心肌内向整流钾电流Ik1动力学模型的计算机重建

0 引言心肌内向整流钾电流Ik1具有重要的生理意义, 它决定了细胞静息电位的水平和输入电阻的大小;此外,它还参与动作电位3相复极. 目前尽管     

延迟整流钾电流及其阻滞剂的研究进展

延迟整流钾电流(Ik)主要参与心肌细胞动作电位的复极过程,与心肌细胞动作电位时程(APD)和有效不应期(ERP)的长短关系密切.其主要包含两种成分:快激活成分(Ikr)和慢激活成分(Iks).它们的分子特点是心肌电生理特性的基础,组织分布特点是APD和ERP离散的基础.而其阻滞剂即Ⅲ类抗心律失常药物是目前临床应用的热点.     

延迟整流钾电流及其阻滞剂的研究进展

延迟整流钾电流（Ik）主要参与心肌细胞动作电位的复极过程,与心肌细胞动作电位时程（APD）和有效不应期（ERP）的长短关系密切。其主要包含两种成分：快激活成分（Ikr）和慢激活成分（Iks）。它们的分子特点是心肌电生理特性的基础．组织分布特点是APD和ERP离散的基础。而其阻滞剂即Ⅲ类抗心律失常药物是目前临床应用的热点。     

甲状腺素诱导的豚鼠肥厚心肌中快速激活的延迟整流钾电流和内向整流钾电流离子通道特征

在甲状腺素诱导的豚鼠心肌肥厚模型上,采用膜片钳全细胞技术,研究病变心肌细胞APD,Ikr及Ik1离子通道特征,以及药物治疗后其离子通道的改变。结果表明,肥厚心肌细胞APD明显缩短,静息电位及动作电位幅度不变,Ikr及Ik1均显著增加,反转电位不变。经propranolol治疗后,心肌APD,Ikr及Ik1均有明显改善,不影响Ikr的反转电位,但使Ik1反转电位向负的方向偏移。以上结果提示,甲状腺素诱发的心肌肥厚加重心律失常的严重性与增加Ikr及Ik1有关,作用多通道的复合型抗心律失常药有较好的治疗作用。     

甲状腺素诱导的豚鼠肥厚心肌中快速激活的延迟整流钾电流和内向整流钾电流

在甲状腺素诱导的豚鼠心肌肥厚模型上,采用膜片钳全细胞技术,研究病变心肌细胞ＡＰＤ,Ｉｋｒ及Ｉｋｌ离子通道特征,以及药物治疗后其离子通道的改变。结果表明,肥厚心肌细胞ＡＰＤ明显缩短,静息电位及动作电位幅度不变,Ｉｋｒ及Ｉｋｌ均显著增加,反转电位不变。经ｐｒｏｐｒａｎｏｌｏｌ治疗后,心肌ＡＰＤ,Ｉｋｒ及Ｉｋｌ均有明显改善,不影响Ｉｋｒ的反转电位,但使Ｉｋｌ反转电位向负的方向偏移。以上结果提示,甲状腺素诱发的心肌肥厚加重心律失常的严重性与增加Ｉｋｒ及Ｉｋｌ有关,作用多通道的复合型抗心律失常药有较好的治疗作用。     

兔肥厚心肌细胞内膜和外膜慢反应延迟整流钾电流和动作电位时程的变化

目的 探讨肥厚心肌的电生理重构机制,观察肥厚心肌细胞内膜和外膜慢反应延迟整流钾电流(IKs)和动作电位时程(APD)的变化.方法 家兔16只随机分为假手术组和心肌肥厚组.心肌肥厚组通过部分结扎腹主动脉的方法造成兔压力负荷性心肌肥厚模型,假手术组只暴露腹主动脉而不行缩窄术.实验以胶原酶分离兔心肌细胞,采用全细胞膜片钳记录IKs和APD.结果 ①假手术组和心肌肥厚组心内膜的IKs均显著小于心外膜.②与假手术组相比,心肌肥厚组心内膜和心外膜的IKs显著减小.③假手术组和心肌肥厚组心内膜的APD均显著长于心外膜.④与假手术组相比,心肌肥厚组心内膜和心外膜的APD显著延长.结论 肥厚心肌IKs存在跨室壁异质性,同时伴有心外膜和心内膜不均一的IKs减小,造成复极时程延长和跨室壁复极不均一性的增加.     

