RyR2/Ca^(2+)释放通道在心脏生理与疾病中的作用

过去20年中,RyR2/Ca2+释放通道方面的研究进展大大促进了我们对心脏生理过程以及心衰、心律失常等心脏疾病发生机制的理解。本文就近年来在心脏生理与疾病中有关RyR2的研究进展作一综述。

心衰大鼠心肌SR Ca^(2+)泵活性和Ca^(2+)释放通道密度的变化及培哚普利干预的影响

目的 探讨ACEI干预慢性心衰对心肌肌浆网 (SR)Ca2 + 泵活性和Ca2 + 释放通道 (RyR2 )密度的影响及意义。方法 通过结扎大鼠左冠脉建立慢性心衰模型 ,以培哚普利进行干预 ,对照观察血流动力学、左室心肌SRCa2 + 泵活性、[3 H]-ryanodine与RyR2 最大结合量 (Bmax)、Kd 值。结果 与对照组 (C组 )相比 ,心衰组 (F组 )LVEDP显著升高 (P <0 0 1) ,+dp/dtmax、-dp/dtmax显著降低 (P <0 0 1) ,培哚普利组 (P组 )LVEDP显著低于F组 (P <0 0 1) ,+dp/dtmax、-dp/dtmax显著高于F组 (P <0 0 1)。F组心肌SRCa2 + 泵活性、[3 H]-ryanodine与RyR2 最大结合量Bmax显著低于C组 (P <0 0 1) ,也显著低于P组 (P <0 0 1) ,三组Kd 值无显著差异 (P >0 0 5 )。心肌SRCa2 + 泵活性与 +dp/dtmax、-dp/dtmax显著正相关 (r=0 5 16 1、0 6 172 ,P <0 0 1)。结论 培哚普利长期干预慢性心衰 ,能够改善心肌SRCa2 + 泵活性 ,增加RyR2 密度 ,可能与其改善心肌舒缩功能及心肌保护作用有关。

心衰大鼠心肌SRCa^(2+)释放通道数量及其mRNA表达的变化及培哚普利干预的影响

目的 探讨慢性心衰心肌肌浆网 (SR)Ca2 + 释放通道 (RyR2 )数量及其mRNA表达的变化及ACEI干预的影响及意义。方法 通过结扎大鼠左冠脉建立慢性心衰模型 ,以培哚普利进行干预 ,对照观察血流动力学、[3 H]-ryanodine与左室心肌RyR2 最大结合量 (Bmax)和Kd 值、RyR2 mRNA表达水平。结果 与对照组 (C组 )相比 ,心衰组 (F组 )LVEDP显著升高 (P <0 .0 1) ,+dp/dtmax、-dp/dtmax显著降低 (P <0 .0 1) ,培哚普利组 (P组 )LVEDP显著低于F组 (P <0 .0 1) ,+dp/dtmax、-dp/dtmax显著高于F组 (P<0 .0 1)。F组 [3 H]-ryanodine与RyR2 最大结合量Bmax显著低于C组 (P <0 .0 1) ,P组显著高于F组 (P <0 .0 1) ,三组Kd 值无显著差异 (P >0 .0 5 ) ;F组RyR2 mRNA表达水平显著低于C组 (P <0 .0 1) ,P组显著高于F组 (P <0 .0 1)。结论 慢性心衰心肌SRCa2 + 释放通道数量及其mRNA表达水平降低 ,培哚普利长期干预慢性心衰 ,能够增加RyR2 基因表达 ,增加RyR2 数量 。

Ca^(2+)对骨骼肌钙释放通道的调节

钙释放通道(calcium release channel)又称Ryanod ine受体(RyR),是细胞内质网膜上介导细胞内钙信号转导的离子通道。RyR1在骨骼肌细胞的兴奋-收缩偶联过程中起重要作用,是肌质网快速释放Ca2+的通道。许多调节因素,如一些内源性蛋白(FK结合蛋白、钙调素、钙结合蛋白)和一些离子(Ca2+、Mg2+),通过不同的作用位点与RyR1结合,调控RyR1的结构与功能。研究表明,Ca2+是众多调节RyR 1因素中的核心成分和前提条件,其对RyR 1的结构与功能有重要的调控作用。

