(NC)和心衰细胞(FC)收缩力和钙瞬变的影响,并检测Str是否具有钙增敏作用。结果0.1、1、10、25μmol.L-1Str可使NC和FC收缩幅度、钙瞬变幅度呈剂量依赖性增大;同剂量时,Str对FC的作用比NC更明显;但Str对NC和FC收缩时程及钙瞬变时程均无影响。Str对NC具有钙增敏作用,而对FC没有。结论Str增加FC的收缩力和钙瞬变作用比NC更明显,而Str仅对NC具有钙增敏作用。

山莨菪碱抑制成年大鼠离体心室肌细胞钙瞬变和收缩及其机制

目的:观察山莨菪碱对大鼠离体心室肌细胞钙瞬变和收缩功能的影响并探讨其机制。方法:采用单细胞动缘探测系统和双激发荧光光电倍增系统观察山莨菪碱对大鼠离体心室肌细胞钙瞬变和收缩功能的影响,应用信号转导通路中相关受体的激动剂或拮抗剂探讨其作用机制。结果:山莨菪碱1×10-9、1×10-7、1×10-5mol·L-1可直接抑制心室肌细胞钙瞬变和收缩功能;卡巴胆碱可以消除山莨菪碱的作用,而IP3受体阻断剂肝素(1×10-6mol·L-1)和细胞膜电压依赖型钙离子通道阻滞剂维拉帕米(1×10-6mol·L-1)可以减弱山莨菪碱的作用。结论:山莨菪碱抑制心室肌细胞钙瞬变和收缩功能可能与其阻断M受体、抑制细胞内钙库钙离子释放和经过电压依赖型钙离子通道的钙离子内流有关。

黄芪对乳鼠肥大心肌细胞钙瞬变及钙调蛋白激酶Ⅱ的影响

目的:研究黄芪注射液对体外培养乳鼠肥大心肌细胞内钙瞬变及钙调蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)的影响。方法:原代培养乳鼠心肌细胞,分为对照组(不加任何干预因素)、模型组(AngⅡ刺激心肌细胞肥大)、黄芪组(AngⅡ+黄芪注射液)。MTT法确定最佳检测时间,激光共聚焦显微镜检测单个心肌细胞(给予KN-93前后)钙瞬变。Western blot法检测CaMKⅡδ蛋白含量。结果:①AngⅡ作用48h后乳鼠心肌细胞存活率下降(P<0.05);②与对照组相比,模型组总蛋白含量显著增加,黄芪组较模型组显著下降;③与对照组相比,模型组钙瞬变荧光强度变化率降低,达峰时间、峰回落时间显著增高,黄芪治疗后钙瞬变荧光强度变化率回升,并降低峰回落时间与达峰时间;④与对照组相比,模型组CaMKⅡδ的蛋白含量显著增加,黄芪组较之模型组则显著下降。⑤与对照组相比,给予KN-93后模型组仅使峰回落时间显著增加,黄芪组较模型组可显著降低峰回落时间。结论:黄芪注射液可抑制心肌细胞肥大,其机制可能与抑制钙调蛋白激酶途径中CaMKⅡδ的表达改善收缩功能有关,并可能通过其他机制而改善舒张功能。

