大电导钙离子激活钾通道在心血管疾病中的研究进展

冠状动脉平滑肌细胞膜上存在许多大电导钙离子激活钾（BKCa）通道,在维持细胞正常生理活动中起重要作用。研究发现当细胞膜去极化或/（和）细胞内钙离子增加时,BKCa通道激活,开放增加,钾离子外流,细胞膜超极化,血管舒张。而在高血压、糖尿病、缺氧、心力衰竭和老化等许多病理情况下,BKCa通道功能发生改变,从而影响对血管功能的调节。本文主要综述近年来BK通道在心血管疾病中的研究进展。     

β1亚基启动子区甲基化在高血压和增龄调控肠系膜动脉BKCa通道功能中的作用

目的探讨高血压和增龄对大鼠肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(BK_(Ca))β1亚基甲基化程度的影响。方法选用3、16月龄雄性正常血压大鼠(WKY)和自发性高血压大鼠(SHR),尾动脉无创测定血压,取各组大鼠肠系膜动脉进行实验。分别采用膜片钳全细胞模式记录BK_(Ca)通道电流、单通道检测BK_(Ca)通道门控特性;离体微血管张力测定BK_(Ca)通道在血管张力中的作用;蛋白免疫印迹观察BK_(Ca)通道α、β1亚基表达情况;亚硫酸氢盐测序PCR测定β1亚基启动子区甲基化程度。结果 3月龄时SHR的BK_(Ca)通道平均电流密度较同龄WKY显著增大; WKY、SHR的BK_(Ca)通道平均电流密度随增龄均显著降低。高血压时,他莫昔芬诱发的BK_(Ca)通道开放概率增加显著高于WKY;此外,BK_(Ca)通道在血管张力调节中的贡献率亦显著高于同龄WKY。BK_(Ca)通道β1亚基表达在高血压时发生显著上调,随增龄变化,β1亚基表达在正常血压和高血压中均发生下调。高血压降低了β1亚基启动子区甲基化程度,而增龄增加了其甲基化程度。结论高血压时,BK_(Ca)通道β1亚基启动子区发生去甲基化,β1亚基表达增多,BK_(Ca)通道功能增强;而在增龄过程中,β1亚基启动子区发生甲基化,其表达减少,BK_(Ca)通道功能减弱。     

褪黑素在诱发肠系膜动脉舒张过程中对BKCa通道的直接作用机制

目的探讨褪黑素(MT)在诱导血管舒张过程中对大电导钙激活钾通道(BK_(Ca)通道)的直接作用机制。方法选用8周龄雄性Wistar大鼠,麻醉后取肠系膜动脉,分别采用微血管张力测定和单通道膜片钳技术检测褪黑素及其受体对血管张力和血管平滑肌细胞BK_(Ca)通道门控特性的影响。结果 (1)褪黑素本身对血管张力没有显著影响,但是可引起去甲肾上腺素(NE)激动的肠系膜动脉呈浓度依赖性舒张,这种舒张作用可以被褪黑素受体MT1/MT2阻断剂2-苯基-N-乙酰色胺(Luz)和BK_(Ca)通道特异性阻断剂iberiotoxin(Ib TX)不同程度地抑制,其中Ib TX抑制作用更显著。(2)单通道膜片钳贴附式结果显示,褪黑素可引起肠系膜动脉平滑肌细胞BK_(Ca)通道的开放概率、平均开放时间显著增加,平均关闭时间显著降低;Luz可显著抑制褪黑素对BK_(Ca)通道的激活作用。(3)单通道膜片钳内面向外模式结果同样显示,褪黑素可引起BK_(Ca)通道的开放概率、平均开放时间显著增加,平均关闭时间显著降低。结论褪黑素可诱发肠系膜动脉血管舒张,其中,褪黑素直接或通过受体作用间接激活平滑肌细胞BK_(Ca)通道可能是其作用机制之一。     

氯离子通道与肺动脉血管张力

肺血管张力的变化直接影响着肺循环的压力,具有十分重要的生理和病理生理学意义。血管张力的维持与血管平滑肌细胞膜的离子通道密切相关。肺动脉平滑肌细胞(pul monary artery smoothmuscle cells,PASMCs)膜上主要分布有四种离子通道[1]如钾、钠、钙及氯离子通道。这些离子通道均参与和决定了平滑肌细胞膜的膜电位,而膜电位不仅是调节钙离子经由电压依赖性(或电压门控)钙通道(voltage-dependent Ca2+channels,VDC)内流,而且也是影响细胞内库存钙离子释放和平滑肌收缩装置对钙离子敏感性的关键的调节因素。通过调控钙离子的运输和膜电位,…     

肺动脉平滑肌细胞上的钙离子通道研究进展

钙离子(Ca2+)为肺动脉平滑肌细胞(PASMC)内至关重要的第二信史,其细胞内浓度的精细变化直接受到多种Ca2+通道的调控.按照细胞内Ca2+的来源,位于细胞膜上,调控细胞外Ca2+进入细胞的通道称为钙内流通道,位于肌质网上调控内质网/肌质网内钙库的Ca2+释放的通道称为钙释放通道.根据Ca2+通道激活方式的不同,C...     