培哚普利对心衰大鼠心肌SR Ca^(2+)释放通道密度和mRNA表达的影响

目的 :探讨培哚普利对慢性心衰心肌肌浆网 (SR) Ca2 +释放通道 (Ry R2 )密度和 m RNA表达的影响及意义。方法 :通过结扎大鼠左冠脉建立慢性心衰模型 ,以培哚普利进行干预 ,对照观察血流动力学、[3 H ]- ryanodine与左室心肌 Ry R2 最大结合量 (Bmax)和 Kd 值、Ry R2 m RNA表达水平。结果 :心衰组 (F组 )与对照组 (C组 )相比 ,L VEDP显著升高 (P<0 .0 1) ,+dp/dtmax,- dp/dtmax显著低于 C组 (P<0 .0 1)。F组 [3 H]- ryanodine与 Ry R2 最大结合量 Bmax显著低于 C组 (P<0 .0 1) ,P组显著高于 F组 (P<0 .0 1) ,3组 Kd 值无显著差异 (P>0 .0 5 ) ;F组 Ry R2 m RNA表达水平显著低于 C组 (P<0 .0 1) ,P组显著高于 F组 (P<0 .0 1)。结论 :培哚普利长期干预慢性心衰 ,能够增加 Ry R2基因表达 ,增加 Ry R2 密度 。

卡维地洛与培哚普利联合干预心梗后心衰对心肌肌浆网Ca^(2+)泵活性和Ca^(2+)释放通道密度的影响

目的探讨β受体阻滞剂卡维地洛与血管紧张素转换酶抑制剂培哚普利联合干预心梗后慢性心衰对心肌肌浆网(SR)Ca2+泵活性和Ca2+释放通道(RyR2)密度的影响及意义。方法通过结扎大鼠左冠脉建立慢性心衰模型,术后1周开始分别给以卡维地洛(6mg·kg-1·d-1)、培哚普利(4mg·kg-1·d-1)、特拉唑嗪(2mg·kg-1·d-1)、卡维地洛(6mg·kg-1·d-1)+培哚普利(4mg·kg-1·d-1)联合干预9周,观察血流动力学、左室心肌SRCa2+泵活性和RyR2密度的变化。结果与假手术组相比,心衰组左室舒张末压(LVEDP)显著升高(P<0.01),+dp/dtmax、-dp/dtmax显著降低(P<0.01),左室心肌SRCa2+泵活性和RyR2密度显著降低(P<0.01)。卡维地洛、培哚普利单独及联合干预均降低LVEDP(P<0.01),升高+dp/dtmax、-dp/dtmax(P<0.01),并升高左室心肌SRCa2+泵活性和RyR2密度(P<0.01),联合干预变化更明显(P<0.01)。特拉唑嗪组对上述指标无明显影响(P>0.05)。左室心肌SRCa2+泵活性与+dp/dtmax、-dp/dtmax显著正相关(r=0.596,r=0.684,P<0.01)。结论β受体阻滞剂卡维地洛和血管紧张素转换酶抑制剂培哚普利长期联合干预心梗后慢性心衰,能够改善血流动力学和心肌SRCa2+泵活性,增加RyR2密度,优于任何单一药物干预。

卡维地洛对心肌梗死后心衰大鼠心肌肌浆网Ca^(2+)泵活性和Ca^(2+)释放通道密度的影响

目的探讨β受体阻滞剂卡维地洛干预慢性心衰对心肌肌浆网(sarcoplasmic reticulum,SR)Ca2+泵活性和Ca2+释放通道(Type 2 Ryanodine receptor,RyR2)密度的影响及意义。方法通过结扎大鼠左冠脉建立慢性心衰模型,以大剂量卡维地洛(60mg·kg-1·d-1)进行干预,对照观察血流动力学、左室心肌SRCa2+泵活性、[3H]-ryanodine与RyR2最大结合量(Bmax)及Kd值。结果与假手术组(SH组)相比,心衰组(HF组)左室舒张末压(LVEDP)显著升高(P<0.01),左室压力上升、下降最大速度(+dp/dtmax、-dp/dtmax)显著降低(P<0.01),卡维地洛(Carv组)LVEDP显著低于心衰组(P<0.01),+dp/dtmax、-dp/dtmax显著高于心衰组(P<0.01);心衰组心肌SRCa2+泵活性、[3H]-ryanodine与RyR2最大结合量Bmax显著低于假手术组(P<0.01),卡维地洛组显著高于心衰组(P<0.01),3组Kd值差异不显著(P>0.05)。结论大剂量卡维地洛长期干预心梗后慢性心衰,能够改善心肌SRCa2+泵活性,增加RyR2密度,并改善心肌舒缩功能。