心肌胞内钙瞬变的记录方法——快速二维扫描法与线扫描法

目的:采用共聚焦显微镜快速二维扫描方式和线扫描方式记录心肌胞内钙瞬变,并分析其优缺点。方法:标本为急性分离的SD大鼠心肌单细胞,胞内钙信号由钙指示剂fluo4-AM标记,其变化由共聚显微镜(LSM510META系统)记录。钙瞬变由局部场刺激诱发,刺激器和共聚焦成像系统之间通过触发连接同步工作。结果:快速二维扫描方式可在二维平面上反映全细胞范围内钙瞬变的动态过程,空间信息较全面;特别地,当心肌细胞由于药物或病理状态的改变而出现胞内钙稳态失衡时,快速二维扫描的结果更有利于了解胞内钙变化;其结果可制成动画,真实而直观地再现心肌细胞胞内钙瞬变的动态过程。线扫描方式的时间分辨率较高,也有一定的空间分辨率,可反映钙瞬变的时空特征,并可分析细胞收缩的情况。二种扫描方式所得的结果在实质上是一致的,但各有其侧重点和优缺点,在反映心肌细胞功能状态方面具有互补作用。结论:两种扫描方式所得的结果综合起来更有利于对胞内钙信号变化的特征和意义进行正确解读。

血管钠肽抑制异丙肾上腺素增强的大鼠心肌细胞钙瞬变

采用光谱荧光法研究血管钠肽(vasonatrin peptide,VNP)对心肌细胞内钙瞬变的作用及其机制,观察钠尿肽鸟苷酸环化酶(guanylate cyclase,GC)受体的特异性阻断剂(HS-142-1)、8-溴-环磷酸鸟苷(8-Br-cGMP)和镁蓝(methylene blue,MB)对心肌细胞内钙瞬变的影响。结果显示,异丙肾上腺素(isoproterenol,Iso)(10^(-10)～10^(-6)mol/L)可剂量依赖性地引起心肌细胞内钙瞬变增强,相对于对照组分别增强(13±8)%(P>0.05)、(26±13)%(P<0.05)、(66±10)%(P<0.01)、(150±10)%(P<0.01)和(300±25)%(P<0.01)。此效应可被β肾上腺素受体阻断剂普萘洛尔(10^(-6)mol/L)所阻断。VNP(10^(-10)～10^(-6)mol/L)可剂量依赖性地抑制Iso(10^(-8)mol/L)引起的心肌细胞内钙瞬变幅值的升高,相对于Iso(10^(-8)mol/L)分别减弱(99±3)%(P>0.05)、(96±2)%(P<0.05)、(84±6)%(P<0.01)、(66±3)%(P<0.01)和(62±3)%(P<0.01)。8-Br-cGMP(10^(-7)～10^(-3)mol/L)也可剂量依赖性地抑制Iso(10^(-8)mol/L)引起心肌细胞内钙瞬变的增强。HS-142-1(2×10^(-5)mol/L)使VNP的作用几乎完全消失。MB是GC的抑制剂,10^(-5)mol/L MB不但使VNP的作用完全消失,而且增强Iso对心肌细胞内钙瞬变的效应。VNP和HS-142-1本身对心肌细胞内钙瞬变无显著影响。而MB使心?

心肌细胞钙瞬变和细胞收缩的激光共聚焦成像研究

目的:游离钙离子参与机体的多种重要生理功能。本研究着重探讨如何利用激光共聚焦显微镜线扫描成像技术同时记录正常情况下心肌细胞的钙瞬变以及由此引起的细胞收缩过程。方法与结果:本研究以分离的心室肌细胞为对象,通过局部场刺激诱发细胞的钙瞬变和收缩,同时配合使用激光共聚焦显微镜成像系统,以线扫描方式记录实验结果。结果表明,钙瞬变先于细胞收缩发生(约早31ms),而收缩最大处远落后于钙瞬变峰值发生处(约慢346ms)。结论:激光共聚焦显微镜线扫描成像技术具有较好的时间分辨率和空间分辨率,其实验结果直观、明确、可靠,是较理想的研究钙瞬变和细胞收缩的光学记录方法。

