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。

H^+-Na^+、Na^+-Ca^(2+)交换系统与心肌再灌注损伤

一、心肌缺血和再灌注损伤 目前,关于心肌缺血损伤机制的研究越来越多。对缺血心肌早期进行再灌注时,心肌代谢和功能的改变都是可逆的,但是,如在37℃下冠脉缺血20～40min,这种可逆性改变即变为不可逆。尽管在缺血时,心肌细胞功能出现一系列时间依赖性改变,如ATP消耗、pH下降、Na^+、k^+或其它离子浓度变化,但何种改变是导致心肌功能障碍的确切原因尚不清楚。

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 。

钠/钙和钠/氢交换蛋白与心肌缺血再灌注损伤

Ca2+超载与缺血/再灌注损伤有密切关系,钠/钙交换蛋白和钠/氢交换蛋白是缺血/再灌注Ca2+超载过程中两个至关重要的因素。目前已有很多钠/钙交换蛋白(NCX)抑制剂和钠/氢交换蛋白(NHE)抑制剂用来防止Ca2+超载引起的缺血再灌注损伤。

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。

神经调节蛋白-1原核表达及其对阿霉素致大鼠心肌细胞毒性的保护作用

目的探讨神经调节蛋白-1(NRG-1)对减轻阿霉素(DOX)所致大鼠心肌细胞毒性的作用及其机制。方法提取Sprague Dawley(SD)胎鼠的心室肌细胞总RNA并原核表达NRG-1蛋白;分离并培养SD乳鼠原代心肌细胞,应用细胞计数试剂盒(CCK-8)测定不同浓度DOX作用下大鼠原代心肌细胞的活性;并将心肌细胞分为正常对照组、DOX(5.0μmol·L^-1)组、DOX(5.0μmol·L^-1)+NRG-1(11.0 nmol·L^-1)组和NRG-1(11.0 nmol·L^-1)组,培养7 d后分别采用Western blot法和荧光定量聚合酶链反应检测大鼠原代心肌细胞的Na+-Ca2+交换体(NCX-1)和心肌球蛋白轻链激酶(cMLCK)蛋白和mRNA表达。结果原核表达NRG-1蛋白成功;DOX的心肌细胞毒性随其浓度增高而加重;NRG-1对不同浓度DOX干预的大鼠心肌细胞活力均有恢复作用(P<0.05),DOX浓度继续增高时其恢复作用受限(P<0.05),同时NRG-1浓度越高其细胞活力恢复越好(F=3606.28、2010.60、215.41,P<0.05);5.0μmol·L^-1DOX能抑制cMLCK蛋白和mRNA的表达(P<0.05),也能提高NCX-1蛋白和mRNA的表达(P<0.05),而11.0 nmol·L^-1NRG-1能够逆转DOX的上述作用(P<0.05)。结论NRG-1能够改善DOX所致大鼠心肌细胞毒性,其机制可能与cMLCK表达上调及NCX-1表达下调有关。

肾性高血压大鼠心房肌L型钙通道α_(1C)亚单位和Na^+-Ca^(2+)交换器mRNA变化的意义

目的 利用“2肾 1夹”型Goldblatt高血压大鼠模型 ,观察在高血压形成过程中心房肌L型钙通道α1C亚单位 (CaL α1C)和Na+ Ca2 + 交换器 (NCX)mRNA的变化 ,在基因水平探讨其潜在的意义。方法 Sprague Dawley大鼠 ,高血压组用U型银夹夹住左肾动脉 ,右肾保留 ;假手术组只分离左肾动脉 ,不夹银夹。套尾法监测尾动脉血压 ,分别于手术后 2、4、6周处死动物 (各 6只 ) ,逆转录 聚合酶链反应 (RT PCR)半定量法分析CaL α1C和NCXmRNA的表达量 (以三磷酸甘油醛脱氢酶 ,即GAPDH为内参照 )。结果 在高血压形成过程中左心耳CaL α1C的mRNA水平在 2、4周时分别是假手术组的2 5、2 4倍 (P <0 0 1) ,6周时接近正常水平 ,右心耳在 6周才明显增多 (是假手术组的 2 5倍 ,P <0 0 1) ;左心耳NCX的mRNA水平在 4、6周分别是假手术组的 1 9、1 4倍 (P <0 0 1) ,而右心耳NCX的mRNA水平在 2、4、6周都明显增高 (分别是假手术组的 1 4、1 5、1 4倍 ,P <0 0 2 )。结论 肾性高血压大鼠在高血压形成过程中 ,心房肌CaL α1C、NCX的mRNA水平均表现为上调 ,左心房比右心房变化明显 ,与以往研究中左心室的变化类似 ,与心房颤动模型的差别较大 ,仍可能是发生房性心律失常的基质。