短暂脑缺血大鼠海马CA1区锥体细胞大电导Ca^(2+)依赖K^+通道活动降低(英文)

短暂脑缺血可对随后的损伤性脑缺血表现出明显的耐受 .有研究表明大电导Ca2 + 依赖K+ (BKCa)通道活动增强参与了缺血性脑损伤 .采用膜片钳的内面向外式 ,观察了 3min短暂脑缺血后 6h、 2 4h以及 4 8h大鼠海马CA1区锥体细胞上BKCa通道活动的动态变化 .短暂脑缺血后BKCa通道的单通道电导和翻转电位均未见明显变化 ,但通道的开放概率则在缺血预处理后的前 2 4h内显著降低 .通道动力学分析显示通道关闭时间变长是短暂脑缺血后通道活动降低的主要原因 ,因为通道的开放时间未发生明显变化 .

大鼠海马CA1区锥体细胞上一种Ca^(2+)依赖性K_(ATP)通道

KATP通道在细胞的新陈代谢与膜兴奋性的耦联中起重要作用 .采用膜片钳的内面向外式记录方法 ,在成年大鼠海马CA1区锥体细胞上记录到一种被胞浆侧ATP和甲糖宁 (tolbutamide,一种KATP通道阻断剂 )抑制的Ca2 + 依赖性钾离子通道 .在细胞膜内外的K+ 浓度均为 140mmol/L时 ,通道的电导为 (2 0 4± 2 1) pS ,翻转电位为 (3 5 7± 1 13)mV ,通道无整流性 .通道开放概率及ATP对通道的抑制作用均呈现电压依赖性 .该KATP通道与以往报道的“经典”KATP通道有显著不同 ,其活动受膜电位、胞内Ca2 + 和ATP三重调节 ,表明这是一种新型的KATP通道 .上述结果表明在海马神经元上至少有两种性质不同的KATP通道 ,提示神经元可能通过不同性质的KATP通道感受细胞内的代谢状态 ,进而调节细胞膜的兴奋性 .

利多卡因对大鼠海马神经元L-型Ca^(2+)通道电流的影响

目的观察不同浓度利多卡因对成年大鼠海马CA1区锥体细胞L-型Ca2+通道电流的影响,以探讨其对中枢神经的作用。方法采用酶加机械分离的方法,急性分离成年大鼠海马CA1区锥体细胞。运用膜片钳细胞贴附模式技术,记录0、2、4、8、16、32μg/ml的利多卡因对L-型Ca2+通道电流幅度和电导的影响。结果不同浓度的利多卡因不影响单通道的单一电流幅度,也不影响L-型Ca2+通道的单通道电导。低浓度利多卡因(2、4μg/ml)对L-型Ca2+通道的整体平均电流无明显影响;浓度为8、16、32μg/ml时,整体平均电流分别为(0.80±0.09)、(0.67±0.07)、(0.37±0.05)pA(与对照浓度比较,P<0.05)。结论利多卡因影响成年大鼠海马CA1区锥体细胞L-型Ca2+通道电流,随着浓度的增加表现为先兴奋后抑制。

