单个心肌细胞钠通道电流动力学特点及其意义初步探讨

应用全细胞斑片钳技术记录酶学方法分离的豚鼠单个心室肌细胞离子通道电流。通过改变计算机内ＰＣＬａｍｐ软件包（７．７１版本，美国Ａｘｏｎ公司）中有关参数，设置钠通道电流（ＩＮａ）及ＩＮａ动力学研究的脉冲刺激方案。研究显示，ＩＮａ表现电压和时间依赖性，本实验条件下所引起的ＩＮａ能稳定地用于观钠通道灭活特性，使用依赖性阻滞以及通道灭活后恢复过程等动力学研究。本文对钠通道有关动力学特征及其意义作了初步探讨。     

膜片钳技术心肌细胞钠通道动力学研究

应用膜片钳全细胞法，研究豚鼠单个心室肌细胞的钠离子通道电流及其动力学特征。研究显示：ＩＮａ具有电压和时间依赖性，ＩＮａ在－５０ｍＶ激活，在＋４０ｍＶ反转。钠通道动力学包括稳态灭活曲线，使用依赖性阻滞及钠通道灭活后的恢复过程，对其特点的初步讨论表明，Ⅰ类抗心律失约物与受体亲和力，失活态钠通道受体解离的时间常数，以及其使灭活曲线向左移的电位不同，可以作为Ｉ类药物亚类的分类基础。     

二乙酰基莲心碱对心室肌细胞膜钠、钙通道的影响

目的 :探讨二乙酰基莲心碱 (Diacetyl linesinine)对家兔心室肌细胞膜钠、钙离子通道的影响。方法 :选取10只体重 1.5～ 2 .0kg的健康新西兰大耳白兔 ,酶解法分离单个心室肌细胞 ,应用全细胞膜片钳技术观察 10 ,30 ,10 0 μmol·L-1的二乙酰基莲心碱对心室肌细胞膜钠通道和钙通道的作用。结果 :二乙酰基莲心碱浓度依赖性减少钠电流和L 型钙电流 ,10 ,30 ,10 0 μmol·L-1的二乙酰基莲心碱可分别使峰值钠电流降低 4 0 .7% ,78.4 %和 89.4 % ;使峰值L 型钙电流降低 5 6 .6 % ,6 5 .7%和 73.6 %。另外 ,二乙酰基莲心碱可使钠通道灭活曲线左移 ,并可减慢钠通道灭活后的恢复过程。结论 :二乙酰基莲心碱对钠电流及L 型钙电流具有浓度依赖性阻滞作用 ,并可作用于钠通道的失活态 ,这些可以部分解释其抗心律失常作用机制。     

2-花生四烯酸甘油对海人酸诱导损伤的大鼠尾状核神经元电压门控钠电流的调制作用

目的 探讨内源性大麻素2-花生四烯酸甘油（2-AG）对海人酸（KA）损伤的大鼠尾状核神经元电压门控钠通道电流（INa）的调制作用及其分子机制。方法 原代培养大鼠尾状核神经元,分为空白对照组、KA组、2-AG+KA组、RIM（CB1受体拮抗剂）+2-AG+KA组。培养7 d后,各组细胞于培养基中处理12 h;其中,2-AG+KA组和RIM+2-AG+KA组在添加2-AG、RIM 30 min后添加KA。应用全细胞膜片钳技术检测大鼠尾状核神经元电压门控钠通道电流：包括各组电流密度的变化、通道的电流-电压特性、通道的激活动力学特性和失活动力学特性。结果 在培养的大鼠尾状核神经元中,与对照组相比,KA显著增加神经元电压门控钠通道电流密度（P=0.009）;并使VGSCs的激活电压曲线向超极化方向偏移,半激活电压绝对值明显增大（P=0.008）。与KA组相比,直接给与2-AG提高2-AG水平可阻止KA诱导的钠电流密度增加（P=0.009）和钠电流激活曲线超极化方向移动（P=0.009）,且2-AG的这种作用是通过CB1受体依赖性途径介导的。2-AG本身对尾状核神经元电压门控钠通道电流密度、激活及失活等电流特性均不产生效应。结论 2-AG可通过CB1受体途径调控尾状核神经元VGSCs电流朋而起到神经保护作用。     