心律失常与心肌外向延迟整流钾电流IK的改变

心肌外向延迟整流K^ 电流IK可分为IKr、IKs和IKur3种成分或亚电流，它的变化是在病理情况下引起心律失常的重要原因之一。心肌肥厚时IKr、IKs的减少导致动作电位时间(APD)延长，为早后除极(EAD)和RdP的产生创造了前提条件。缺血和交感神经兴奋时IKr、IKs和IKur，的增加可导致APD异质性加大，促发心律失常。多数Ⅲ类抗心律失常药物主要阻断IKs易导致APD过度延长，诱发EAD、TdP等心律失常。复合性Ⅲ类抗心律失常药对IKs的阻断不仅有利于抗心律失常，而且也能减少不良反应。     

大鼠海马锥体神经元延迟整流钾电流的发育变化

目的 研究大鼠海马锥体细胞延迟整流钾电流(Ik)在出生后不同发育阶段的变化.方法 采用膜片钳全细胞记录模式比较3个不同年龄组,即出生后7～10天(P7-10组)、25～30天(P25-30组)和56～60天(P56-60组)Wistar大鼠急性分离的海马锥体神经元Ik的变化及通道动力学和药理学特征.结果 随着动物的发育,Ik的电流密度上调,由p-10的(32±13)pA/pF逐渐增加到P25-30的(54±20)pA/pF和P56-60的(70±18)pA/pF.随年龄增大,Ik的激活曲线左移,其半数最大激活电位(V1/2)由-12.2mV逐渐增加到-17.8 mv,而斜率因子无明显变化.四乙铵(TEA)可剂量依赖性地抑制Ik,其中P7-10组的Ik对低浓度的TEA(2和5mmol/L)较P25-30及P56-60组更敏感.结论 在大鼠海马锥体神经元的发育过程中Ik逐渐增加,并伴有通道激活动力学和药理学特性的改变.上述变化可能与海马锥体神经元的成熟以及认知功能的日益完善有关.     

褪黑激素对新生大鼠海马神经元延迟整流钾电流的影响

目的 用膜片钳技术观察褪黑激素对电压门控性延迟整流钾电流(Ik)的影响,探讨褪黑激素在中枢神经系统的作用机制及其生物学意义.方法 选择7～12 d原代培养的新生Wistar大鼠海马锥体神经元,用膜片钳电压钳全细胞记录模式观察Ik的基本电生理特点,并观察不同浓度褪黑激素,包括1、10、100 nmol/L、1、10、100 μmol/L和1 mmol/L对Ik的幅度及动力学特性的影响.结果 利用海马锥体神经元的钾电流对4-AP、TEA的敏感性及电生理特性的不同可分离出激活、失活缓慢,具有强烈外向整流特性的延迟整流钾电流.褪黑激素对海马锥体神经元Ik的影响是快速、可逆、呈电压依赖性的,但对其激活曲线没有影响.褪黑激素对Ik的作用具有浓度依赖性.1～100nmoI/L的褪黑激素可逐渐递增地增加Ik幅度;1～100 μmol/L褪黑激素对Ik的增加程度随浓度增加而增大,而1 mmol/L褪黑激素的增加程度却减小.结论 褪黑激素可逆地增强体外培养新生大鼠海马神经元的Ik电流,这或许参与了神经元损伤和记忆损害的某些环节.     