代森锰锌对小鼠生精细胞T型Ca^(2+)通道的作用

目的:研究农药代森锰锌(mancozeb)对小鼠生精细胞T型钙电流(ICaT)的影响。方法:采用膜片钳全细胞记录技术观察代森锰锌对急性机械分离的小鼠生精细胞ICaT的影响。结果:Mancozeb(10、20、40、80、120μmol/L)呈浓度、电压依赖性抑制小鼠生精细胞钙电流,抑制率分别为(9.93±0.90)%、(20.93±2.50)%、(25.92±2.80)%、(42.64±3.10)%、(56.80±3.20)%(n=6,P<0.05)。Mancozeb对T型钙通道的半数最大抑制浓度(K50)为35.60μmol/L。120μmol/L mancozeb显著改变T型Ca2+通道的激活和失活特性:半数激活电压(V1/2a)和激活斜率因子(κa)分别从(-47.09±1.05)mV和(8.67±0.78)mV变为(-51.46±0.84)mV和(10.56±0.619)mV(n=5,P<0.05);而半数失活电压(V1/2i)和失活斜率因子(κi)分别从(-62.96±3.36)mV和(9.93±1.41)mV变为(-64.11±5.55)mV和(13.64±1.95)mV(n=5,P<0.05)。结论:Mancozeb对生精细胞T型钙通道有抑制作用,且呈浓度依赖性。

肥大和衰竭心肌L型Ca^(2+)通道研究进展

心肌细胞 L 型钙电流 ( IC a· L)触发了 Ca2 +诱导的 Ca2 +释放 ( CICR) ,调节着细胞内瞬时 Ca2 +动力学 ,从而在兴奋—收缩耦联过程中起关键性作用。ICa· L密度和通道功能的改变参与了心力衰竭的发生。作者综述了 :1L型 Ca2 +通道的结构和生理作用 ;2肥大和衰竭的心肌 ICa· L变化及其频率依赖性调节机制 ;3 Ca2 + 通道和心力衰竭的治疗关系 ;4L型 Ca2

培养人眼小梁细胞水通道蛋白1与Na^+-K^+-ATP酶、Ca^(2+)-ATP酶的相关研究

目的探讨人眼小梁细胞上水通道蛋白1(aquaporin-1,AQP1)与Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶的相关关系。方法培养的人眼小梁细胞分别给予地塞米松(dexamethasone,DEX)0.4μg/mL(B组)、DEX0.4μg/mL+AQP1反义寡核苷酸(antisense oligonucleotides,AS-ODN)0.625μg/mL(C组)、DEX0.4μg/mL+AS-ODN 1.25μg/mL(D组)、DEX0.4μg/mL+AS-ODN 2.5μg/mL(E组)、DEX0.4μg/mL+AS-ODN 5μg/mL(F组)处理,以不加药组为对照组(A组)。5d后测定各组Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性。结果与对照组的相比,DEX0.4μg/mL组Na+-K+-ATP酶活性、Ca2+-ATP酶活性明显下降,差异有统计学意义(P<0.05)。在各DEX+AS-ODN组,随着AS-ODN浓度加大,小梁细胞Na+-K+-ATP酶的活性逐渐提升。在AS-ODN浓度加到5μg/mL时,Na+-K+-ATP酶的活性恢复到最大。B、C、D、E组Na+-K+-ATP酶的活性与对照组及F组差异均有统计学意义(P<0.05),F组与对照组差异无统计学意义(P>0.05)。B、C、D、E、F组Ca2+-ATP酶活性与对照组差异均有统计学意义(P<0.05),B、C、D、E、F组之间Ca2+-ATP酶活性差异无统计学意义(P>0.05)。结论人眼小梁细胞AQP1与Na+-K+-ATP酶关系密切,与Ca2+-ATP酶关系不显著,AQP1的正常表达是Na+-K+-ATP酶活性维持的必要条件之一。

次乌头碱对心肌细胞内Ca2＋及L-Ca通道mRNA表达的影响

目的：观察次乌头碱对SD乳鼠心肌细胞内Ca2＋浓度及细胞膜L-Ca通道mRNA的影响。方法：原代培养SD乳鼠心肌细胞，给予不同浓度的次乌头碱，采用流式细胞技术分别检测给药后15min、30min、60min心肌细胞内钙浓度的变化，并分析次乌头碱对心肌细胞内钙浓度的作用与L-Ca通道mRNA表达的相互关系。结果：30-120μM／L次乌头碱引起心肌细胞内游离Ca2＋浓度升高，细胞“钙超载”出现在给药后15min（P〈0．01），且呈一定的剂量依赖性，但无明显的时间依赖性；60μM／L次乌头碱与心肌细胞作用5min即能增加L—Ca通道mRNA表达（P〈0．05），随着次乌头碱浓度的增加，L—Ca通道mRNA的表达也增多，但亦未表现出明显的时间依赖性。结论：次乌头碱为附子中的主要成分之一，其可能通过增加心肌细胞膜L-Ca通道开放数量而导致细胞内钙增加，发生钙超载，并最终导致心律失常的发生。

