灯盏花素对大鼠心室肌细胞瞬间外向和内向整流钾电流的影响

目的：研究灯盏花素对大鼠心室肌细胞膜瞬间外向钾电流（I_to）和内向整流钾电流(I_K1)的影响，在离子通道水平探讨灯盏花素的抗心律失常作用机制。方法： 用急性酶解法获得单个大鼠心室肌细胞，标准的全细胞膜片钳技术记录I_to和I_K1。结果：(1) 灯盏花素呈浓度依赖性抑制I_to，在+50 mV时，0.02、0.05、0.08、0.10 (g· L^-1)灯盏花素分别阻断Ito峰电流(10.07±0.30)%、(27.47±1.25)%、(42.72%±1.30)% 和(56.09±2.10)%，冲洗后可以完全恢复。在+50 mV时，0.10 g·L^-1灯盏花素使峰电流从（29.61±3.40）pA/pF 减少至（13.00±1.80）pA/pF (n=5，P<0.05)。（2）灯盏花素呈电压依赖性抑制I_to，在0～+50 mV,各浓度随电压增加抑制作用明显减弱。（3）0.10 g·L^-1灯盏花素对I_to失活、激活和复活曲线无明显影响。（4）0.10 g·L^-1灯盏花素对I_K1无明显影响。结论： 灯盏花素能够抑制心肌细胞I_to，呈浓度依赖性和电压依赖性，对I_K1无明显影响，这可能是其抗心律失常作用的重要机制之一。     

丹皮酚对家兔心室肌细胞瞬时外向钾电流的抑制作用

目的 探讨丹皮酚(Paeonol,Pae)对家兔心室肌细胞瞬时外向钾电流(transient outward potassium current,Ito)及其动力学的影响.方法 用酶解法分离单个兔心室肌细胞.全细胞膜片钳技术记录Pae对兔心室肌细胞Ito的影响前后变化.结果 Pae 100 μg/ml作用心肌细胞5 min,可使Ito明显减小.指令电位为+50 mV时,可使Ito从(41.45±5.89)pA/pF减少到(8.97±2.78)pA/pF,两者之间有显著性差异(n=6,P＜0.01).冲洗15 min后,Ito部分恢复至(39.74±0.82)pA/pF(n=6,P＜0.01,与给药后比较),接近给药前的峰值,表明该药对Ito的抑制作用是可逆的.在50～400 μg/ml范围内,Pae对Ito的抑制作用表现为浓度依赖性,IC50的平均值为101.55 μg/ml.Pae 100 μg/ml使各膜电位水平下Ito减小,I-V曲线下移.Pae不改变Ito稳态激活动力学曲线.但使失活动力学曲线显著左移,即向超极化方向移动,50% Ito失活曲线点分别为(-45.3±3.5)mV和(-81.19±2.9)mV(n=8,P＜0.01),与对照组相比,差异有显著性.同时可使Ito失活后恢复时间延长,用药前后50% Ito恢复时间分别为(20.1±2.5)ms和(45.1±2.2)ms(n=8,P＜0.01),与对照组相比,有显著性差异.结论 Pae对家兔心室肌细胞Ito具有显著的抑制作用,这可能是Pae发挥抗心律失常作用的另一电生理基础.     

心肌肽素抑制大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流

目的研究新药心肌肽素对大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流(Ito)的影响及其在离子通道水平的作用机制。方法用急性酶解法分离大鼠心室肌细胞,用标准的全细胞膜片钳技术,观察不同浓度的心肌肽素对Ito的影响。结果心肌肽素呈浓度依赖性抑制大鼠心室肌细胞Ito,心肌肽素浓度(mg/L)为10、50、100、250和500时分别使Ito降低(%)4、13、22、32和38。心肌肽素50 mg/L使Ito电流密度-电压曲线下移,但不改变曲线的形状,也不改变Ito稳态激活曲线。结论心肌肽素抑制大鼠心室肌细胞Ito,可能是其抗心律失常作用的机制之一。     

