冬眠动物黄鼠心肌兴奋收缩耦联钙源的实验分析

本文比较冬眠动物黄鼠冬眠状态和活动状态心肌收缩的力一频率关系和力－间歇关系，以及Ｃｄ２＋和ｒｙａｎｏｄｉｎｅ对其动作电位和收缩力的影响。结果表明：（１）提高刺激频率对活动组具有负变力作用，而对冬眠组则是收缩为先增加后减弱的双相变化；冬眠组具有较强的间歇后收缩，并且刺激频率对其具有较强的调制作用；（２）与活动组相比，冬眠组动作电位前期时程和收缩期较短，收缩力较大，Ｃｄ２＋对其影响较小，但ｒｙａｎｏｄｉｎｅ对其收缩力有较强的抑制作用。上述结果从不同角度说明，黄鼠冬眠期间降低了其心肌兴奋收缩耦联对胞外钙内流的依赖性，强化了其心肌肌质网的钙源功能，这可能是冬眠动物心脏耐寒适应的重要条件。

心脏的兴奋收缩耦联与心电图

心脏的基本功能和基本的活动形式有两种：电活动和机械活动。在每一个心动周期中都是电活动在前，机械活动在后，两者相差40-60ms。形成了兴奋与收缩的耦联。人们常把心脏比喻为循环系统中的一个动力泵，更确切地说心脏是一个电驱动的机械泵。

早期胚胎心肌细胞兴奋收缩耦联模式

目的研究胚胎心肌细胞兴奋收缩耦联的机理;方法使用膜片钳与钙离子浓度分析系统测量酶消化法得到的小鼠胚胎心肌细胞的膜电位与细胞内钙离子浓度;结果细胚胎心肌细胞存在两种兴奋收缩耦联模式,一种与正常成熟心肌细胞的兴奋收缩耦联模式类似,与细胞膜上的钠通道、L-钙离子通道相关;另一种由细胞内钙振荡诱发,这种钙振荡通过细胞膜上的钠钙交换蛋白引起了细胞膜电位的小幅度变化,该模式是一种更基本的兴奋收缩模式。近似熵分析表明,与后一种模式相比较,前一种模式的规律性更强。结论胚胎心肌细胞存在两种兴奋收缩耦联模式。

心肌兴奋收缩耦联过程中的钙调控

联系以膜电位变化为特征的细胞兴奋和以肌丝滑行为基础的肌肉收缩的中介过程通常称为兴奋收缩耦联。在所有参与调控心肌收缩功能的离子中,钙离子被认为是最重要的介导因子,因此验明钙离子参与介导心肌兴奋收缩耦联的方式和途径等特征无疑有益于更好地理解心脏的生理功能。

尼可地尔对离体豚鼠乳头肌兴奋收缩耦联的影响

目的通过检测ATP敏感性钾离子通道开放剂-尼可地尔(Nicorandil)对离体豚鼠乳头肌标本的张力和动作电位在缺血前后的影响,明确Nicorandil的心肌保护作用,探讨其细胞水平的作用机制。方法将40只健康成年豚鼠迅速分离乳头肌,随机分为4组:1.ST组;2.G组;3.N组;4.GN组。观察并记录缺血停跳前后电生理和张力参数变化情况。结果N组的APD50、APD90、复跳时间显著低于ST组和GN组(P<0.05);N组的张力恢复率显著高于其它各组(P<0.01)。结论Nicorandil有明确的心肌保护作用;高浓度的Nicorandil的心肌保护作用与其开放ATP敏感性钾离子通道的作用直接相关,但不排除其它的辅助机制共同作用;Nicorandil与传统的冷高钾停跳液合用有明显的协同心肌保护效果。