次声作用后大鼠心肌细胞内钙离子变化与L型钙通道、Ca^(2+)-ATP酶及Na^+-K^+-ATP酶变化的关系

目的:观察不同时间次声作用后大鼠心肌细胞钙离子变化与L型钙通道、Ca2+-ATP酶及Na+-K+-ATP酶变化的关系。方法:实验于2005-04/2006-08在解放军第四军医大学西京医院次声实验室完成。①实验分组:选择健康雄性SD大鼠32只,按随机数字表法分为4组,每组8只。次声暴露1,7,14d组(大鼠置于5Hz/130dB次声舱中,次声作用2h/次,1次/d),正常对照组(不予次声暴露)。②实验评估:测定大鼠心肌细胞内钙离子荧光强度,作为反映钙离子浓度的指标;测定L型钙通道mRNA的表达;测定Ca2+-ATP酶及Na+-K+-ATP酶活性。结果:①随着次声作用时间延长,大鼠心肌细胞钙离子浓度和L型钙通道mRNA的表达明显高于正常对照组(P<0.01)。②次声暴露1d组大鼠心肌细胞Ca2+-ATP酶及Na+-K+-ATP酶的活性显著高于正常对照组(P<0.01),次声暴露7d与14d组大鼠心肌细胞Ca2+-ATP酶及Na+-K+-ATP酶的活性显著低于正常对照组(P<0.01)。结论:5Hz/130dB次声引起大鼠心肌钙离子浓度的时间依赖性变化,这种变化可能与L型钙通道、Ca2+-ATP酶及Na+-K+-ATP酶的活性变化有关。

第二信使环腺苷二磷酸核糖介导Ca^(2+)释放的作用机制

环腺苷二磷酸核糖(cADPR)是多种细胞、组织和器官内调节Ca2+浓度的第二信使。cADPR依靠胞内的兰尼碱受体(RyR)的选通性对Ca2+释放进行调节,即:通过底物辅酶Ⅰ(NAD+)与产物cADPR跨膜穿梭,或配体介导胞外酶CD38的内化。本文主要综述了cADPR的合成及其介导Ca2+释放的作用机制。