Effects of sodium ferulate on the ultrarapid delayed rectifier K^＋ current in human atrial myocytes

Objective To study the effects of sodium ferulate on the ultrarapid delayed rectifier K current(Ikur) in human atrial myocytes.MethodsHuman atrial myocytes were isolated by enzyme dispersion method. Ikur in human atrial myocytes were recorded by using the whole cell patch clamp. The changes of Ikur were compared in the absence and the presence of sodium ferulate. ResultsThere was no effect of 0.4 g/L sodium ferulate on I-V relation of Ikur However, 0.4 g/L sodium ferulate inhibited Ikur to some degrees at each test pulse. The current densities of Ikur at 60 mV decreased from 4.997 ± 0.35 PA/PF to 3.331 ± 0.26 PA/PF(n = 6, P ＜ 0.05). The inhibitory effect was concentration-dependent. IC50 was(0.41 ± 0.03)g/L and the Hill coefficient was 0.95 ± 0.05. ConclusionSodium ferulate as a potassium channel blocker can inhibit Ikur in human atrial myocytes effectively.     

外向钾电流在谷氨酸引起的神经元损伤中的作用

目的:探讨谷氨酸通过(NMDA)受体对外向钾电流的影响以及引起神经元损伤的作用机制?方法:以分离出的孕18 d SD大鼠胎鼠的皮层神经元作为实验对象,分为对照组和谷氨酸处理组,利用全细胞膜片钳的方法记录外向钾电流的变化,通过细胞形态学和TUNEL的方法分别观察谷氨酸处理后神经元的损伤情况?结果:谷氨酸能明显引起外向钾电流的增大,而NMDA受体抑制剂MK-801明显抑制由谷氨酸引起的外向钾电流的增大?形态学以及TUNEL实验研究表明,谷氨酸明显引起神经元的损伤(P < 0.01),而MK-801?钾通道抑制剂TEA以及高浓度的外钾溶液能明显减缓由谷氨酸引起的细胞损伤(P < 0.01)?结论:外向钾电流参与了谷氨酸引起的神经元的损伤,但其机制仍需进一步的探讨?     

计算机辅助骨盆肿瘤切除和功能重建的围手术期护理

目的：探讨计算机辅助设计（computer—aided design,CAD）骨盆肿瘤切除边界、重建骨盆和髋关节的围手术期护理。方法：总结2006年11月-2009年6月8例骨盆恶性肿瘤患者,按照CAD方案精确切除骨盆肿瘤组织,采用外形匹配的同种异体髂骨加内固定或同种异体髂骨加个性化假体修复肿瘤切除后骨缺损、重建骨盆结构,记录围手术期的护理方法和相关并发症。结果：8例患者均顺利完成手术,术后护理过程中发现1例出现切口内积血,1例出现脑脊液漏,分别予以清创术和切开修补硬脊膜治疗。结论：精心的围手术期护理能够为计算机辅助骨盆恶性肿瘤切除和重建术患者的康复创造有利条件,减少术后并发症的发生率,提高患者生存质量。     

Changes in delayed rectifier K+ channel function and its regulation by protein kinase C pathway in bronchial myocytes from asthmatic rats

Objective To investigate changes in the delayed rectifier K+ channel (Kv) function and the regulation of Kv by the protein kinase C (PKC) pathway in bronchial myocytes from asthmatic rats. Methods The Kv currents and membrane potentials in bronchial myocytes from asthmatic rats and from controls were observed, using whole cell voltage- and current-patch clamp techniques.Results Bronchial myocytes from asthmatic rats showed a significant reduction in Kv-current density (51.6±9.4 pA/pF, n=14, P&lt;0.01) in comparison with those from control rats (72.4±12.3 pA/pF, n=14) at +50 mV. The current-voltage relationship curve exhibited a significant downward shift. Bronchial myocytes from asthmatic rats had no significantly different capacitances (P&gt;0.05), but had more positive membrane potential ( P&lt;0.01) compared with those from controls. 1 μmol/L phorbol 12-myristate 13-acetate, a PKC activator, caused an obvious reduction in Kv-current density (P&lt;0.01) and a significant downward shift in the current-voltage relationship curve, an effect which was partly abolished by 1 μmol/L Ro31-8220 (a PKC inhibitor); 1 μmol/L phorbol 12-myristate 13-acetate caused more positive membrane potential (Em), from -36.8±5.7 mV to -30.4±7.3 mV, in rat bronchial myocytes (P&lt;0.05). This effect was partly abolished by 1 μmol/L Ro31-8220. Conclusions Bronchial myocytes from asthmatic rats have inhibited Kv function, more positive membrane potential, and higher excitability, all of which can also be induced by PKC activation. These characteristics may contribute to the development of airway hyperreactivity in asthma.     