胞外钙及胞内钙库钙在膀胱ICCs细胞自发性钙瞬变中的作用

目的观察离体活膀胱肌条铺片中卡哈尔间质细胞(interstitial cells of cajal,ICCs)自发性钙瞬变,并检测胞外钙及胞内钙库钙对ICCs细胞自发性钙瞬变的影响,探讨ICCs细胞自发性钙瞬变产生的机制。方法制作离体膀胱肌条铺片,生理液灌流保持肌条铺片活性。待肌条自发性收缩活动出现后,Fluo-4负载肌条铺片,激光共聚焦显微镜观察其中ICCs细胞自发性钙瞬变,随后观察尼莫地平(Nimodipine)、2-氨基乙基二苯硼酸盐(2-aminoethoxydip henylborate,2-APB)、雷诺丁(Ryanodine)、毒胡萝卜素(Thapsigargin)及无钙、高钙生理液对ICCs细胞自发性钙瞬变的影响,探讨ICCs细胞自发性钙瞬变产生的机制。结果可见离体活膀胱肌条铺片中平滑肌细胞和ICCs细胞均产生节律性自发性钙瞬变,平滑肌细胞钙瞬变频率较快,而ICCs细胞钙瞬变频率相对较慢。尼莫地平能完全抑制平滑肌细胞的自发性钙瞬变,但对ICCs细胞的自发性钙瞬变无显著影响。2-APB、雷诺丁、毒胡萝卜素及无钙生理液均可完全抑制ICCs细胞的自发性钙瞬变,高钙生理液可显著增加ICCs细胞自发性钙瞬变的频率。结论细胞外钙离子通过非L型钙离子通道入胞及细胞内钙库放钙均参与ICCs细胞自发性钙瞬变的产生。

神经肽Y对大鼠心肌细胞胞浆钙及钙瞬变的影响

目的观察神经肽Y(neuropeptide Y,NPY)对静息状态下心肌细胞胞浆钙含量及兴奋-收缩耦联过程中心肌细胞钙瞬变的影响。方法用NPY(100nmol/L)刺激Sprague-Dawley乳鼠心肌细胞24h,用荧光染料Fluo4-AM负载胞浆钙,记录静息状态下心肌细胞胞浆钙浓度,并用场刺激诱发胞浆钙瞬变。所有钙影像均由LeicaSP2激光共聚焦显微镜记录。结果NPY组心肌细胞胞浆钙含量明显高于对照组(P<0.05);场刺激诱导下NPY组心肌细胞胞浆钙瞬变幅度明显高于对照组(P<0.01),NPY组钙瞬变恢复时间明显缩短(P<0.01),钙瞬变上升时间则无显著差别。结论长时间的NPY刺激可显著影响兴奋-收缩耦联过程中钙的动态活动,并导致胞浆内钙含量增加。

大鼠膀胱平滑肌细胞自发性钙瞬变及其机制研究

目的观察大鼠离体活膀胱肌条铺片中平滑肌细胞自发性钙瞬变,并探讨平滑肌细胞自发性钙瞬变产生的机制。方法制作大鼠离体膀胱肌条铺片,生理液灌流保持肌条铺片活性。采用Fluo-4负载肌条铺片,激光共聚焦显微镜法观察其中平滑肌细胞自发性钙瞬变,并观察尼莫地平(Nimodipine)、2-氨基乙基二苯硼酸盐(2-aminoethoxydiphenylbo-rate,2-APB)、雷诺丁(Ryanodine)、毒胡萝卜素(Thapsigargin)对平滑肌细胞自发性钙瞬变的影响,探讨平滑肌细胞自发性钙瞬变产生的机制。结果可见大鼠离体活膀胱肌条铺片中平滑肌细胞产生节律性自发性钙瞬变,自发性钙瞬变幅度(F/F0)和频率分别为(2.20±0.13)和(10.31±2.74)次/min。L型钙离子通道阻断剂Nimodipine能完全抑制平滑肌细胞的自发性钙瞬变,2-APB、Ryanodine可将钙瞬变幅度分别降低至(1.98±0.14)、(1.81±0.11),而相应的钙瞬变频率则被减少为(8.18±1.97)(P<0.05,n=18)、(7.59±2.16)次/min(P<0.01,n=17)。Thapsigargin可抑制平滑肌自发性钙瞬变幅度至(1.76±0.11)(P<0.01,n=20),但对钙瞬变频率却无显著影响。结论细胞外钙离子通过L型钙离子通道入胞在平滑肌细胞自发性钙瞬变产生中起主要作用,而细胞内钙库中的钙释放入细胞质可能起辅助作用。

