Na^+/Ca^(2+)交换体电流在兔左心室壁分布的异质性

目的 探讨 Na+ /Ca2 +交换体电流 (INa+ /Ca2 + )在左室肌不同部位的分布特征及其与跨壁复极异质性的关系。方法 采用全细胞膜片钳技术 ,分别记录兔左心室肌内膜下、中层及外膜下细胞的动作电位 (AP)、INa+ /Ca2 + 及 IK。结果 中层细胞 AP时程明显长于外膜下细胞 (P<0 .0 1 ) ;在 +40 m V时 ,外向 INa+ /Ca2 + 密度在中层细胞明显大于外膜下及内膜下细胞 (P分别 <0 .0 1 ,0 .0 5 ) ;在 - 1 0 0 m V时 ,内向 INa+ /Ca2 + 密度在中层细胞明显大于外膜下 (P<0 .0 5 ) ;在测试电压为 +5 0 m V时 ,中层细胞的 IKs尾电流密度明显小于外膜下细胞 (P<0 .0 5 ) ,内膜下、中层及外膜下细胞的 IKr尾电流密度无明显区别 (P>0 .0 5 )。结论 INa+ /Ca2 + 与 IKs在兔左室肌的分布具有异质性 。

细胞内Ca^2＋及Na^＋/Ca^2＋交换体在对比剂急性肾损伤中的作用

对比剂急性肾损伤（contrast induced-acute kidney injury,CI-AKI）的发病机制到目前为止尚未完全明确.有观点认为,细胞内Ca^2＋超载是CI-AKI发生的一个关键因素,在病理条件下电压依赖性钙离子通道（voltage dependence calcium channel,VDC）和Na^＋/Ca^2＋交换体（Na^＋/Ca^2＋ exchange,NCX）是引起细胞内Ca^2＋超载的主要途径.本文将对细胞内NCX介导的Ca^2＋超载引起肾小管上皮细胞损伤及血流动力学改变在CI-AKI发病机制中的作用做一综述.

Na^+/Ca^(2+)交换体重构与心力衰竭

心力衰竭 (简称心衰 )时存在着明确的Na+ /Ca2 + 交换体重构 ,主要表现为Na+ /Ca2 + 交换体的表达及功能上调 ,INa+ /Ca2 + 增强 ,并被认为是改善舒张功能的代偿性改变 ,但同时却与收缩功能的损害及心衰时室性心律失常的发生密切相关 ,预防或逆转Na+ /Ca2 + 交换体重构应成为心衰的治疗目标之一。

细胞保护新靶点——Na^+-Ca^(2+)交换体

Na+ Ca2 +交换体 (Sodium calciumexchanger,NCX)是一种双向转运蛋白 ,具生电特性 ,其产生的电流称为Na+ Ca2 +交换电流 (INa Ca)。Na+ Ca2 +交换是调节细胞内Ca2 +平衡的主要途径之一 ,更是将过多的Ca2 +排出细胞的主要方式。NCX活性受多种因素调节 ,且在心 (脑 )缺血 /再灌 ,心衰 ,早老性痴呆等病理状态下有不同程度的改变。NCX是一潜在的、重要的药物作用靶点 。

淋巴细胞膜上Na^(+)/Ca^(2+)交换操纵的Eu^(3+)内流的荧光法研究

利用Fura-2荧光浓度指示剂法、通过检测360nm激发荧光强度的变化,研究了Eu能否利用人外周血淋巴细胞膜上的Na+/Ca2+交换进入细胞。结果表明:用ouabain预处理细胞无Na+介质中测试,当加入Eu3+时,360nm荧光强度发生猝灭,且随着胞外加入的Eu3+浓度的增大而猝灭增强。表明在实验条件下Eu3+可以进入细胞。电压依赖性Ca2+通道阻断剂nicardipine对Eu3+的进入无显著影响,建议了Na+/Ca2+交换是Eu3+进入细胞的主要途径。当加入不同浓度的Eu3+和Ca2+的混和组分时,在无Na+介质中测试,结果表明Eu3+与Ca2+竞争Na+/Ca2+交换位点。在模拟胞内离子组分的EGTA缓冲液中(pH7.05),测得Eu3+与Fura-2的离解常数为4.95×10-14mol·L-1。