β-肾上腺素受体调控心肌细胞兴奋收缩耦联的分子过程研究

兴奋收缩耦联是肌细胞兴奋期间由动作电位触发肌质网释放钙离子，从而导致收缩的过程。心肌细胞的兴奋收缩耦联是通过“钙致钙释放（Ca^2＋-induced Ca^2＋ release）的机制完成的。兴奋期间，细胞膜电位的去极化导致电压依赖性的L．型钙通道（LCC）开放，细胞外钙离子通过LCC流入细胞，激活了肌质网膜上称为ryanodine受体（RyR）的钙释放通道，后者从肌质网钙库中释放钙离子，使细胞质游离钙浓度迅速上升。细胞质钙浓度的升高一方面启动细胞收缩，另一方面激活了肌质网钙泵和细胞膜钠钙交换，二者分别将钙离子运回肌质网或细胞外，使细胞质钙浓度很快回落，从而完成了一次“钙瞬变（Ca^2＋ transient）”。钙瞬变在每个心动周期发生一次，是直接控制细胞收缩的细胞内信号。

心肌细胞兴奋收缩耦联的分子机制

肌细胞兴奋时,动作电位通过电压门控钙通道激活肌质网钙释放,由此引发的细胞内钙离子的瞬时升高驱动细胞收缩,这个过程叫做兴奋收缩耦联.21世纪以来,随着钙成像技术和分子细胞生物学技术的联合应用,心肌兴奋收缩耦联的分子机制逐步阐明.本文结合本实验室的相关研究,系统总结该领域的前沿进展,包括钙释放通道的分子性质、电压门控钙通道激活肌质网钙释放通道的动力学过程、生理调控以及病理变化.

基于钙通道及心肌收缩机制探讨强心药的应用

心力衰竭是各种心血管疾病的末期阶段,临床表现复杂,难以根治。心肌收缩功能下降是心力衰竭发生的重要原因之一。钙通道在心肌收缩舒张过程中具有关键调控作用,心肌收缩蛋白、心肌能量代谢、心肌兴奋收缩耦联在心脏疾患后期受到各种理化因素影响而出现异常,引起心肌收缩力减弱。心肌收缩功能正常对于维持人体正常生命活动具有决定性意义,临床常根据具体状况分类应用强心药以改善心肌收缩力,效果显著。随着医学技术的进步,强心药种类增多且优势更加突出,未来仍需进一步探讨。

心肌兴奋-收缩耦联在出生后哺乳动物发育中的变化

兴奋-收缩耦联是心肌收缩的关键机制,由于出生后早期未成熟心肌与成熟心肌结构组成存在极大差异,因此这两个阶段心肌兴奋-收缩耦联调控机制有很大的不同。虽然成年心肌兴奋-收缩耦联的机制已很清楚,但调控未成熟心肌此过程的机制则尚待阐明。对这种"未成熟机制"的深入了解对于小儿先天性心脏病的治疗有着不容忽视的指导意义。未成熟心肌不同于成熟心肌兴奋-收缩耦联过程之处主要是参与此过程的钙通道的差异,本文通过与成熟心肌细胞兴奋-收缩耦联机制的比较,综述未成熟心肌细胞在出生后发育过程中调控细胞内Ca2+的各种通道的表型变化以及参与心肌兴奋-收缩耦联过程的机制变化。

心肌细胞兴奋-收缩耦联过程中钙离子调控的研究进展

Ca2+作为细胞内重要的信使在心肌细胞兴奋-收缩耦联过程中起到重要作用,我们将钙离子对心肌细胞兴奋-收缩耦联过程的调控分为三个阶段:上游调控(胞浆中Ca2+升高),中枢调控(Ca2+与肌钙蛋白C结合),下游调控(粗细肌丝结合,形成横桥循环)。本文将对近几年发现的Ca2+在兴奋-收缩耦联过程中的调控作用进行介绍。

室性期前收缩新机制:收缩兴奋耦联

心脏的基本功能和基本活动形式有两种:电活动和机械活动.通常认为,在每一个心动周期中都是电活动在前,机械活动在后,两者相差40～60 ms,形成了兴奋收缩的耦联.心肌组织或心肌细胞电活动的发生时间、起源部位及传导路径决定了其后心脏的机械活动.但在连续的心动周期中,机械性收缩也对下一次电活动有充分的影响,称为机械电反馈,晚近有人提出室性期前收缩发生的新机制与其有关,并称为收缩-兴奋耦联.