老龄大鼠心房肌细胞起搏电流的特征

目的: 研究老龄大鼠心房肌细胞起搏电流(I_f)的特征,探讨其可能参与心房颤动的机制。方法: 选择22-24月龄SD大鼠分离心房肌细胞,利用全细胞膜片钳技术记录I_f。结果: 约85%的老龄大鼠心房肌细胞可以记录到的超极化激活I_f,在-150 mV时,I_f的电流幅值约为(382±23)pA,电流密度约为(3.2±0.4)pA/pF。而青年大鼠只有40％的心房肌细胞记录到I_f的电流幅值约为(86.9±8.4)pA,电流密度约为(0.9±0.1)pA/pF。从I-V曲线可见,老龄大鼠随着超极化电位的增加,电流增加幅度明显加快。在-150 mV时,其激活时间常数(τ)为(230.2±14.4)ms,而青年对照组心房肌细胞的τ则为(670.5±23.6)ms。此外,老龄大鼠心房肌细胞电流的半激活电压为(-87.2±2.3)mV,明显向更正的电位方向移动,而青年鼠细胞的半激活电压为(-104.4±6.3)mV,这使得老龄鼠的起搏电流更易激活。相反,二者的翻转电位和激活曲线斜率差异不大。结论: 老龄大鼠心房肌细胞起搏电流的密度和激活均高于青年鼠。     

炙甘草汤含药血清对家兔心室肌细胞瞬时外向钾电流的抑制作用

目的:探讨炙甘草汤含药血清对家兔心室肌细胞瞬时外向钾电流(Ito)及其动力学的影响。方法:用酶解法分离单个兔心室肌细胞。血清药理学法确定血清中炙甘草汤含药浓度。全细胞膜片钳技术记录炙甘草汤含药血清对兔心室肌细胞Ito的影响前后变化。结果:20%炙甘草汤含药血清作用心肌细胞5min,可使Ito明显减小。指令电位为+50mV时,可使Ito从(43.3±5.89)pA/pF减少到(7.98±2.78)pA/pF(n=6,P<0.01)。该含药血清对Ito的抑制作用可逆。在5%~40%范围内,该含药血清对Ito的抑制作用为浓度依赖性,IC50的平均值为12.18%。20%该含药血清使各膜电位水平下Ito减小,I-V曲线下移。不改变Ito稳态激活动力学曲线,但使失活动力学曲线显著左移。50%Ito失活曲线点分别为(-41.4±3.5)mV和(-79.9±2.9)mV(n=8,P<0.05)。同时使Ito失活后恢复时间延长,用药前后50%Ito恢复时间分别为(18.2±2.5)ms和(44.1±2.2)ms(n=8,P<0.01)。结论:炙甘草汤含药血清对家兔心室肌细胞Ito具有显著的抑制作用,这可能是炙甘草汤抗心律失常的可能电生理基础之一。     

卡托普利对豚鼠心室细胞动作电位及外向延迟整流钾电流的作用(英)

目的：探讨卡托普利对豚鼠心肌细胞动作电位间期及延迟整流钾电流的作用。 方法: 采用内充3 mol/L KCl的玻璃微电极记录心肌动作电位。采用膜片钳全细胞技术，钳制电位-50 mV, 保持时间100 ms, 指令电位+40 mV, 记录外向延迟整流钾电流(Ik)最大峰电流。 结果: 与缺血组比较卡托普利组APD30、APD50及ERP显著延长，APD90无显著变化，缺血组Ik幅度显著增高而卡托普利组及卡托普利+缺血组显著降低。电流-电压关系曲线形状各组间无显著变化, 缺血组显著上移而卡托普利组及卡托普利+缺血组下移。 结论： 卡托普利具有的电生理作用是由于它降低外向延迟整流钾电流及延长APD30、APD50和ERP。     

四氢巴马汀及其衍生物对豚鼠心房单细胞外向钾电流的影响

四氢巴马汀及其衍生物对豚鼠心房单细胞外向钾电流的影响李玉荣，杜智敏，孙逾，徐春，杨宝峰，孙明智（哈尔滨医科大学生理教研室，哈尔滨１５００８６）中药四氢巴马汀（ＴＨＰ）具有抗心律失常作用，但其疗效较弱，且具有一定的毒、副作用。多年来，人们试图通过改构或...     