肾血管性高血压对大鼠心肌细胞舒缩功能、钙瞬变及其钙敏感性的影响

目的探讨高血压对大鼠心肌细胞舒缩功能、钙瞬变及钙敏感性的影响。方法制备一肾一狭窄(1klc)大鼠高血压模型,以酶解法急性分离左室心肌细胞,采用可视化动缘探测系统同步观察肾血管性高血压大鼠心肌细胞的收缩力、钙瞬变以及不同浓度CaCl2对肾血管性高血压大鼠心肌细胞收缩力和钙瞬变的影响。结果与假手术大鼠心肌细胞相比,肾血管性高血压大鼠心肌细胞收缩幅度明显增加,收缩和舒张速度明显加快,而其收缩期和舒张期细胞内钙、钙瞬变幅度及胞内钙动力学参数无明显变化。在不同浓度外钙作用时,高血压大鼠心肌细胞的收缩幅度—荧光强度比值曲线左移。结论在高血压的代偿期肾血管性高血压大鼠心肌细胞收缩力增加,其机制可能与高血压增加心肌细胞对钙的敏感性有关。

哇巴因对心肌细胞钙瞬变及收缩力的作用

目的检测哇巴因对正常大鼠和阿霉素所致心衰大鼠左心室肌细胞的收缩力、钙瞬变和舒张期钙影响。方法腹腔注射阿霉素制备大鼠心衰模型,以改良的Langendorff装置分离心肌细胞,负载Fluo-4钙荧光染料后采用IonOptix可视化细胞动缘探测系统检测哇巴因对大鼠心肌细胞收缩功能、舒张期钙及钙瞬变的变化。结果哇巴因可浓度依赖性增加正常大鼠心肌细胞收缩力和钙瞬变,3×10-7 mol·L-1哇巴因即明显增加收缩力和钙瞬变,但对心衰大鼠心肌细胞,1×10-5 mol·L-1哇巴因才明显增加心肌细胞收缩力和钙瞬变;哇巴因也可增加正常大鼠和心衰大鼠心肌细胞舒张期钙。结论哇巴因能够增加心肌细胞收缩力、钙瞬变和舒张期钙,阿霉素所致心衰大鼠心肌细胞较正常细胞不敏感。

如何测定心肌细胞内的钙瞬变

细胞内钙具有重要的生理学意义 ,心肌细胞内钙瞬变是触发心肌细胞收缩的必要条件。以 fura-2为细胞内钙指示剂 。

抗钠钙交换体特异位点抗体对大鼠单个心室肌细胞钙瞬变的影响

目的:观察抗钠钙交换体(Sodium calcium exchanger,NCX)特异位点_(124)HNFTAGDLGPSTIVGSAAFNMF_(145)抗体对正常成年大鼠心室肌细胞钙瞬变的影响。方法:利用Langendorff灌流方法,分离得到单个大鼠心室肌细胞;负载荧光染料Fura-2/AM和2%牛血清白蛋白后,利用离子影像分析系统记录激发光为340 nm和380 nm时心室肌细胞成对系列图像,计算钙瞬变峰值(F340/F380)、细胞钙恢复90%时程(TR_(90))以及钙敏感性(F340/F380与细胞缩短数值的比值)。结果:抗NCX特异位点抗体可以增加正常成年大鼠单个心室肌细胞F340/F380,缩短TR_(90),对钙敏感性无显著影响;尼卡地平和KB-R7943分别预处理心室肌细胞可以抵消大部分抗体对F340/F380和TR_(90)的增加或缩短效应,联合使用二者预处理心室肌细胞后,该抗体对钙瞬变不再有显著影响。结论:抗NCX特异位点_(124)HNFTAGDLGPSTIVGSAAFNMF_(145)抗体可以增加心室肌细胞钙瞬变峰值,同时缩短细胞钙恢复时程,这种效应主要与其激动L-型Ca^(2+)通道和NCX的作用有关。