074 雌激素作用于血管平滑肌的"大钾离子通道"

[英]/Silberberg SD…//Science．-1999，285．-1859～1860 女性在绝经期前心血管病的发病率明显低于男性，这在很大程度上是血液中雌激素的作用。一方面，雌激素与血管内皮细胞和血管平滑肌细胞内的某种受体结合，结合后的复合物改变基因的表达，其结果是保护血管免受损伤和减少动脉粥样硬化的发生；另一方面，雌激素直接作用于血管壁，迅速引起血管扩张。 血管平滑肌细胞膜上有一种可由Ca2+激活的大容量传导K+通道(又称为大K+通道)。它与骨胳肌细胞膜上的K+通道不同，具有很强的传导性，并且二者结构也有差异。它除具有与骨胳肌相同的电压依赖性K+通道(亚单位α)外，还具有肌胳肌K+通道缺乏的亚单位β。亚单位β具有与Ca2+结合部位，所以这种大K+通道受电压和细胞内Ca2+浓度双重调控。亚单位β对大K+通道具有重要影响，血管平滑肌细胞内很低Ca2+浓度即可激活大K+通道。Valverde等发现雌激素直接激活这种大K+通道，使Ca2+通道关闭，Ca2+内流停止，血管平滑肌松弛，从而发挥快速调节血管张力的作用，但雌激素不能增强仅由亚单位α构成的K+通道的活性。还发现与血清白蛋白结合的雌激素虽不能穿越细胞膜，仍可激活大K+通道，由此证实雌激素在细胞外发挥作用。雌激素可激活存在于人工重构细胞膜上的大K+通道，说明大K+通道是雌激素的受体。用荧光标记雌激素并与人类胚胎肾脏细胞结合，结果同时具有亚单位α、β的大K+通道发出的荧光远比仅具有亚单位α的普通K+通道明亮。上述研究证实，雌激素与大K+通道的外置位点(即β亚单位)结合，只有当亚单位β存在时才能明显提高通道活性。 血管平滑肌细胞膜上跨膜电压改变的程度决定着平滑肌细胞收缩的程度。当膜内电位升高(去极化)时，电压依赖性的Ca2+通道激活，Ca2+内流，平滑肌细胞收缩。这一过程能够被选择性K+通道的开放所逆转。肌细胞内K+外流的增加使细胞内电压负值上升，使Ca2+通道关闭，肌细胞松弛。大K+通道的开放能够抑制Ca2+通道，并受雌激素的影响。这一发现对于合理设计防治心血管疾病的新药奠定了基础。 (李玉阳摘 赵子彦校)     

氯离子通道与肺动脉血管张力

肺血管张力的变化直接影响着肺循环的压力，具有十分重要的生理和病理生理学意义。血管张力的维持与血管平滑肌细胞膜的离子通道密切相关。肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells，PASMCs)膜上主要分布有四种离子通道如钾、钠、钙及氯离子通道。这些离子通道均参与和决定了平滑肌细胞膜的膜电位，而膜电位不仅是调节钙离子经由电压依赖性(或电压门控)钙通道(voltage-dependent Ca^2 channels，VDC)内流，而且也是影响细胞内库存钙离子释放和平滑肌收缩装置对钙离子敏感性的关键的调节因素。通过调控钙离子的运输和膜电位，离子通道参与了产生和调节血管张力的各个方面。     

血管平滑肌细胞离子通道与高血压发生机制的研究进展

L-型钙离子通道、电压门控型钾离子通道和大电导钙激活钾离子通道是冠状动脉平滑肌细胞上的主要离子通道,其中L-型钙离子通道和电压门控型钾离子通道主要调节血管收缩,而大电导钙激活钾离子通道主要调节血管舒张。近年来,细胞电生理研究表明高血压时上述三种离子通道的结构和功能发生异常,表现为高血压时L-型钙离子通道表达上调、电压门控型钾离子通道及电导钙激活钾离子通道表达下降。     