电针“水沟”对脑梗死大鼠脑动脉血管平滑肌中Ca^(2﹢)-ATP酶及钠钙交换体表达的影响

目的观察电针“水沟”穴对脑梗死大鼠脑动脉血管平滑肌Ca^(2﹢)-ATP酶及钠钙交换体表达变化的动态调节规律。方法130只雄性Wistar大鼠随机分为空白组、模型组、电针组、假手术组,后3组在造模后又分为3 h、6 h、12 h、24 h 4个时相组,每组10只。采用线栓法复制大鼠大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型,假手术组除不插入线栓外,其余操作同模型组。电针组在造模后即刻针刺“水沟”穴,电针刺激20 min。应用激光多普勒血流仪检测梗死侧血流量的变化,然后各组动物均按时相处死,分别分离和剪取梗死侧的大脑前动脉、中动脉和后动脉各8 mm。应用Western blot法检测血管中Ca^(2﹢)-ATP酶的相对表达量;应用RT-qPCR法检测血管中钠钙交换体1(sodium calcium exchanger 1,NCX1)及钠钙交换体3(sodium calcium exchanger 3,NCX3)mRNA的相对表达量。结果大鼠脑梗死后24 h内,与假手术组比较,模型组和电针组各时项血流量均明显下降(P<0.01);电针组大鼠在3 h、6 h、12 h时脑血流量高于模型组(P<0.05)。与空白组和假手术组比较,模型组3 h时Ca^(2﹢)-ATP酶下调(P<0.05),各时项NCX1及NCX3 mRNA表达量下调(P<0.05);与模型组比较,电针组3 h时项Ca^(2﹢)-ATP酶表达量的表达水平上调(P<0.05),3 h、6 h时项NCX1 mRNA的表达水平上调(P<0.05),3 h时项NCX3 mRNA表达水平上调(P<0.05)。结论电针干预能增加脑梗死及其周边区域血供,明显抑制脑动脉血管平滑肌上Ca^(2﹢)-ATP酶表达量及NCX1和NCX3 mRNA表达的下调,从而达到减轻脑动脉血管平滑肌内Ca^(2﹢)超载,进而维持细胞内外Na^(﹢)、Ca^(2﹢)稳态,这对于抑制缺血后血管平滑肌痉挛,保持血管功能和状态的正常,从而增加脑梗死区周围血流灌注具有重要作用,但电针的干预具有一定的时效性。

缺血再灌注小鼠心肌细胞Na^+/Ca^(2+)交换电流的改变

目的观察缺血再灌注损伤对小鼠心肌细胞Na+/Ca2+交换蛋白电流的直接影响,探讨缺血再灌注损伤中Ca2+超载的机制。方法采用全细胞打孔膜片钳技术,观察缺血再灌注损伤对急性分离的小鼠心室肌细胞Na+/Ca2+交换蛋白电流(INa/Ca)的影响。细胞外灌流代谢抑制剂(5 mmol/L氰化钠和10 mmol/L脱氧葡萄糖)模拟化学性心肌细胞缺血状态。结果缺血8m in明显抑制了小鼠心室肌细胞钠钙交换蛋白内向和外向电流〔在-100 mV,电流从(-0.04±0.01)nA减小到0 nA;在+50mV,电流从(0.25±0.08)nA减小到(0.11±0.03)nA〕。而随后的再灌注则导致钠钙交换蛋白电流迅速而明显的增大,尤以外向电流增大更加显著〔在+50 mV,电流从(0.25±0.08)nA增大到(0.49±0.12)nA〕。结论缺血再灌注直接影响小鼠心室肌细胞Na+/Ca2+交换蛋白的功能及状态,使Na+/Ca2+交换蛋白的反向转运功能明显增强,这种改变可能是导致缺血再灌注损伤中Ca2+超载的关键因素。

福辛普利预处理对缺氧复氧期豚鼠心室肌细胞Na^+/Ca^(2+)交换电流的影响

目的:观察福辛普利晚期预处理对缺氧复氧心室肌细胞Na+/Ca2+交换电流的影响。方法:应用全细胞膜片钳方法,记录观察酶解的成年豚鼠心室肌细胞Na+/Ca2+交换电流在缺氧复氧期的变化。结果:缺氧复氧明显增加心肌Na+/Ca2+交换电流,在-100mV和+60mV时较对照组分别增加41.05%及32.75%,福辛普利预处理后可明显抑制缺氧复氧心肌Na+/Ca2+交换电流,在-100mV和+60mV时分别减少17.90%及14.20%,有助于减少钙内流,减轻钙超载。结论:福辛普利预处理可抑制缺氧复氧心肌Na+/Ca2+交换电流逆向转运。