氧化苦参碱对大鼠海马神经元细胞钠通道的影响

目的 研究氧化苦参碱(oxymatrine,OMT)对培养的新生大鼠海马神经元细胞膜钠电流作用,探讨OMT在离子通道水平的作用机制.方法 采用原代培养新生大鼠海马神经元细胞,应用全细胞膜片钳技术,观察不同浓度OMT对培养8～12天的大鼠海马神经元细胞膜钠通道的作用.结果 OMT对海马神经元细胞膜钠电流有明显的抑制作用(n=20,P＜0.05),且这种作用具有浓度依赖性,OMT对钠电流作用的半数抑制浓度为(46.1±1.3)μmol/L.在30μmol/L时,OMT可使钠电流Ⅰ～Ⅴ曲线显著上移,并且改变钠电流的翻转电位,但不影响激活电位和峰电位.通道动力学显示OMT可以促进钠电流复活曲线向右移动,减慢通道由失活状态恢复到激活状态的过程,但对激活曲线和失活曲线则没有明显的作用.结论 OMT呈浓度依赖性和电压依赖性抑制大鼠海马神经元细胞膜钠电流,并且抑制钠通道的复活过程.     

PTD-BDNF对海马神经元钠、钾、钙离子通道的影响

目的研究PTD-BDNF对大鼠海马神经元细胞钠、钾、钙离子通道的影响。方法全细胞膜片钳技术记录海马神经元细胞电压依赖性钠、钾、钙通道电流,观察并分析PTD-BDNF对离子通道电流的影响。结果与对照组比较,PTD-BDNF、BDNF使海马神经元钠通道电流强度峰值分别增加39.35%和41.99%（n=4,P〈0.01）;使钠通道电流-电压关系曲线下移（n=4,P〈0.01）;使海马神经元钙通道电流强度峰值分别增加39.20%和38.72%（n=4,P〈0.01）;使钙通道电流-电压关系曲线下移（n=4,P〈0.01）;使海马神经元钾通道电流IA、IK在20mv刺激处分别比对照组降低29.03%、28.06%和29.76%、33.38%;使钾电流-电压关系曲线下移（n=4,P〈0.01）。PTD-BDNF与BDNF两者之间比较差异均无统计学意义（P〉0.05）。结论PTD-BDNF显示了与脑源性神经营养因子相似的电压依赖性离子通道的调节作用,说明PTD-BDNF与脑源性神经营养因子在调节神经元静息膜电位、神经兴奋性方面有相同的分子基础。     

尼可刹米对新生大鼠大脑皮层神经元钠通道的兴奋作用

目的 观察尼可刹米对新生大鼠皮层神经元电压依赖性钠通道的作用.方法 应用全细胞膜片钳技术观察尼可刹米对新生大鼠脑片皮层神经元电压依赖性钠电流的作用.结果 尼可刹米增加皮层神经元河豚毒素(TTX)敏感性电压依赖钠电流;尼可刹米使钠通道稳态激活曲线向超极化方向移动,钠通道半数激活电压(V1/2)从给予尼可刹米前的(-34.67±3.07)mV变为给予尼可刹米后的(-37.63±3.37)mV(n=10,P<0.05);尼可刹米使钠通道的稳态失活曲线向去极化方向移动,钠通道半数失活电压(V1/2)从给予尼可刹米前的(-43.36±3.06)mV变为给予尼可刹米后的(-33.24±2.05)mV(n=10,P<0.01).结论 尼可刹米通过改变皮层神经元钠通道的动力学特征来增加电压依赖性钠电流,这可能是尼可刹米兴奋中枢神经元的作用机制之一.     

一氧化氮对豚鼠耳蜗外毛细胞钙通道的作用

目的研究一氧化氮（NO）对豚鼠耳蜗外毛细胞钙通道的影响。方法以硝普钠作为NO的供体,应用全细胞式膜片钳技术记录外毛细胞钙电流。结果 10μmol/L硝普钠使电压依赖性钙通道电流减小,电流电压关系（I-V）曲线上抬;0.05～50μmol/L硝普钠对电流的抑制率与其浓度有关,半数抑制浓度为0.79μmol/L,对电流的最大抑制率为39.48%,其阻断作用是可逆的。结论硝普钠可阻断豚鼠耳蜗外毛细胞电压依赖性钙通道;推测NO在传出神经对外毛细胞功能调节中起重要作用。     