丹皮酚对家兔心室肌细胞时外向钾电流的抑制作用

目的 探讨丹皮酚(Paeonol,Pae)对家兔心室肌细胞瞬时外向钾电流(transient outward potassium current,Ito)及其动力学的影响.方法 用酶解法分离单个兔心室肌细胞.全细胞膜片钳技术记录Pae对兔心室肌细胞Ito的影响前后变化.结果 Pae 100 μg/ml作用心肌细胞5 min,可使Ito明显减小.指令电位为+50 mV时,可使Ito从(41.45±5.89)pA/pF减少到(8.97±2.78)pA/pF,两者之间有显著性差异(n=6,P＜0.01).冲洗15 min后,Ito部分恢复至(39.74±0.82)pA/pF(n=6,P＜0.01,与给药后比较),接近给药前的峰值,表明该药对Ito的抑制作用是可逆的.在50～400 μg/ml范围内,Pae对Ito的抑制作用表现为浓度依赖性,IC50的平均值为101.55 μg/ml.Pae 100 μg/ml使各膜电位水平下Ito减小,I-V曲线下移.Pae不改变Ito稳态激活动力学曲线.但使失活动力学曲线显著左移,即向超极化方向移动,50% Ito失活曲线点分别为(-45.3±3.5)mV和(-81.19±2.9)mV(n=8,P＜0.01),与对照组相比,差异有显著性.同时可使Ito失活后恢复时间延长,用药前后50% Ito恢复时间分别为(20.1±2.5)ms和(45.1±2.2)ms(n=8,P＜0.01),与对照组相比,有显著性差异.结论 Pae对家兔心室肌细胞Ito具有显著的抑制作用,这可能是Pae发挥抗心律失常作用的另一电生理基础.     

三七总皂甙对豚鼠心房肌细胞电生理特性的影响

目的： 研究三七总皂甙(panax notoginseng saponins,PNS)对离体豚鼠左心耳心肌细胞(left atrial appendage,LAA)电生理特性的影响, 以探讨其抗心律失常的作用机制。方法：应用标准玻璃微电极细胞内记录技术,记录不同浓度PNS灌流时,离体豚鼠左心耳心肌细胞的动作电位(action potential,AP)和有效不应期(effective refractory period,ERP)。结果：0.7、7、70、700 mg/L PNS在灌流20 min时作用最突出,与对照组比较7 mg/L PNS灌流20 min时的动作电位时程(action potential duration, APD) APD80,70 mg/L灌流20、30、40 min时APD50和APD80均明显延长（P<0.05）。0.7-700 mg/L 4个浓度组的PNS灌流20min时豚鼠心房肌细胞的静息电位(rest potential,RP)、动作电位幅度(action potential amplitude,APA) 和0相最大除极速率(Vmax)无明显变化。7 mg/L和70 mg/L的PNS灌流20min能明显延长心房肌细胞的ERP,与对照组比较由（127.00±7.26）ms分别延长为（153.00±9.19）ms和(161.00±10.21)ms,P<0.01。而在7 000 mg/L高浓度时,灌流10 min以后即出现心律失常现象。结论：一定浓度的PNS能延长豚鼠心房肌细胞的APD和ERP,与胺碘酮(amiodarone)相似,这可能是其抗心律失常的作用机制。     

胡椒碱减轻H2O2 引起的兔心房肌细胞内向整流钾电流及超速激活延迟整流钾电流的异常改变

目的: 研究胡椒碱对H₂O₂引起的兔单个心房肌细胞内向整流钾电流(I_K1)及超速激活的延迟整流钾电流(I_KUr)异常的影响。方法: 采用全细胞膜片钳技术分析50 μmol/L H₂O₂对兔单个心房肌细胞I_K1和I_KUr的影响,并研究预先应用7 μmol/L胡椒碱对其的保护作用。结果: 7 μmol/L胡椒碱对正常兔心房肌细胞I_K1和I_KUr及其通道动力学无显著影响。在50 μmol/L H₂O₂作用下,兔心房肌细胞I_K1峰值由(-148.2±16.7)pA/pF降低至(-64.2±9.8)pA/pF (P<0.05),电流-电压曲线上移;而I_KUr峰值由(16.0±2.1)pA/pF降低至(6.1±1.4)pA/pF (P<0.05),电流-电压曲线下移,通道稳态激活曲线右移,通道稳态失活曲线左移及恢复时间减慢,而且存在频率依赖性特征。预先给予7 μmol/L胡椒碱,明显减轻H₂O₂对I_K1和I_KUr的抑制作用(P<0.01),并可减少H₂O₂对超速激活延迟整流钾通道动力学的异常影响。结论: 胡椒碱可减轻氧化应激对心房肌细胞I_K1和I_KUr的影响。     