心肌细胞的Na^+/Ca^(2+)交换

心肌细胞的正常功能依赖于细胞内的钙离子平衡,而心肌细胞膜上的Na^+/Ca^(2+)交换载体(NCE)是调节细胞内钙离子平衡的主要途径之一。NCE是一种双向转运载体,既可将细胞内的Ca^(2+)转运到细胞外,又可将细胞外的Ca^(2+)转运到细胞内,因而在心肌舒张和收缩过程中具有重要的意义。

肥厚心肌细胞Na^+/Ca^(2+)交换活性对β-肾上腺素能药物的反应性降低

目的 探讨肥厚心肌细胞Na+ /Ca2 + 交换对 β -类肾上腺素能药物刺激的反应及发生这种改变的可能机制。方法 采用胶原酶消化的高血压大鼠单个心室肌细胞及全细胞膜片钳技术 ,记录Na+ /Ca2 + 交换电流并观察药物对它的影响。结果 (1)异丙肾上腺素可浓度依赖性地增加正常及肥厚大鼠心室肌细胞的Na+ /Ca2 + 交换电流 ,但其对肥厚心室肌细胞Na+ /Ca2 + 交换电流的增强作用要弱于正常心室肌细胞 (P <0 0 5 )。 (2 )cAMP可浓度依赖性地增加正常及肥厚大鼠心室肌细胞的Na+ /Ca2 + 交换电流 ,其对正常及肥厚大鼠心室肌细胞Na+ /Ca2 + 交换电流的增强作用无差别 (P >0 0 5 )。结论 高血压大鼠心室肌细胞Na+ /Ca2 + 交换对 β 类肾上腺素能药物的反应性降低 ,可能与肥厚心肌细胞的 β-受体数目及功能、G蛋白及腺苷酸环化酶的活性改变等环节有关 ,此种反应可能是肥厚心肌收缩及舒张功能障碍的机制之一。

心肌Na^+-Ca^(2+)交换和缺氧复氧

心肌细胞Na+ Ca2+交换在缺氧 复氧条件下通过Na+ H+交换、持续性钠电流等途径使胞内Na+升高,进而在去极的静息膜电位、氧自由基共同作用下促进反向的Na+ Ca2+交换,导致胞内Ca2+超载。Ca2+超载引起心肌再灌注损伤、心律失常的发生和细胞高度挛缩甚至死亡。深入研究和探讨缺氧 复氧时Na+ Ca2+交换导致心肌损伤的机理,对于研发临床用于心肌保护的药物有重大意义和广阔前景。

新型阻断剂KB-R7943对心室肌细胞Na^+/Ca^(2+)交换电流的影响

目的观察Na+/Ca2+交换蛋白的新型阻断剂KB-R7943对小鼠心室肌细胞Na+/Ca2+交换电流(INa/Ca)的影响。方法采用打孔膜片钳全细胞技术,记录急性分离的单个小鼠心室肌细胞INa/Ca,观察KB-R7943对INa/Ca的作用。结果细胞外灌流含钙溶液,可引导记录出INa/Ca。该电流能够被5mmolL-1Ni2+阻断;且能被KB-R7943所抑制。KB-R7943对INa/Ca的抑制作用呈剂量依赖性,尤以外向电流敏感。在+50mV,0.3、1μmolL-1的KB-R7943对INa/Ca的抑制率分别达到(63±5)%和(98±1)%(P<0.01)。结论小鼠心室肌细胞Na+/Ca2+交换的外向电流能够被KB-R7943抑制,且该抑制作用呈剂量依赖性,提示该药物能够抑制Na+/Ca2+交换蛋白的逆向转运活动,在预防和减轻细胞内的Ca2+超载中可能具有重要作用。