水杨酸钠抑制大鼠螺旋神经节神经元电压门控钠通道的研究

目的：研究大鼠螺旋神经节神经元电压门控钠通道在水杨酸钠致听力下降过程中所起的作用。方法：采用全细胞记录膜片钳技术研究水杨酸钠对急性分离大鼠螺旋神经节神经元电压门控钠通道的影响。结果：水杨酸钠（10～1000μmol／L）作用于大鼠螺旋神经节神经元电压门控钠通道后,钠电流（Ina）的电流幅度随着浓度的增加而减小,该作用具有可逆性。水杨酸钠不改变INa的电压门控特性和稳态激活曲线。结论：水杨酸钠对大鼠螺旋神经节神经元INa具有可逆性抑制作用,但不改变钠通道激活的电压依赖特性,这可能与水杨酸钠致听力下降有关。     

在无Mg~（2＋）条件下完整神经元NMDA通道动力学的电压依赖性

用膜片钳技术，在新生大鼠大脑皮层完整神经元膜上记录了电导为３５ｐＳ的Ｎ－甲基－Ｄ－门冬氨酶（ＮＭＤＡ）通道电流并在无Ｍｇ２＋条件下，详细分析了通道动力学的电压依赖性。ＮＭＤＡ通道对Ｎａ＋、Ｋ＋非选择性通透，对Ｃｌ－不通透，ＡＰＶ能阻断通道活动。通道的开放时间、ｂｕｒｓｔ时程及开放概率随超极化程度增大而减小。开放时间和ｂｕｒｓｔ时程的分布直方图均需双指教拟合，它们的慢时间成分也显示相似的电压依赖性。结果表明：完整神经元ＮＭＤＡ受体自身的通道动力学有明显的电压依赖性。     

模拟缺血对兔三层心室肌细胞快钠通道的影响

目的探讨心肌缺血时折返性心律失常发生的离子机制。方法以酶解法分离兔心室肌三层细胞,先后用正常和缺血液灌流模拟正常和缺血状态,并采用膜片钳全细胞记录法观察三层心室肌细胞快钠通道的活性和异质性变化。结果(1)缺血后三层细胞的钠电流(INa)电压依赖性、I-V曲线的形态轨迹未变,INa峰电流密度减小,三层细胞间峰电流密度差异发生变化。(2)缺血后三层细胞失活曲线均左移,失活加速,三层细胞间INa失活半电压差异发生变化。(3)缺血30 min时INa灭活后恢复曲线由原来的三层细胞间无统计学差异(P>0.05)变为有统计学差异(P<0.05)。各层细胞自身INa灭活后恢复随着缺血时间延长而减慢,但无统学差异。结论心肌缺血使钠通道活性改变,影响三层细胞间INa的异质性及三层细胞离子通道电流平衡,构成心律失常发生的基质,可部分解释三层细胞在正常和缺血状态对药物的不同反应。     

二十二碳六烯酸对大鼠心肌细胞通道的影响

目的:探讨二十二碳六烯酸(DHA)对大鼠心室肌细胞动作电位(AP)及钠通道电流(INa)的影响。阐述DHA抗心律失常的机制。方法:采用酶消化法获得大鼠心室肌细胞,用膜片钳技术分别记录0、20、40、60、80、100和120μmol/L DHA对大鼠心室肌细胞AP复极25%、50%和90%时程(APD25、APD50和APD90),对AP最大上升速率(Vmax)、幅值(APA)、超射值(OS)及INa的影响。结果:①不同浓度DHA对APD25、APD50和APD90呈浓度依赖性延长(P<0.05,n=20),对Vmax、APA和OS的影响无显著性差异(P>0.05,n=20)。②不同浓度DHA对INa呈浓度依赖性阻滞、I-V曲线上移、稳态失活曲线左移、失活后恢复时间延长,对稳态激活曲线无影响。在指令电压-30 mV时,上述浓度DHA对INa阻滞分别为(1.51±1.32)%、(21.13±4.62)%、(51.61±5.73)%、(67.62±6.52)%、(73.49±7.59)%和(79.95±7.62)%(P<0.05,n=20),DHA对INa的半效作用浓度(EC50)为(47.91±1.57)mol/L。结论:DHA对APD的延长及对钠通道的抑制作用可能是其抗心律失常机制之一。     