慢性房颤患者右心房细胞电压依赖性钾电流变化的研究

目的：研究风湿性心脏病（RHD）慢性房颤（AF）对心房肌细胞膜电压依赖性外向钾电流的影响，探讨和评价心房电重塑（AER）中钾电流变化的作用和意义。 方法： 采用急性分离的人心房肌细胞，应用膜片钳全细胞技术，记录18例风心病非房颤（NAF）和18例慢性AF患者右心房肌细胞两种电压依赖性外向钾电流：瞬间外向钾电流（Ito1）和超快速激活钾电流（IKur），并比较两组的电流-电压曲线。结果： 在钳制电位+10 mV-+60 mV下，AF组的Ito1密度均较NAF组Ito1值明显降低（P<0.05），在钳制电位+60 mV时，AF组Ito1密度较NAF组低57.5%（P<0.05）。在钳制电位0 mV-+40 mV时，AF组IKur值明显低于NAF组（P<0.05）；其中，AF组IKur密度在钳制电位+40 mV时，较NAF组低47.0%（P<0.05）。结论： Ito1和IKur的改变均可能是慢性房颤时AER中多种离子通道重塑作用中的重要表现，可能与AF时心肌细胞的传导性、不应期的改变和频率适应性变化有关，与其它离子通道改变以及AF发生和持续的关系尚需进一步研究证明。     

辛伐他汀对血脂正常兔心肌缺血再灌注后瞬间外向钾通道电流的影响

目的： 观察辛伐他汀预处理对兔心肌缺血再灌注后瞬间外向钾通道电流（Ito）的影响,探讨他汀类药物抗心律失常的细胞学离子机制。方法: 45只新西兰大耳白兔随机分为3组：缺血再灌注动物模型组（I－R组,结扎冠脉左前降支30 min后再开放120 min）;辛伐他汀治疗组（他汀组,手术前给予辛伐他汀 5 mg·kg-1·d-1）;假手术对照组（只开胸不结扎血管）。采用酶解的方法分离缺血部位心室肌外膜单个心室肌细胞,应用全细胞膜片钳技术记录Ito,同时检测各组血脂水平。结果: 各组动物血脂水平无显著差异。Ito电流密度峰值（＋60 mV）显示：对照组为（17.41± 3.13）pA/pF(n=15),I－R组为（9.49 ±1.91） pA/pF(n=11),低于对照组（P＜0.01）。他汀组为（15.24 ± 2.41） pA/pF (n=11),显著高于I－R组（P＜0.01）,但仍明显小于对照组（P＜0.05）。另外,I－R组Ito失活曲线左移,失活后恢复时间延长,他汀组这些异常也明显恢复。结论: 本研究显示缺血再灌注可导致梗死区心肌细胞Ito明显下降,形成电重构,可引起心肌细胞动作电位延长,为再灌注心律失常的形成机制之一。辛伐他汀预处理可减轻Ito的异常变化,逆转电重构,而不依赖于降血脂效应,可能为他汀类药物降低心律失常发生率的细胞学离子机制。     