成年大鼠心肌细胞分离培养及兴奋-收缩耦联表征

目的比较两种细胞分离液分离成年大鼠心肌细胞,进一步表征成年大鼠心室肌细胞兴奋-收缩耦联。方法 Langendorff装置进行主动脉逆流灌流,分别用两种细胞分离液分离成年大鼠心肌细胞,无血清培养并进行腺病毒感染。显微镜下观察单个心肌细胞的形态学特点,荧光显微镜下检测病毒感染。采用IonOptix仪器检测心肌细胞肌节收缩-舒张指标以及心肌细胞钙离子摄入-排出指标。结果两种分离液均可获得70%横纹清晰的长杆状心肌细胞,培养可存活7 d以上。腺病毒感染48 h,绿色荧光蛋白持续表达7 d以上。分离液一获得的心肌细胞不能很好地随电场刺激产生收缩,分离液二获得的细胞可用于检测兴奋-收缩耦联特性,心肌细胞肌节缩短分数为11.61%±2.15%,舒张时间为(0.177±0.031)s,钙瞬变幅度为30.79%±9.74%,钙瞬变衰减时间为(0.300±0.074)s。结论两种分离液均可用于分离和培养成年大鼠心肌细胞,并用于腺病毒转染等长时程研究。分离液二更适用于检测成年大鼠心肌细胞的兴奋-收缩耦联特性。

心衰心肌细胞肌浆网钙泵对兴奋收缩偶联功能的影响

目的:研究钙泵介导的钙回摄对成年大鼠心室肌细胞兴奋收缩偶联功能的影响。方法:急性分离正常组和心衰组大鼠心室肌细胞,采用激光扫描共聚焦显微镜研究肌浆网的钙容量,然后利用异丙肾上腺素(ISO,1μmol/L)激活心肌细胞β-肾上腺素受体后采用激光扫描共焦显微镜记录其对心肌细胞介导的钙释放;采用Western-blot分析心肌细胞肌浆网钙泵表达水平。结果:心衰组的钙容量显著低于对照组(n=10,P<0.01);ISO胞外灌流后,心衰组心肌细胞钙释放水平显著降低(n=10,P<0.05);心衰组钙泵表达水平低于对照组(n=6,P<0.01)。结论:钙泵介导的钙回摄能影响心肌细胞肌浆网钙容量,并进一步影响心肌细胞兴奋收缩偶联的功能。

心力衰竭时心肌收缩功能的变化、调节及干预作用

大量研究表明,心肌兴奋收缩耦联障碍在心力衰竭的发展中起关键作用,心肌的调节蛋白、收缩蛋白、钙循环和ATP是兴奋耦联的分子基础。心衰时,心肌收缩功能发生了一系列变化,改善心肌兴奋收缩耦联过程,有助于延缓心力衰竭的进程。