新型重组海葵毒素hk2a对大鼠心室肌细胞离子通道的影响

目的观察新型基因重组海葵毒素rhk2a对大鼠心室肌细胞离子通道的影响。方法采用全细胞膜片钳技术分别记录rhk2a对大鼠心室肌细胞钠电流、L型钙电流和钠-钙交换电流的影响。结果与对照组相比,新型重组海葵毒素rhk2a能够明显减慢大鼠心室肌细胞钠通道的时间依赖性失活(τh)(14.15±4.6 ms vs2.03±0.30 ms, P<0.05),而rhk2a对大鼠心室肌细胞钙通道电流(-8.86±0.35 PA/PF vs-8.99±0.64 PA/PF,P>0.05)和钠-钙交换电流(-0.65±0.2 PA/PF vs-0.69±0.15 PA/PF, P>0.05)无明显直接作用。结论rhk2a对大鼠心室肌细胞钠通道的时间依赖性失活的减慢是rhk2a对心脏具有正性肌力效应的重要机制。     

利多卡因对家兔左右心室外膜心肌细胞电不均一性的影响

目的:探讨利多卡因对家兔左、右心室心外膜心肌细胞动作电位和钠电流(INa)的影响,阐明利多卡因引起左、右心室心外膜心肌细胞电不均一性机制。方法:酶解法分离家兔单个左、右心室心外膜心肌细胞,全细胞膜片钳技术记录左、右心室心外膜心肌细胞动作电位和INa在应用利多卡因前后变化。结果:在电流钳制下,对照组中的左、右心室心外膜心肌细胞上记录动作电位都具有典型的0至4期的形态,2相平台期有心外膜心肌细胞特有的穹窿样凸起;但在利多卡因组,左、右心室心外膜心肌细胞动作均明显地失去2相平台期穹窿样凸起和高度,右室心外膜心肌细胞动作电位失去2相平台期立即复极,形似三角形,左、右心室心外膜心肌细胞动作电位的幅度(APA)和复极化50%和90%(APD50和APD90)均明显减少(P<0.05),且右室心外膜心肌细胞的APA和APD50以及APD90受利多卡因影响后减小最为严重(P<0.05或0.01)。通过电压钳制方式,利多卡因使左、右心室心外膜心肌细胞的INa在各个指令电位下明显减小,而且右室心外膜心肌细胞INa减小的幅度要显著强于左室心外膜心肌细胞INa的减小幅度,当钳制电压为-20mV时,左、右心室心外膜心肌细胞的INa分别由(62.1±4.5)和(54.2±2.9)减小为(40.8±3.2)和(26.5±2.1)(P<0.05或0.01)。利多卡因还使左、右心室心外膜心肌细胞INa的I-V曲线明显上抬,尤其是使右室心外膜心肌细胞INa的I-V曲线处在其他曲线最上面,同时引起左、右心室心外膜心肌细胞的INa电流密度的最大峰值由-20mV略向右偏为-10mV。结论:利多卡因可以引起左、右心室心外膜心肌细胞电不均一性,其可能原因是利多卡因对右室心外膜心肌细胞动作电位和INa的影响程度明显强于左室相同情况。     

Sodium current kinetics of transitional myocytes in Koch triangle of rabbit hearts

Background Few studies have explored the inward sodium current （INa） kinetics of transitional cardiomyocytes. This study aimed to explore the kinetics of transitional cardiomyocytes types α and β. Methods The whole-cell patch clamp technique was used to study the rapid INa of isolated transitional cardiomyocytes in the Koch triangle of rabbit hearts. Results Maximal amplitude and density of INa in type a and type β was （-1627±288） pA （α）, （-35.17±6.56） pA/pF （β） and （-3845±467） pA （α）, （-65.64±10.23） pA/pF （β） （P 〈0.05）. Steady state activation curves of INa, fitted to a Boltzmann distribution for both types, were sigmoid in shape. Half activation voltage and slope factors did not significantly differ between types at （-43.46±0.85） mV （α）, （-41.39±0.47） mV （β） or （9.04±0.66） mV （α）, （11.08±0.89） mV （β）. Steady state inactivation curves of INa, fitted to a Boltzmann distribution in both types were inverse ＂S＂ shape. Half inactivation voltage and slope factors were （-109.9±0.62） mV （α）, （-107.5±0.49） mV （β） and （11.78±0.36） mV （α）, （11.57±0.27） mV （β）, （P〉0.05）, but time constants of inactivation were significantly different at （1.10±0.19） mV （α） and （2.37±0.33） ms （β）, （P 〈0.05）. Time constants of recovery from inactivation of INa for both types were （122.16±27.43） mV （α） and （103.84±2.8.97） ms （β） （P 〈0.05）.
Conclusions Transitional cardiomyocytes in rabbit hearts show a heterogeneous, voltage gated and time dependent fast inward sodium current. Types α and β show the features of INa similar to those in slow- and fast-response myocytes, with probably better automaticity and conductivity, respectively.     

