论文部分内容阅读
强心苷抑制Na/K泵一直被认为是其增加心肌收缩性,有效治疗心衰的传统机制。然而,许多文献报告,强心苷在心衰患者血浆的有效治疗浓度却远低于它们在体外实验中抑制Na/K泵所需的浓度,甚至此有效浓度的强心苷非但不抑制反而兴奋Na/K泵,使得Na/K泵抑制理论难以圆满解释此浓度强心苷治疗心衰的机制。本研究在急性分离的豚鼠心室肌细胞,采用全细胞膜片箝技术测定Na/K泵电流(Ip)和Ca2+电流(ICa),采用激光共聚焦显微镜技术测定细胞内Ca2+浓度([Ca2+]i),以探讨治疗浓度强心苷对Na/K泵的确切作用及其治疗心衰的可能机制。 1. 低浓度强心苷对Na/K泵电流(Ip)的兴奋作用(1)当以双氢哇巴因(dihydroouabain, DHO)5×10-6 mol·L-1灌流豚鼠心室肌细胞时,由于Ip被抑制,可引起膜电流的内向移动;而当以DHO 10-10 mol·L-1灌流时,则记录到该膜电流的外向移动,提示可能Ip被兴奋。(2)当用天冬氨酸替代电极液中的天冬氨酸钠,去除细胞内Na+后,DHO 10-10和5×10-6 mol· L-1不再引起膜电流的内向和外向移动。(3)当改用无K+台氏液灌流豚鼠心室肌细胞,去除细胞外K+后,DHO 10-10 mol·L-1不再引起膜电流的外向移动。(4)细胞内应用Na/K ATP酶抑制剂vanadate,可取消DHO 10-10和5×10-6 mol· L-1 引起膜电流的内向和外向移动。已知在本实验条件下,5×10-6 mol· L-1DHO引起的内向膜电流为抑制性Ip,而上述实验结果表明,DHO 10-10 mol· L-1引起的外向膜电流在多种性质方面与5×10-6 mol· L-1DHO引起的内向膜电流相似,符合Ip<WP=5>特性,故认为低浓度DHO引发的外向电流为兴奋性Ip。(5)选择性作用于Na/K泵α1亚基的β受体激动剂,异丙肾上腺素(isoproterenal,ISO)不影响10-10 mol·L-1 DHO对Ip的兴奋作用,Ip(ISO)/Ip(Con)为1.0±0.4。 (6)选择性作用于Na/K泵α2亚基的α受体激动剂,去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)在β受体拮抗剂propranolol 存在情况下,可增强10-10 mol·L-1 DHO对Ip的兴奋作用,Ip(NE)/ Ip(Con)为1.7±0.5。(7)[K+]o 为8 mmol·L-1时DHO 10-10 mol·L-1引发的兴奋性Ip与[K+]o 为4 mmol·L-1时的兴奋性Ip的比例为1.1±0.3,提示[K+]o的变化不影响低浓度DHO的Ip兴奋作用。(8)低浓度Ouabain(OUA)10-10 mol·L-1也可引起膜电流外向移动,产生兴奋性Ip。综上所述,低浓度DHO和OUA不抑制而是兴奋Ip; 低浓度DHO对Ip的兴奋作用是通过Na/K泵α2-亚基而非α1-亚基介导的,具有α2-亚基特异性。2. 低浓度DHO升高细胞内游离Ca2+浓度采用激光共聚焦显微镜检查研究低浓度DHO 对豚鼠心室肌细胞内游离钙浓度([Ca2+]i)的影响。所得结果如下:(1)DHO 10-11 - 10-9 mol·L-1 均可增加[Ca2+]i,以10-11 mol·L-1增加最为显著,可使[Ca2+]i增加73%± 12 %(P<0.01)。(2)钙通道阻断剂Nisoldipine 5×10-7 mol·L-1预处理细胞后,可使DHO 10-11 mol·L-1增加[Ca2+]i的幅度从73%±12 %分别降至28%±10 %。(3)钠通道阻滞剂TTX 2×10-6 mol·L-1可使DHO 10-11 mol·L-1增加[Ca2+]i的幅度从73%±12 %降至34%± 17% (P<0.05)。(4)在无Na+无K+台氏液中,虽然细胞的Na/K泵和Na/Ca交换体活性被抑制,但DHO 10-11 mol·L-1仍使[Ca2+]i增加,甚至高达112%±47% ( P<0.05)。Nisoldipine 5×10-7 mol·L-1和TTX 2×10-6 mol·L-1预处理细胞后,可使DHO 10-11 mol·L-1增加[Ca2+]i的幅度从112%±47%分别降<WP=6>至38%±20%和42%±17% (P<0.05)。(5)在无Ca2+台氏液中DHO 10-11 mol·L-1仍可使[Ca2+]i增加23%±11% P <0.05)。以上结果表明,DHO可增加[Ca2+]i,Nisoldipine和TTX可分别部分抑制低浓度DHO的此种作用,提示低浓度DHO可能通过激活钙通道和TTX敏感的钠通道而增加[Ca2+]i;去除台氏液中K+和Na+后, 上述作用仍存在,表明DHO的此种作用与Na/K泵和Na/Ca交换机制无关;去除台氏液中Ca2+后,低浓度DHO仍能升高[Ca2+]i,提示其可直接促进胞内钙释放而增加[Ca2+]i。3. 低浓度DHO增加心肌细胞L-型钙通道电流(ICa-L) (1) ICa-L的测定与鉴别:将膜电位箝制在-50mV和在细胞外液中加入Na+通道阻滞剂TTX 2×10-6 mol·L-1均可使Na+电流失活,在电极液内加入Cs+和TEA+可抑制K+电流,在此条件下,以-50mV箝制电压、10 mV步长、350ms时程、从-50mV除极至0 mV的阶跃测试电压刺激豚鼠心室肌细胞,激发一个可被nisoldipine(5×10-7 mol·L-1)抑制的内向电流,此内向电流即为ICa-L。 (2) DHO对ICa-L的作用:DHO 10-11-10-9 mol·L-1 均不同程度增加心肌细胞ICa-L,以10-11 mol·L-1增加最为显著,使ICa-L密度由-7.3 ± 1.1 pA/pF 增至-10.6 ± 0.9 pA/pF (n=9, P < 0.05),且使ICa-L的I-V曲线下移。(3)DHO对ICa-L的通道动力学特性的影响 10-11 mol·L-1 DHO可使激活曲线左移,其半激活电压(V0.5A)由-8.8 ± 1.5 mV (n=5)变为-13.1 ± 2.4 mV (P<0.05),表明DHO可促进L-钙通道的电压依赖性激活过程。10-11 mol·L-1 DHO 也可使失活曲线右移,其半失活电压(V0.5I)由-19.3 ± 1.5 mV变