心肌肥厚中L-型钙通道与ryanodine受体分子间信号耦联的衰退

心脏压力负荷导致心肌肥厚的过程是心衰发生的关键环节。已有研究表明，控制心脏收缩的细胞钙致钙释放过程在心肌肥厚及心衰状态下发生缺损，但分子机制尚未阐明。我们以主动脉结扎手术建立压力负荷的大鼠心肌肥厚模型：实验组分为假手术组、代偿性肥厚组（CHT）和失代偿性肥厚组（DHT），以松钳一共聚焦成像技术研究单个L-型钙通道（LCC）与ryanodine受体（RyR）间的钙信号耦联。我们发现DHT中LCC—RyR分子耦联潜伏期延长49％，耦联成功率降低47％，失败概率提高72％，证明DHT进入了一种“分子间衰退”状态。出人意料的是，心功能正常的CHT也发生分子间衰退，并与锚定肌质网与细胞膜的junctophilin蛋白表达下降有关，表明分子间耦联衰退在细胞功能变化显现之前已经潜性地发生。与此一致，细胞兴奋期钙释放同步性降低，但钙释放总量和细胞钙瞬变在CHT并无变化。这些结果提示，在一个我们称为“稳定余量”（stability margin）的范围内，分子间耦联衰退不会影响细胞兴奋收缩耦联能力，只有分子间耦联衰退超出稳定余量，心衰才会发生。潜性的分子间耦联衰退的发现对早期防治心衰有重要意义。

怎样讲授肌细胞的收缩功能

认真讲好每一节课是每一位教师的天职,如何讲好每一节课是每一位教师终生都在探索的课题。肌细胞的收缩功能是生理学中较难理解的一节内容,怎样才能讲好此节课的内容是笔者一直在思考的问题,经过多年的教学实践,笔者认为从以下几个方面着手才能更好地让学生理解本节课的内容:创设画面情景及问题情境,导入新课,设计新课,课堂小结。希望以此和各位同仁分享,共同提高教学质量。

基于“五段式”教学的“骨骼肌细胞收缩”教学设计

作为医学生的基础核心课程,生理学在医学生整个课程学习过程中占有非常重要的地位,是每位医学及相关专业的学生必须掌握的一门课程。然而生理学课程中较多知识点抽象难以理解,对于基础知识较差的高职高专学生来说,在学习过程中难度非常大,因此将知识点化难为易,激发学生学习兴趣,使学生积极的参与到教和学的过程中,提高学生的学习的自信心是教师在进行教学设计时需要重点考虑的内容。文章以“骨骼肌细胞收缩功能”这一生理学课程中较为抽象的难点为例,采用独特的“五段式”教学法进行教学设计,充分发挥学生的主体作用,使课堂教学变得形象有趣,提高生理学教学效率。

FABP4对小鼠心室肌细胞收缩功能及钙瞬变的影响

目的观察脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白(FABP4)对小鼠心室肌细胞收缩功能及钙瞬变的影响。方法选取健康的C57BL/6小鼠76只,利用Langendorff离体心脏灌流系统获得单一心室肌细胞。将心室肌细胞分为观察组和对照组,两组均加入1.8 mmol/L Ca2+Tyrode'ssolution,观察组在此基础上分别给予0.05、0.5、5、50 nmol/L FABP4,孵育10 min。采用IonOptix单细胞动力检测系统测量细胞的收缩功能[收缩幅度(ΔSL%)、收缩最大速率(Maxdv/dt)及收缩最大速率时间(TimeofMaxdv/dt)],钙成像技术测量细胞钙瞬变的动力学变化[钙瞬变幅度(ΔF/F0)和钙回收速率(τ)]。结果与对照组比较,加入不同浓度FABP4的观察组细胞ΔSL%均降低,以加入50 nmol/L FABP4的观察组细胞降低最明显(P均<0.05);除加入0.05 nmol/L FABP4外,其余加入不同浓度FABP4的观察组细胞Maxdv/dt均降低(P均<0.05)。与对照组比较,仅加入50 nmol/L FABP4的观察组细胞TimeofMax dv/dt降低(P<0.05),加入其他浓度FABP4的观察组细胞TimeofMaxdv/dt均无明显变化(P均>0.05)。与对照组比较,加入5、50 nmol/L FABP4的观察组细胞ΔF/F0均降低(P均<0.05),加入不同浓度FABP4的观察组细胞τ均无明显变化(P均>0.05)。结论FABP4可通过降低细胞收缩速率而减少小鼠心室肌细胞的收缩幅度,但对钙瞬变的抑制作用较弱。