姜黄素对大鼠心室肌细胞快钠流和L型钙流的影响

目的：研究姜黄素对大鼠心室肌细胞快钠流（INa）和L型钙流（ICa-L）的影响。方法：采用急性酶解分离法获得大鼠心室肌细胞,以全细胞膜片钳技术记录快钠流（INa）和L型钙流（ICa-L）,观察50μmol/L姜黄素对INa和ICa-L的影响。结果：50μmol/L姜黄素对INa和ICa-L的抑制率分别是71.9%±6.3%（P〈0.01）和-1.7%±13.1%（P〉0.05）。它使INa电流密度-电压曲线上移,但不改变激活电位和反转电位,对ICa-L的电流密度-电压曲线无明显影响。结论：50μmol/L姜黄素对大鼠心室肌细胞INa有较强抑制作用,对ICa-L无明显影响。     

肾上腺素对布比卡因抑制大鼠心室肌细胞钠电流的影响

目的：研究肾上腺素对较低浓度布比卡因所抑制的大鼠心室肌细胞钠电流（INa）的影响。方法：采用急性酶解分离法获得Sprague-Dawley雄性大鼠心室肌细胞,随机分为2组（n=5）,以全细胞膜片钳技术记录INa,观察0.15 μg/mL肾上腺素对40 μmol/L布比卡因和50 μmol/L布比卡因所抑制的INa的影响。结果：40 μmol/L和50 μmol/L布比卡因对大鼠心室肌细胞INa抑制率分别为（50.2%±5.8%）和（62.7%±7.7%）,差异有统计学意义（P＜0.05）。当加入0.15 μg/mL肾上腺素后,40 μmol/L布比卡因组抑制率变到（33.7%± 10.2%）,差异有统计学意义（P＜0.05）;50 μmol/L布比卡因组抑制率变为（62.1%±7.3%）,差异无统计学意义（P＞0.05）,肾上腺素对I-V曲线无明显影响。结论：肾上腺素可以部分恢复较低浓度布比卡因所抑制的心室肌细胞INa,但其作用在较高浓度布比卡因中受到限制。     

氯胺酮和利多卡因对缺氧后海马神经细胞钠钾电流的影响

目的 本实验用全细胞膜片钳技术研究氯胺酮与利多卡因对缺氧的培养大鼠海马神经元细胞Na+/K+电流的影响,从电生理角度为二者合用于临床而产生神经保护作用提供依据.方法 取培养12d的海马神经元,随机分为正常对照N组,缺氧4h A组,加氯胺酮后缺氧4h K组,加利多卡因后缺氧4h L组,加氯胺酮及利多卡因后缺氧4h KL组...     

兔心肌梗死后右心室肌细胞离子通道电流的变化

目的探讨心肌梗死后右心室肌细胞离子通道电流的变化.方法该研究采用结扎兔冠状动脉左前降支的方法建立心肌梗死动物模型,应用膜片钳全细胞记录方法,记录心肌梗死后2个月右心室心肌细胞钠通道电流(INa)、L-钙通道电流(ICa-L)、瞬间外向钾电流(Ico)的变化.结果心肌梗死后2个月,心肌梗死组INa电流密度峰值[(20.42±1 73)pA/pF,n=15]较对照组[(35 40±3.43)pA/pF,n=16]明显下降(P＜0.05);心肌梗死组ICa-L电流密度峰值[(5.71±0.93)pA/pF,n=12]与对照组[(6.28±1.03)pA/pF,n=10]略下降,但无明显差异(P＞0.05);心肌梗死组Ito电流密度( 60 nV时)[(8.61±0.95)pA/pF,n=16]较对照组[(14.38±1.24)pA/pF,n=17]明显下降(P＜0.05).结论心肌梗死可引起右心室肌细胞INa和Ito的下降,造成心肌传导速度下降和动作电位时程相对延长、复极异常,可能是导致心肌梗死后出现室性心律失常的离子机制.