普鲁卡因胺、利多卡因和普罗帕酮对豚鼠心室肌细胞Na^+/Ca^(2+)交换尾电流的抑制作用

目的 利用全细胞膜片钳技术观测Ⅰ类抗心律失常药物普鲁卡因胺、利多卡因、普罗帕酮对Na+ /Ca2 +交换尾电流的影响。方法 采用蛋白酶消化的成年豚鼠单个心室肌细胞及全细胞膜片钳技术 ,记录Na+ /Ca2 +交换尾电流并观察药物对它的影响。结果 3种药物对Na+ /Ca2 + 交换尾电流的抑制均呈剂量依赖性 ,但抑制程度不同。 10 μm、5 0 μm、10 0 μm的普鲁卡因胺使豚鼠心室肌细胞Na+ /Ca2 + 交换尾电流从对照值 ( 14 2± 13 )pA依次降低至 ( 13 2± 11) pA、( 12 0±12 ) pA、( 96± 13 )pA ,相同浓度的利多卡因使Na+ /Ca2 + 交换尾电流从对照值 ( 15 5± 10 )pA分别降低至 ( 15 0± 9) pA、( 14 1± 9)pA、( 13 2± 9) pA ,同样浓度的普罗帕酮使Na+ /Ca2 + 交换尾电流由对照值 ( 15 1± 8)pA分别降至 ( 13 4± 8) pA、( 119± 10 )pA、( 93± 11) pA。 结论 Ⅰ类抗心律失常药物对心室肌细胞Na+ /Ca2 + 交换尾电流具有抑制作用 ,且不同Ⅰ类抗心律失常药物对Na+ /Ca2 + 交换尾电流的抑制程度不同。

复合离子盐对老年人细胞内Na^+、K^+、Ca^(2+)的影响及其机制

目的:观察复合离子盐对老年人细胞内Na+、K+、Ca2+及红细胞膜钠泵和钙泵活性的影响。方法:在天津市河东区社区中抽取226例老年人作为研究对象,其中高血压者112例,正常血压者114例。两者再随机分为离子盐组和普通加碘盐组,分别给予复合离子盐和普通加碘盐摄入,6个月后观察研究对象细胞内Na+、K+、Ca2+及钠泵、钙泵活性的变化。结果:6个月时高血压患者中离子盐组细胞内钠、钙离子浓度低于基线水平(P<0.05),但钾离子无明显变化。离子盐组钠泵、钙泵活性均明显高于基线水平(P<0.05),但在正常血压者中,2组与基线水平比较差异无统计学意义。结论:复合离子盐可增强钠泵、钙泵活性,使细胞内的钠、钙含量减少。

脑梗塞患者ET与红细胞膜Na^+-K^+,Ca^(2+)-Mg^(2+)ATP酶的关系及其对血液粘度的影响

目的 :探讨脑梗塞患者 (CI)血浆内皮素 (ET)水平与红细胞膜Na+ -K+ 、Ca2 + -Mg2 + ATPase活力的关系及其对血液粘度的影响。方法 :测定 49例CI和 2 9例健康人的ET、Na+ -K+ ATPase、Ca2 + -Mg2 + ATPase以及血液粘度等指标。结果 :CI组 :ET水平与Na+ -K+ ATPase、Ca2 + -Mg2 + ATPase活力呈明显负相关 (P均 <0 .0 5 ) ;与 ηb、ηp、ηre、HCT、K值、EAT、TK呈明显正相关。多元逐步回归统计分析 :ηb与ET的关系最为密切 (P <0 .0 1)。 结论 :①ET、Na+ -K+ ,Ca2 + -Mg2 + ATP酶活力的变化能引起血液粘度改变。其中ET主要是通过收缩血管 ,改变红细胞膜Na+-k+ 泵、Ca2 + 泵的活性 ,导致红细胞变形能力下降。②临床上采用保护血管张力的药物、稀释血液等综合治疗 ,能有效地预防和治疗脑动脉粥样硬化和CI。

Na^+/Ca2^(+)交换对狗心室肌细胞复极的影响

探讨生理状态下Na+/Ca2+交换(NCX)双向模式的离子转换对复极的影响,以及在转换失调时是否为潜在的触发心律失常的机制。应用全细胞膜片钳技术研究单个心室肌细胞在不同频率刺激下动作电位时程(APD)的变化、药物干预改变NCX活性的条件下APD的变化以及与细胞舒张的关系。结果:固定频率(1.0Hz)刺激APD的变化范围和频率改变(0.6~1.0Hz)时APD的变化范围均在一个相对固定的膜电位(10~40mV)范围内。用10mmol/LEGTA缓冲细胞内游离钙后,APD的变异系数明显减小。而废除基质网功能及应用钙通道阻滞剂nifedip-ine并不改变APD的变异程度。因刺激频率减慢造成复极和细胞松弛的不匹配,从而导致后收缩的出现以及APD的延长。在强化NCX逆向活性的条件下穹隆膜电位显著降低,而APD显著延长。结论:在动作电位的复极过程中NCX的逆向模式和顺向模式应该与机械收缩和松弛有完美的匹配。生理状态下的心脏一旦这种匹配失调,NCX会向错误的方向运载钙,从而造成基质网内钙超载,诱发心律失常。