电针水沟穴对脑缺血再灌注大鼠海马CA1区L-Ca2+通道的影响

目的:通过观察电针水沟穴对脑缺血再灌注大鼠神经功能恢复及海马CA1区L-Ca^2+通道神经电生理学特性的影响,探讨电针水沟穴治疗缺血性脑卒中的脑保护机制。方法:选用30只健康雄性成年Wistar大鼠,采用大脑中动脉线栓法建立大脑中动脉缺血(MCAO)模型。大鼠苏醒后按照Zausinger六分法进行神经功能缺损评分,选择1~3分大鼠入组,按照随机数字表法分为水沟穴组、非穴组和对照组,每组10只。水沟穴组大鼠在清醒1h后接受电针水沟穴治疗,治疗参数为连续波方波,波宽0.2ms,电流强度1mA,频率2Hz,刺激时间10min,每日1次,共治疗7d。非穴组大鼠选取水沟穴左侧旁开0.5cm进行针刺,与水沟穴组实施同等条件的电针干预。对照组造模成功后实施同等条件的抓取与固定,不实施任何干预。治疗结束后采用神经功能缺损评分评估大鼠的神经功能,随后采用酶急性分离技术获取脑缺血再灌注大鼠海马CA1区椎体神经元细胞,单细胞膜片钳技术检测海马CA1区L-Ca^2+通道的电流幅度和平均开放时间常数。结果:①神经功能缺损评分方面,干预前3组神经功能缺损评分差异无统计学意义(P>0.05),说明3组造模大鼠针刺干预前神经功能缺损评分基线一致,具有可比性。干预后,水沟穴组神经功能缺损评分明显优于干预前(P<0.05);而非穴组和对照组神经功能缺损评分与干预前比较均无统计学差异(P>0.05);水沟穴组干预后的神经功能缺损评分明显优于对照组和非穴组,差异均有统计学意义(P<0.05);非穴组干预后的神经功能缺损评分与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。②水沟穴组与对照组大鼠L-Ca^2+电流幅度比较差异有统计学意义(P<0.05);水沟穴组与非穴组L-Ca^2+电流幅度比较,差异具有统计学意义(P<0.05),水沟穴组均值小于非穴组;非穴组与对照组大鼠L-Ca^2+电流幅度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。③水沟穴组L-Ca^2+通道的平均开放时间常数明显小于对照组和非穴组,差异均有统计学意义(P<0.05);非穴组与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:电针水沟穴可改善脑缺血再灌注大鼠的神经功能,与电针非穴比较具有经穴效应的特异性。电针水沟穴可能通过降低脑缺血再灌注大鼠海马CA1区L-Ca^2+通道的电流幅度,减少L-Ca^2+通道开放时间,抑制神经细胞内钙超载的作用,促进脑缺血再灌注大鼠神经功能的恢复,起到脑保护作用。

烟酸腺嘌呤二核苷酸磷酸-Ca^(2＋)释放的调控物质

烟酸腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate,NAADP)是于1987年发现的,存在于无脊柱动物海胆卵和哺乳动物的肌肉、神经、腺体等组织细胞中的,与Ca2+释放有关的物质。NAADP可作用于细胞内溶酶体和溶酶体样的酸性小泡的双孔通道,引起小泡内Ca2+的释放,也可作用于细胞内质网膜上的三磷酸肌醇和环二磷酸腺苷核糖受体,引起细胞质网的Ca2+释放,具有Ca2+第二信使样作用。本文简述NAADP的生成、分布、生理作用、受体、引起细胞内Ca2+释放的可能机制。

周围神经损伤后脊髓前角运动神经元内游离Ca^(2+)的浓度

背景:神经损伤后可引起细胞膜上Ca2+通道的开放,使细胞外Ca2+内流,造成细胞内的钙超载。目的:观察臂丛神经根切断伤后相应脊髓前角运动神经元内游离Ca2+浓度的变化。方法:健康成年雄性Wistar大鼠84只,分为3组:假手术组暴露臂丛神经不切断;对照组臂丛神经切断伤后不做其他处理;实验组臂丛神经切断伤后,给予腹腔注射Ca2+阻带剂维拉帕米4mg/(kg?d)。于切断伤后12h,24h,48h,72h,1周,2周,4周每组随机以4只取材。结果与结论:周围神经损伤开始,对照组及实验组大鼠损伤侧脊髓前角运动神经元细胞内Ca2+浓度开始升高,至伤后48h达高峰,此后逐渐下降,伤后1周,实验组已基本回至正常水平,但仍较假手术组高。说明神经损伤后相应神经元细胞膜上L型Ca2+通道开放,Ca2+内流进入细胞内,导致神经细胞内游离Ca2+浓度增加,L型Ca2+通道可以被维拉帕米阻断,减少神经损伤后的Ca2+内流,减少神经细胞凋亡的数量。

瞬时受体电位M2通道:氧化应激敏感的离子通道

瞬时受体电位(TRP)通道是位于细胞膜上的一类重要的阳离子通道超家族,根据氨基酸序列的同源性,可将已发现的TRP通道分为7个不同的亚家族,瞬时受体电位M2(TRPM2)通道隶属于TRPM家族。越来越多证据表明,TRPM2通道参与如胰岛素分泌和释放、炎性细胞因子分泌、氧化应激介导的细胞死亡等多种病理生理过程。TRPM2离子通道作为氧化应激反应感受器,可被多种因子激活和影响,有望成为氧化应激相关疾病的一个潜在治疗靶点。