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背景:Apelin是APJ endogenous ligand几个单词的组合,是血管紧张素Ⅱ受体样蛋白—J,即 APJ(putative receptor protein related to the angiotensin receptor AT1)受体的内源性配体,APJ是一种G蛋白耦联受体,结构与血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ,AngⅡ)的Ⅰ型受体(AT1)非常相似(54%的跨膜区域结构相同),但并不与AngⅡ结合。Apelin-APJ系统广泛分布于机体的各个系统并且具有许多生理功能,尤其是在心血管系统中Apelin有降低血压、介导血管再生、增加正常和衰竭心脏的收缩力、保护心肌等作用。目前关于Apelin对缺血心脏功能、对心肌细胞离子电流的调节作用存在争议。已有研究多集中于Apelin的降压、正性肌力、缺血/再灌注损伤保护作用方面,而关于Apelin对缺血心肌细胞电生理特性、离子通道的影响和对缺血相关心律失常的作用尚不明了。目的:1.观察Apelin对于正常和模拟缺血心室肌细胞的INa电流的作用;2.通过建立Langendorff灌流离体缺血大鼠心脏模型,观察Apelin对于正常和模拟缺血相关室性心律失常的抑制作用;3.建立Langendorff灌流离体缺血大鼠心脏模型,观察Apelin对正常和缺血心肌有无正性肌力作用;4.观察以上离子电流变化、正性肌力作用的相关离子通道蛋白质的表达是否有变化。方法:应用Landgendorff逆灌流系统酶解分离左室心肌细胞,采用全细胞膜片钳技术观察大鼠左室心肌细胞INa电流。在实验不同阶段,通过改变电极外液的方法来模拟正常/模拟缺血细胞状态,分组对照研究分别观察Apelin-13对正常/模拟缺血心室肌细胞INa的影响。建立Langendorff灌流离体缺血大鼠心脏模型,观察Apelin-13对大鼠离体灌流心脏模型心功能和室性心律失常的影响,采用分子生物学western blot技术观察心室肌细胞在模拟正常、模拟缺血及分别加用Apelin-13等不同状态下SCN5A编码的钠通道Vα亚单位、CACNA1C(Cav1.2)基因编码的L型钙通道蛋白α1c亚单位的表达水平。以SPSS统计软件分析数据,以P<0.05为差异有统计学显著性意义。结果:1.短时间内(3～5min)Apilin对正常细胞峰电流的作用:与基础态相比,Normal-Apelin 组在测试电位分别为-45mV、-40mV、-35mV、-30mV 和-25mV时的 INa 峰电流降幅(%)分别为 22.76±17.83、20.28±15.23、10.99±8.78、11.63±9.68和14.29±10.61,Normal组的降幅分别为24.71±13.72、25.06±16.31、25.27±13.45、22.09±13.61和21.25±16.46(分别P<0.05)2.短时间内Apelin对模拟缺血细胞峰电流的作用,与基础态相比,Ischemia-Apelin组在测试电位分别为-45mV、-40mV、-35mV、-30mV 和-25mV 时的降幅(%)分别为 1.03 ±0.14、2.11±0.07、1.09± 0.02、2.27 ±0.10 和 1.20 ±0.06(分别P>0.05),Ischemia 组增幅(%)分别为 6.45 ± 11.05、1.02 ±9.20、8.42 ± 11.54、7.78 ± 11.70、3.57 ±14.44(分别P<0.01)。3.Normal-Apelin 组与 Normal 组 INa 电流激活参数相比,Apelin-13 作用3～5min,使前组V1/2更负,k呈减小趋势。4.Ischemia-Apelin组与Ischemia组INa电流激活参数相比,Apelin-13作用3～5min使前组V1/2更负,k呈减小趋势。5.持续20min的模拟缺血状态下,Ischemia组3min～7min时,INa高于基础状态,并于5min时达峰,比较显示模拟缺血3min和5min的INa无差别(P=0.5268),7min时INa比3min时降低(P=0.0469);9min开始标准化峰电流低于基础状态(分别P= 0.0209和P= 0.0293);模拟缺血13min～21min,INa低于基础状态,并逐渐减小,比较显示相邻2个时间点(13minvs 15min、15minvs 17min和 19min vs 21min)的 INa均有差别(分别P=0.0170、0.0276 和 0.0017;Ischemia-Apelin组模拟缺血9min以内,峰电流变化与基础态无差别,从11min开始,略低于基础态,但衰减趋势缓于Ischemia组(P<0.05)。组间比较在模拟缺血 3min～7min 时,Ischemia-Apelin 组 INa小于 Ischemia 组(分别P<0.05);从模拟缺血 9min 开始至 21min,Ischemia-Apelin 组 INa大于 Ischemia 组(P<0.05)。6.在模拟缺血11min时与各自基础态相比,Ischemia组激活参数V1/2,a更接近正值、ka值增大,失活参数V1/2,i减小,ki值不变;Ischemia-Apelin组激活参数V1/2,a、ka值不变,失活参数V1/2,i变得增大,ki值减小;7.Normal-Apelin组与Normal组比较、Ischemia-Apelin组与Ischemia组比较室性心律失常开始时间、室性心动过速持续时间、心室颤动持续时间及心律失常评分情况比较无差异(P>0.05);8.Normal-Apelin 组 LVEDP 低于 Normal 组,LVDP、dp/dtmax、dp/dtmin 高于 Normal组;Ischemia-Apelin 组 LVEDP 低于 Ischemia 组,LVDP、dp/dtmax、dp/dtmin 高于Ischemia组;9.以β-actin作参考,四组Na通道蛋白Vα亚单位的表达灰度值分别为28.8±3.6、29.4±4.1、30.1±2.9、31.3±3.8,组间无统计学差异。10.四组L型Ca通道蛋白αlc亚单位的表达灰度值分别为12.9 ±4.1、12.5 ±3.7、13.6±3.8、13.1±3.2,组间无差异。结论:1.对于大鼠正常的左室心肌细胞,Apelin-13短时作用(3～5min)可延缓正常大鼠左室细胞INa的峰电流和标准化峰电流时间衰减现象,使INa离子通道容易激活而且激活速度更快,但不增大峰电流幅度。对模拟缺血状态的大鼠左室心肌细胞,INa在缺血3～7min时一过性增大达峰;Apelin-13短时作用(3～5min)使模拟缺血心肌细胞峰电流和标准化峰电流无一过性增大(削峰作用),并且使INa更容易激活而且激活速度更快。Apelin-13是通过改变门控特性来实现这一过程的。2.模拟持续缺血状态下,IN&在9～llmin后持续减小;Apelin-13能抑制IN&时间衰减现象(平缓作用),主要通过改变缺血心肌细胞INa通道的失活特性发挥作用,并且对其激活过程起到稳定作用。3.模拟缺血状态下Apelin-13不影响SCN5A和Cavl.2的表达,Apelin-13对INa电流的影响与钠离子通道蛋白表达无关;其正性肌力作用与L型钙电流离子通道蛋白表达无关。短时间作用下Apelin-13不影响室性心律失常发生。4.Apelin-13对正常和模拟缺血心脏均有改善心脏功能的作用。