甲状腺素性心肌病时左右心室瞬时外向钾电流的不均一性研究

目的:以正常心肌为对照,研究甲状腺素心肌病左右心室瞬时外向钾电流(Ito)不均一性变化。方法:SD大鼠以0.5mg/kgipL-甲状腺素10d后造成心肌病,以急性酶解法消化大鼠心脏,得到左右心室单个心肌细胞,用全细胞膜片钳技术分别记录Ito。结果:正常心肌细胞中左右心室的Ito存在一定差异,但不明显,然而在甲状腺素心肌病模型中这种差异显著增大。去极化电压为+40mV时,Ito右心室的电流密度从(9.23±0.84)pA/pF增强至(11.19±1.73)pA/pF,而左心室的电流密度从(6.99±1.14)pA/pF降至(4.95±1.84)pA/pF,且离散度增大。病变的右心室细胞半失活电压V1/2从(-68.85±1.37)mV右移至(-49.86±0.69)mV;正常心肌细胞的左右心室失活后恢复常数τ相当,而在病变心肌左右心室的τ值离散度显著增大,分别为(79.16±7.04)ms和(53.19±3.72)ms。结论:在心脏病变中左右心室Ito的不均一性增大可能是肥厚心脏导致心律失常的重要离子基础之一。     

兔心肌梗死1周及2月后心室肌细胞瞬间外向钾电流的变化

目的:研究心肌梗死后心室肌细胞瞬间外向钾电流(I_to)的变化。方法:采用结扎兔冠状动脉左前降支的方法复制心肌梗死动物模型,酶解法分离单个心室肌细胞,应用膜片钳全细胞记录方法,观察心肌梗死后1周及2月心外膜梗死区及非梗死区心室肌细胞I_to的变化。结果:①非梗死区2月组心肌细胞膜电容明显大于对照组,P＜0.05。②梗死区I_to电流密度(+60mV时)的对比显示:对照组为(17.4±5.2)pA/pF(n=16),梗死区1周组为(7.5±2.4)pA/pF(n=12),明显低于对照组(P＜0.01)。梗死区2月组为(10.6±4.1)pA/pF(n=18),明显低于对照组(P＜0.01),但高于梗死区1周组(P＜0.05)。③非梗死区2月组I_to电流密度为(13.2±4.1)pA/pF(n=23),明显低于对照组(P＜0.05),但高于梗死区2月组(P＜0.05)。结论:心肌梗死可引起心室肌细胞I_to电流密度下降,而且不同区域之间(梗死区及远离梗死区)也存在电生理的异质性,可能是导致心肌梗死后出现折返性室性心律失常的原因。心肌梗死后2月梗死区I_to的下降有恢复倾向。     

Molecular components of transient outward potassium current in cultured neonatal rat ventricular myocytes

We have previously reported that K(v1.4), K(v4.2), and K(v4.3) mRNAs are present in adult and neonatal rat ventricular myocytes, and that transient outward potassium current (I(to)) recovers from inactivation with a slow (I(to,s)) and a fast (I(to,f)) time course. This study was designed to determine the molecular correlates of I(to,s) and I(to,f) in cultured neonatal rat ventricular myocytes (NRVM) employing dominant-negative adenoviral infections to manipulate the function of endogenous I(to)-encoding K+ channels. Western blot data from cultured NRVM showed that K(v1.4), K(v4.2), and K(v4.3) channel proteins are present in these myocytes. The biphasic recovery from inactivation of I(to) in control GFP-infected myocytes demonstrated equal contribution of I(to,s) and I(to,f) in NRVM. Infection of cultured NRVM with adenoviruses expressing full-length K(v1.4) or K(v4.2) genes generated currents with recovery from inactivation kinetics similar to native I(to,s) and I(to,f) in GFP-infected myocytes, respectively. Overexpression of dominant-negative truncated K(v1.4) transgene (K(v1.4)N) caused a 51% reduction in I(to), selectively removing the slowly recovering I(to,s). Overexpression of dominant-negative K(v4.2)N reduced I(to) by 53% and eliminated the fast-recovering I(to,f). Our results establish that, in neonatal rat ventricular myocytes, the shaker K(v1) family (probably K(v1.4) and/or K(v1.7)) underlies I(to,s), and that the shal K(v4) family (probably K(v4.2) and K(v4.3)) is responsible for I(to,f).     