人工麝香预处理血清对大鼠离体心脏缺血-再灌注损伤的保护作用

目的研究人工麝香预处理血清对大鼠离体心脏缺血-再灌注损伤的保护作用及其机制。方法建立Langendorff大鼠离体心脏模型。张力换能器监测离体心脏张力的变化。观察心肌匀浆中肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、Na+-ATPase、Ca2+-ATPase等的变化。结果含人工麝香高浓度血清与模型组相较,张力无明显变化,降低缺血再灌注时引起的CK、LDH的升高(p<0.05);组织中SOD含量升高(p<0.05);降低Ca2+-ATPase含量(p<0.05)。结论人工麝香预处理血清对大鼠离体心脏缺血-再灌注损伤有保护作用,可能与抑制心肌酶活性、减少自由基过氧化、抑制Na+-Ca2+交换有关。

牵张产生心律失常的机制

在心脏动作电位末期或舒张期给予牵张刺激能产生除极,诱发心律失常。本文综述了牵张产生心律失常的可能心电生理学机制,尤其重点综述了后除极、膜离子流变化、心肌自分泌旁分泌、Na^+-H^+交换、Na^+-Ca^(2+)交换与牵张导致心律失常的关系。

热休克蛋白70对缺血／缺氧嗜铬细胞瘤细胞细胞膜钙通道的调节机制

目的探讨慢病毒介导的热休克蛋白70（HSP70）表达对缺血／缺氧神经细胞细胞膜钙离子通道的影响及其机制。方法取对数生长期的嗜铬细胞瘤细胞（PC12），以缺氧6h、复氧12h刺激PC12细胞模拟体内神经细胞遭受缺血／再灌注时的病理过程，将细胞分为非感染组，感染含绿色荧光蛋白（GFP）基因但不含HSP70基因的慢病毒对照组（GFP慢病毒对照组），及感染含重组HSP70和GFP基因的慢病毒实验组（HSP重组慢病毒感染组）。采用实时荧光定量反转录-聚合酶链反应（RT—PCR）及蛋白质免疫印迹试验（Western Blot）检测L型钙通道cav1．2、cav1．3亚基，受体门控通道NR1、NR2亚基，及Na^＋／Ca^2＋交换体（NCX）的mRNA和蛋白表达。结果缺氧／复氧处理后，HSP70重组慢病毒感染组细胞cav1．2、NR1、NR2的mRNA及蛋白表达均明显低于GFP慢病毒对照组和非感染组[cav1.2 mRNA（2^-△△Ct）：3．13±0．46比5．12±0．52、5．13±0．66，NR1 mRNA（2^-△△Ct）：1．61±0．44比3．23±0．82、3-31±0．78，NR2 mRNA（2^-△△Ct）：2．09±0．41比3．91±0．64、3．88±0．62；car1.2蛋白（灰度值）：2．82±0．39比3．98±0．23、3．96±0．24，NR1蛋白（灰度值）：1．84±0．35比2．79±0．21、2．86±0．23，NR2蛋白（灰度值）：0．87±0．24比1．57±0．31、1．33±0．44；均P〈0.01]；而GFP慢病毒对照组与非感染组间细胞car1.2、NR1、NR2的mRNA及蛋白表达差异均无统计学意义（均P〉0．01）。非感染组、GFP慢病毒对照组和HSP70重组慢病毒感染组间细胞cav1.3、NCX的mRNA和蛋白表达差异均无统计学意义[cav1.3 mRNA（2^-△△Ct）：4．82±0．32、4．72±0．36、4．82±0．29，NCX mRNA（2^-△△Ct）：3．49±0．78、3．47±0．71、3．56±0．65；cav1.3蛋白（灰度值）：2．63±0．40、2．64±0．39、2．68±0．39，NCX蛋白（灰度值）：3．27±0．48、3．34±0．48、3．31±0．42；均P〉0．01]。结论外源性HSP70可能通过抑制PC12细胞膜L型钙通道cav1.2亚基及受体门控通道NR1、NR2亚基的表达，对缺血／缺氧引起的PC12细胞损伤具有保护作用。

D-α-生育酚调节蛋白激酶C活性对糖尿病视网膜病变的影响

目的 探讨蛋白激酶C(PKC)在糖尿病视网膜病变 (DR)中的作用和D α 生育酚对糖尿病视网膜毛细血管组织病理的影响。方法 实验大鼠分为 4组 :正常对照组 (C组 )、D α 生育酚处理的正常对照组 (T组 )、糖尿病组 (D组 )、D α 生育酚处理病鼠组 (DT组 )。血糖、HbA1c和D α 生育酚含量以及原位PKC、ATPase活性在处理后 6个月被检测 ,毛细血管床形态立体定量评估DR。结果病程 6个月时 ,D组大鼠深、浅层毛细血管呈现周细胞减少、基底膜增厚的特征性改变 ,成模 6个月后糖尿病大鼠视网膜PKC活性显著增高 >10 0 % ,D α 生育酚可阻止此升高。同一大鼠视网膜 ,D α 生育酚也可阻止糖尿病诱导的Na+ K+ ATPase和Ca2 + ATPase活力下降。D α 生育酚可显著改善糖尿病视网膜微血管周、内皮细胞截面积和深浅层毛细血管基底膜厚度 ,而对血糖、HbA1c无影响。结论糖尿病诱导的组织病理异常可能大部分由PKC介导 ,D α