心肌细胞钙瞬变信号的研究进展

心肌细胞钙瞬变信号是指细胞动作电位或其他原因引起心肌细胞内游离Ca2+浓度迅速波动的现象,包括钙火花、钙波、钙震荡、钙星、钙空穴等。钙瞬变信号的幅度及时程受细胞膜L型钙通道、肌浆网膜钙释放通道、钙-ATP酶、瞬时受体电位蛋白、连接素等的影响。钙瞬变信号与心肌细胞的收缩性及传导性相关,并参与了心肌肥厚、心力衰竭等疾病发生发展过程。

Neuregulin-1对小鼠心室肌细胞钙瞬变的影响

目的观察Neuregulin-1(NRG-1)对正常小鼠心室肌细胞钙瞬变的影响。方法 9只雄性C57BL/6小鼠,随机分为3组:空白组、NRG-1组、异丙肾上腺素组(即ISO组)。分别取其心脏,经主动脉逆行插管后行Langendorff灌流,以常规酶解法分离获得单个心室肌细胞,负载Fluo-4钙荧光染料后,分别先后给予各组细胞0.5、1 Hz的电场刺激,运用活细胞工作站,记录每组细胞荧光强度的变化。结果与空白组相比,NRG-1组能显著升高钙瞬变幅值ΔF/F0(n=10,P<0.05),能缩短钙恢复时间RT50(从刺激开始至恢复到基线50%的时间)(n=10,P<0.05);与ISO组相比,NRG-1组钙瞬变幅值、钙恢复时间、达峰时间均无显著差异(n=10,P>0.05)。结论 NRG-1能升高正常心肌细胞钙瞬变幅度,缩短钙瞬变时程。

离子影像系统测定分离的单个心肌细胞钙瞬变和收缩

目的 建立一种单细胞钙瞬变的测定方法。方法 选用正常和心肌肥厚Wistar大鼠 ,分离出心肌细胞 ,用新购进的离子影像分析系统进行钙瞬变和收缩的测定。结果和结论 该系统可用于同步测定钙瞬变和细胞收缩。

多非替利衍生物CPU228(V03)对大鼠心室肌细胞钙瞬变的调节

目的 :在β 受体激动情况下 ,研究多非替利衍生物CPU 2 2 8对电刺激触发心肌细胞的胞浆Ca2 + 浓度([Ca2 + ]i)变化及钙瞬变动力学参数的影响。方法 :游离单个大鼠心室肌细胞 ,Fluo 3 AM负载 ,电刺激诱发心室肌细胞钙瞬变 ,定量测定心室肌细胞内Ca2 +浓度变化 ,异丙肾上腺素 (isoproterenol,ISO) 10 0nmol·L-1激动β 受体 ,观察CPU 2 2 81μmol·L-1对钙瞬变动力学参数、[Ca2 + ]i 及钙负荷水平的影响。结果 :CPU2 2 81μmol·L-1对大鼠心室肌细胞 [Ca2 + ]i 的影响不明显 (P >0 .0 5 ) ;ISO 10 0nmol·L-1显著升高大鼠心室肌细胞 [Ca2 + ]i 和细胞内钙负荷水平 ,缩短钙瞬变时程 ,并且增加钙瞬变的消除速率。CPU 2 2 81μmol·L-1显著抑制ISO的上述作用。结论 :在β 受体激动情况下 ,CPU 2 2 8可以降低心肌细胞 [Ca2 + ]i,使ISO改变的钙瞬变动力学参数恢复到正常水平。