A slowly inactivating transient outward current in rat ventricular myocytes

In rat ventricular myocytes we found two components of transient outward current, which could be discriminated time- and voltage-dependently. Besides the well known fastly inactivating transient outward current (i_to,f, =35±8ms, n=4) we investigated properties of a slowly inactivating transient outward current (i_to,s, =1.7±0.4s, n=4). Because of the slow inactivation process of i_to,s tail currents were observed at –25mV. The inactivation curve of i_to,f was characterized by a half-inactivation voltage of –58.4±1.4mV and a slope factor of 5.6±0.5mV (n=4). The inactivation curves of i_to,s and tail currents were nearly identical but significantly different from the i_to,f-curve. Half-inactivation voltages of i_to,s and tail currents were –87.5±6mV and –89.1±5mV (n=4), respectively. Slope factors were 10.3±2.9mV and 9.8 ±1.7mV (n=4). The activation gate of i_to,s was half-maximally opened at –11.5±2.6mV, and the slope factor was –10.6±1.7mV (n=3). i_to,s tail current reversed its direction at –62±3.2mV (n=5). This indicates, that i_to,s- current flow is carried mainly by potassium ions. I_to,s- current was not abolished by Tetrodotoxin (TTX) and Cd.     

Reduction of calcium-independent transient outward potassium current density in DOCA salt hypertrophied rat ventricular myocytes

Saline-drinking, left-nephrectomized rats made hypertensive by deoxycorticosterone acetate (DOCA) pellet implantation at the time of surgery develop a cardiac hypertrophy, which becomes maximal after 6–7 weeks. The hypertrophy results in a marked increase in the amplitude and duration of both the early and the late component of the ventricular action potential plateau recorded in the isolated perfused rat heart. The 4-aminopyridine(4-AP)-sensitive calcium-independent transient outward potassium current was markedly depressed in hypertrophied ventricular myocytes resulting in a highly significant decrease in current density (from 19.9±3.5 to 6.4±3.1 pA/pF at +60 mV). Activation/ voltage and steady-state inactivation/voltage relationships were moderately although non-significantly shifted towards negative potentials. The steady-state outward current measured at the end of 1-s depolarizing pulses was not significantly changed in hypertrophied myocytes. 4-AP induced a smaller increase in plateau amplitude and duration in hypertrophied rather than in control hearts, a point that is well explained by the depression of the transient outward current resulting from hypertrophy. We also demonstrated that a complete recovery of both cell capacitance and transient outward current amplitude occurs in myocytes from saline-drinking rats studied 13 weeks after DOCA pellet implantation, showing that hypertrophy regresses as a result of pellet elimination. Several mechanisms can be involved in the observed phenomena, including the possibility that the expression of potassium channels responsible for the transient outward current is not enhanced by hypertrophy in contrast with what occurs in the case of calcium channels. We conclude that the depression of the calcium-independent transient outward potassium current appears responsible for the major part of the hypertrophy-induced action potential lengthening in rat ventricular myocytes.     

血小板活化因子对豚鼠心室肌细胞钾电流及动作电位的影响

 目的：研究血小板活化因子(PAF)对豚鼠心室肌细胞钾电流及动作电位的影响。 方法:应用全细胞膜片钳技术，记录豚鼠心室肌细胞动作电位及钾电流(I_K 与I_K1)。 结果:当电极内液ATP浓度为5 mmol/L，1 μmol/L PAF使APD₉₀由对照的(225.8±23.3)ms延长至(352.8±29.8)ms(n=5, P<0.05)；使I_K尾电流在指令电压 +30 mV 时由对照的(173.5±16.7)pA降为(152.1±11.5)pA(P<0.05, n=4)；使I_K1在指令电压 -120 mV 时从(-6.1±1.3)nA降为(-5.6±1.1)nA(P<0.05, n=5)；当电极内液ATP 为0 mmol/L，APD₉₀明显缩短，1 μmol/L PAF使APD₉₀由对照的(153.0±24.6)ms缩短为(88.2±19.4)ms (n=5, P<0.01)，而用1 μmol/L格列本脲 ( I_KATP特异性阻滞剂)预处理后，恢复了PAF可显著延长动作电位时程的作用。 结论: PAF使缺血区K_ATP开放，动作电位时程缩短，却可抑制正常区I_K 与I_K1，使动作电位延长，从而放大了缺血区与正常区的不均一性，这可能与缺血时心律失常的发生有关。