中电导钙激活钾通道的研究进展

中电导钙激活钾通道(KCa3.1),又称IKCa和SK4,广泛分布于机体成纤维细胞、增殖型平滑肌细胞、内皮细胞、T淋巴细胞、浆细胞、巨噬细胞、上皮细胞中,并参与体内血管舒缩、炎症、钙化,组织纤维增生、免疫反应、恶性肿瘤发生和内外分泌腺分泌等病理生理过程.近几年发现通过阻断KCa3.1通道或基因敲除等方法,可明显阻止其参与的病理生理进程,而其特异性阻断剂三芳甲烷-34(TRAM-34)已在动物及人类中应用,表现出了药物的安全性及耐受性,为治疗相关疾病提供了新的方向.本文就近几年KCa3.1通道相关疾病研究进展作一综述.     

柴胡皂甙抑制Na~+、K~+-ATP酶活性的构效关系

报道在离体条件下各种单体柴胡皂甙抑制Ｎａ＋、Ｋ＋－ＡＴＰ酶活性构效关系。结果表明，各种柴胡皂甙抑制Ｎａ＋、Ｋ＋－ＡＴＰ酶活性作用强度依次为：ｂ２＞ｄ＞ｂ１＞ｂ４＞ａ＞ｂ３＞ｅ＞ｃ。其中柴胡皂甙结构中的Ｃ２３－ＯＨ，Ｃ１６－ＯＨ以及Ｃ１１和Ｃ１３的共轭双烯可能对其抑制活性起重要作用。证明，柴胡皂甙ｄ对Ｎａ＋、Ｋ＋－ＡＴＰ酶的抑制为非竟争性抑制。     

N-乙酰半胱氨酸通路对AGT-REN双转基因高血压小鼠心肌成纤维细胞中电导钙激活钾离子通道蛋白表达的影响及其意义

目的：探讨高血压过程中心肌成纤维细胞（CFs）氧化应激水平与中电导钙激活钾离子通道（K_Ca3.1）蛋白表达的关系,阐明K_Ca3.1在心肌纤维化中的作用及机制。方法：原代培养雄性AGT-REN双转基因高血压小鼠（dTH） CFs,另培养同品系野生C57B6小鼠CFs作为对照。dTH小鼠CFs随机分为高血压组（dTH）和N-乙酰半胱氨酸组（NAC）,dTH小鼠CFs给予不同浓度NAC干预24 h。MTT法检测细胞增殖情况,双氯荧光素（DCFH-DA）探针检测细胞活性氧（ROS）分子表达,Western blotting法检测细胞培养上清collagen Ⅰ、collagen Ⅲ和细胞中K_Ca3.1通道蛋白表达、PI3K信号通道蛋白磷酸化改变。结果：4、8和12月龄dTH小鼠CFs中ROS和K_Ca3.1通道蛋白表达水平与2月龄dTH小鼠比较均增加（P < 0.05或P < 0.01）;MTT检测,应用1×10^-6、1×10^-5、1×10^-4和1×10^-3 mol·L^-1 NAC干预后,dTH小鼠CFs增殖率分别为165.9%、138.72%、110.92%和109.82%,与dTH组比较,1×10^-4和1×10^-3 mol·L^-1NAC对CFs增殖抑制作用明显（P < 0.01）。与对照组比较,1×10^-4 mol·L^-1 NAC组小鼠CFs中Ⅰ、Ⅲ型胶原合成明显减少（P < 0.01）;Western blotting检测,与对照组比较,1×10^-4 mol·L^-1 NAC组小鼠CFs中K_Ca3.1通道蛋白表达水平下降（P < 0.01）;dTH小鼠CFs中p-Akt/T-Akt表达水平较对照组增加（P < 0.01）,而1×10^-4 mol·L^-1 NAC组小鼠CFs中p-Akt/T-Akt表达水平下降（P < 0.01）。结论：ROS清除剂NAC抑制dTH高血压小鼠CFs中K_Ca3.1通道蛋白表达,可能与其上调细胞中PI3K信号通道磷酸化水平有关。     

