心肌细胞的钙致钙释放

心肌细胞兴奋－收缩偶联由胞内钙瞬变（ｃａｌｃｉｕｍｔｒａｎｓｉｅｎｔ）中介和调控。去极化时进入细胞的少量钙通过钙致钙释放（ＣＩＣＲ）过程触发肌质网（ＳＲ）释放更多的钙，使胞浆钙浓度升高，导致收缩。近年来证明，ＳＲ钙释放呈梯级特征（ｇｒａｄａｔｉｏｎ），提出了局部控制模型（ｌｏｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｌ），以解释这种现象。钙火花（ｃａｌｃｉｕｍｓｐａｒｋ）的发现，直观地证实了基本钙释放单位的存在，进一步支持了局部控制模型。此外，钙释放通道（ＲｙＲ）的适应现象（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）可能是终止ＣＩＣＲ这一正反馈过程的负调节机制。

内皮素-1通过L-型钙通道的Ca^2＋内流和钙致钙释放诱导心肌细胞内[Ca^2＋]的增加

本研究利用fura-2-AM荧光成像和膜片钳技术,发现内皮素-1(Endothelin-1,ET-1)可显著提高大鼠分离心肌细胞内钙离子水平([Ca2+]i),激活心肌细胞钙通道.ETA受体阻滞剂BQ123能够消除ET-1提高[Ca2+]i的效应,而ETB受体阻滞剂BQ788对该效应无影响.用ryanodine受体阻断剂ryanodine(10 μmol/L)预处理,可以使ET-1诱导的[Ca2+]i的增加抑制46.7%.蛋白激酶A(PKA)的抑制剂、蛋白激酶C(PKC)的抑制剂和血管紧张素Ⅱ一型受体(AT1 receptor)的抑制剂都能够抑制ET-1诱导的[Ca2+]i的增加.本研究发现ET-1能够提高全细胞L-型钙通道电流的幅度,增加L-型钙通道单通道的开放概率.并且BQ123完全阻止了ET-1诱导的L-型钙通道开放概率增加的效应.本研究证明了ET-1通过一系列机制调节钙超载,包括L-型钙通道的激活,钙致钙释放(CICR),ETA受体,PKC,PKA和血管紧张素Ⅱ一型受体也参与到了这个途径中.

心肌细胞内钙波的生物力学研究

钙离子作为细胞的第二信使,调节着从激素分泌到肌肉收缩、从神经信号传递到学习记忆、从基因表达到蛋白磷酸化、从细胞生长分化到死亡等等重要生命活动。钙致钙释放是心肌细胞兴奋-收缩耦联的基本机制,钙火花则是心肌细胞钙致钙释放的基本单位。钙火花能够引起细胞质局部钙浓度升高,随着钙离子在细胞质内扩散,当高浓度钙传播到邻近的雷诺丁受体时,就有可能激发新的钙火花,从而形成钙火花的传播,这一连锁式的反应形成自传导性的钙传播,简称钙波。在病理高钙情况下,可以观察到自发传播的钙波。在很多不同类型的细胞中,都发现了低速传播的有活力的钙波。在缺少横小管的心房细胞中。

心肌细胞膜与肌质网膜的结构功能耦联及其病理重塑机制

心脏的收缩功能依赖心肌细胞膜(包括横管)与肌质网的结构耦联以及其中L型钙通道与肌质网钙释放通道之间的钙致钙释放过程。在一些病理条件下,细胞膜与肌质网的耦联结构发生重塑,钙致钙释放机制受损,心肌细胞收缩力下降。其中,junctophilin-2等蛋白分子表达量减少是心力衰竭疾病中心肌细胞收缩能力下降的关键因素。