薯蓣皂苷对大鼠心肌收缩与钠-钙交换体的影响

目的:观察薯蓣皂苷(Dio)对大鼠心肌收缩作用以及胞内Ca^(2+)浓度的影响,并初步探讨其作用机制与Na^+-Ca^(2+)交换体(NCX)的关系。方法:采用Langendorff逆行主动脉灌流法对大鼠离体心脏进行灌流,利用压力感受器插管法测定左心室相关心功能参数,记录及其在应用NCX选择性抑制剂SEA0400情况下对左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末期压(LVEDP)、左心室内压最大上升/下降速率(±dp/dt_(max))以及心率(HR)的影响;利用激光共聚焦显微观察薯蓣皂苷及SEA0400对大鼠心肌细胞H9c2细胞内Ca^(2+)浓度的影响。结果:离体心脏灌流结果显示,1μmol/L Dio可显著增加LVSP,增加约19.7%(P<0.01);增加左室内压最大上升速率(+dp/dt_(max)),增加约9.6%;激光共聚焦测定Ca^(2+)荧光强度实验结果显示:1μmol/L Dio可使H9c2细胞中Ca^(2+)相对荧光强度增加(P<0.01);而在SEA0400存在的情况下,1μmol/L的Dio使细胞内Ca^(2+)相对荧光强度变为(17.09±0.63),给予Dio后差异有显著性(P<0.01)。在细胞液中无Ca^(2+)或无Na^+时,给予1μmol/L的Dio使Ca^(2+)相对荧光强度减小,与给予1μmol/L的Dio差异有显著性(P<0.01)。结论:Dio可增加左心室收缩压和最大上升速率,表现正性肌力作用;Dio可使细胞内Ca^(2+)浓度增加,其作用机制与增加Na^+内流,促进NCX反向转运有关。

多巴酚丁胺对大鼠心室肌细胞Na^+/Ca^(2+)交换的影响及其受体机制

目的 观察多巴酚丁胺对大鼠心室肌细胞Na+ /Ca2 + 交换电流的作用及其肾上腺素能受体机制。方法 用胶原酶消化的成年大鼠心室肌单个细胞及全细胞膜片钳技术 ,记录Na+ /Ca2 + 交换电流并观察药物对它的作用。结果 多巴酚丁胺呈剂量依赖性地增加大鼠心室肌细胞Na+ /Ca2 +交换电流 ,该作用可分别被 β和 β1受体阻断剂普萘洛尔和美托洛尔阻断。结论 多巴酚丁胺通过β1 受体途径增加大鼠心室肌细胞Na+ /Ca2 + 交换电流 ,这可能是多巴酚丁胺正性变力作用的一个新的机制。

DMA选择性激动心力衰竭大鼠离体心室肌细胞Na^(+)/Ca^(2+)交换体提高心肌变力

目的二甲基氨氯吡咪(DMA)作为强效的选择性Na^(+)/H^(+)交换体抑制剂,可以特异性增强大鼠心肌细胞的Na^(+)/Ca^(2+)交换(NCX)电流。NCX是治疗心力衰竭(心衰)的一个有潜力的靶点。本研究拟验证DMA是否增强NCX电流(INa/Ca),诱导Ca^(2+)内流,产生对心衰大鼠心室肌细胞的正性肌力作用。方法采用腹主动脉缩窄法诱导大鼠心衰模型,胶原酶法急性分离正常和心衰大鼠心室肌细胞;采用膜片钳全细胞记录方法测定细胞的I_(Ca-L),I_(Na),I _(K1),I_(to),和I_(Na/Ca),膜电流大小以电流强度表示,在正常和心衰大鼠离体心室肌细胞中观察DMA对主要离子电流的影响。结果DMA(0.1、0.3、1和3μmol/L)对正常和心衰大鼠心室肌细胞NCX内向和外向电流均呈浓度依赖性增加,心衰大鼠心室肌细胞在电位+50mV的外向INa/Ca密度分别增大了(10.78±4.73)%、(31.47±5.47)%、(55.60±16.84)%、(75.01±19.74)%,在电位-100mV的内向INa/Ca密度分别增大了(19.00±6.29)%、(33.51±20.17)%、(55.49±22.56)%、(94.77±15.75)%。DMA诱导的向内NCX电流的增强作用大于对外向NCX电流作用,但DMA对ICa-L、INa、I K1和Ito无明显影响。结论DMA可以双向激动心衰大鼠心肌细胞,DMA的正性肌力作用可能与INa/Ca升高相关。DMA作为一种新的NCX激动剂,为治疗心衰提供新思路。