多西紫杉醇对MCF-7人乳腺癌细胞延迟外向钾电流的作用

目的:探讨多西紫杉醇对MCF-7人乳腺癌细胞延迟外向钾电流(IK)的作用。方法:采用全细胞膜片钳记录方式,设保持电位-90mV,刺激电位为-60～ 60mV,步阶脉冲10mV,波宽200ms,刺激间隔3s,刺激频率为2Hz。结果:随着多西紫杉醇的浓度增加,MCF-7细胞IK电流电压曲线斜率减少,多西紫杉醇对IK通道具有关闭作用;在同一指令电压下,IK随着多西紫杉醇浓度的增加而减少,具有剂量依赖性,当指令电压为 60mv时,多西紫杉醇浓度从1×10-7mol·L-1增加到1×10-5mol·L-1时,IK从(124.03±8.43)pA/pF,减少到(75.16±9.10)pA/pF,每个浓度的IK与给药前相比,差异显著(P<0.01)。结论:多西紫杉醇对MCF-7人乳腺癌细胞的延迟整流K 通道具有关闭作用,能够抑制乳腺癌细胞的增殖。     

慢性低氧状态对肾小球足细胞高通量钙激活钾通道表达和功能的影响

目的 探讨慢性低氧对人肾小球足细胞高通量钙激活钾通道（BK 通道）表达和功能的影响,及其在慢性肾脏病进展中的作用。方法 分化完全的条件永生性人类足细胞分别置于常氧（21% O2）和低氧（10%或2% O2）条件下培养6 ～ 48 h,采用实时聚合酶链反应（real-time PCR）和Western blot 检测足细胞BK 通道α、β3 及β4 亚基的表达;用电生理膜片钳技术记录全细胞模式下足细胞BK 通道功能的变化。结果 电生理研究结果显示低氧环境（2% O2 24 h）中,足细胞BK 通道在+80 mV 电压刺激下的电流水平由（14.45±2.06）pS 下降至（4.78±1.12）pS,差异有统计学意义（P <0.05）,且通道激活的时间常数由（4.59±1.67）增加至（25.16±11.04）（P <0.05）;分子生物学研究提示在低氧条件（2% O2 24 h）下足细胞BK 通道的β4 亚基水平升高,且表现为时间依赖性和剂量依赖性。结论 慢性低氧通过上调β4 亚基表达抑制BK 通道活性。     

Effects of isoflurane and ethanol on large conductance Ca^2＋ -activated K^＋ channels

To study the effect of isoflurane and ethanol on large conductance Ca^2 -activated K^ channels (BK channels). Methods: The cRNA of mslol encoding BK channels was injected into Xenopus oocytes. Oocytes were incubated in ND96 (96 mmol/L NaCI, 2.0 mmol/L KCI, 1.8 mmol/L CaCl2, 1.0 mmol/L MgCl2, and 5.0 mmol/L HEPES, pH 7.4) at 4 ℃. Patch clamp recording (outside-out) were performed after 2-3 d. Isoflurane was administrated by the vaporizer driven by air, ethanol was applied by a cloud, manual-controlled administration system. Different test potentials from 0 to 10 mV were given to observe changes of currents. Results: 0.7 mmol/L and 1.2 mmol/L of isoflurane could inhibit BK currents obviously at different command potentials, but 50 mmol/L, 100 mmol/L, or 200 nunol/L of ethanol had no any effect on BK currents. Conclusion: Clinical concentration of isoflurane can distinctly inhibit isolating BK currents.