糖尿病对冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的影响

糖尿病冠状动脉功能障碍与大电导钙激活钾通道(BK通道)活性受损有关。在冠状动脉平滑肌细胞中,BK通道开放,钾离子外流导致细胞膜超极化,引起电压依赖的钙离子(Ca2+)通道关闭,Ca2+内流减少,血管扩张。糖尿病或高糖状态下,BK通道的性能改变。该文主要介绍BK通道的生物特性和糖尿病对冠状动脉平滑肌细胞上BK通道功能的影响及机制。     

血管活性剂对高血压患者肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道活性的调控作用

目的　探讨血管活性剂内皮素 1(ET 1)及前列腺素E1(PGE1)对高血压病患者肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾 (KCa)通道活性的调控作用。方法　切取 2 1例老年高血压病患者及 18例老年非高血压者肠系膜动脉小分支节段 ,用酶消化法获取血管平滑肌细胞 ,以膜片钳技术检测KCa通道的活性 ,通过Pclamp专用软件实时采样记录其平均开放时间 (To) ,平均关闭时间 (Tc) ,平均开放概率 (Po)等。结果　 (1)高血压病患者KCa通道活性变化 ,于细胞内面向外膜片下 ,高血压病组与血压正常组比较 ,前者KCa通道Po增加 ,Tc延长 ,To缩短。在浴液中分别加入Ca2 + 后 ,两组KCa通道均被明显激活 ,与加Ca2 + 前比较 ,血压正常组Po的增加显著高于高血压病组 (P <0 0 0 1) ,说明高血压病组KCa通道对Ca2 + 的敏感性显著低于血压正常组。 (2 )两组溶液中加入ET 12～ 8× 10 9mol/L后 ,在内面向外式膜片下 ,血压正常组Po先增加后降低 ,Tc缩短 ,然而高血压病组患者肠系膜血管平滑肌KCa通道对ET 1则缺乏显著反应。 (3)溶液中加入PGE1后 ,在内面向外膜片下 ,高血压病患者血管平滑肌细胞KCa通道的通道电导增加 ,To显著延长 ,Tc显著缩短 ,Po显著增加 ,并呈浓度依赖性。结论　 (1)高血压病患者肠系膜动脉平滑肌细胞KCa通道活性明显高于非高血压者     

槲皮素对原发性高血压患者肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道活性的影响

背景槲皮素是是一种自然界广泛分布的具有多种生物活性的黄酮类化合物。大量研究已证实槲皮素能够通过多种方式实现降血压效应。但是对于槲皮素通过离子通道降血压的机制目前还不十分清楚。目的观察槲皮素对高血压患者肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道(K_(Ca))活性的影响,以探讨槲皮素通过离子通道降血压的机制。方法选取需择期行腹部手术者,共26例,分为两组,血压正常组14例,原发性高血压(EH)组12例。取肠系膜动脉小分支,用急性酶消化法获得单个肠系膜动脉平滑肌细胞。然后应用单通道细胞膜片钳技术观察不同浓度槲皮素对肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道开放概率(P_o)、电流幅度值(A_m)、平均开放时间(T_o)、平均关闭时间(T_c)等各指标的影响。结果在 inside-out patch 方式下,随着浴液中槲皮素浓度依赖性地增高正常血压者和高血压患者肠系膜动脉平滑肌细胞 K_(Ca)通道 P_o,通道 A_m及通道 T_o 变化不大,而通道 T_c 均明显缩短。各槲皮素浓度下的两组 K_(Ca)通道 P_o 增长率(⊿P_o%)差异无统计学意义。结论槲皮素能直接激活人类血管平滑肌细胞 K_(Ca)通道。高血压患者和正常血压...     

大电导钙激活钾通道在高血压病中的研究进展

大电导钙激活钾通道（BKCa）是血管平滑肌细胞（VSMCs）上表达最丰富的钾通道,对维持VSMCs的膜电位及血管收缩和舒张的动态平衡具有重要的调节作用。BKCa通道的激活可使细胞膜发生超极化,从而抑制电压依赖性钙通道的激活和钙离子内流,导致平滑肌舒张。对高血压患者的观察和高血压动物模型的研究发现,高血压血管张力升高时平滑肌细胞膜表面钾离子和钙离子通道表达和功能均发生异常,因此,有人推测高血压是离子通道重构导致平滑肌细胞去极化的结果。本文主要综述近年来BKCa通道在高血压病中的研究进展。     

中电导钙激活钾通道在血栓性疾病中的作用

中电导钙激活钾通道(KCa3.1通道)属于钙激活钾通道家族,由胞内Ca2+水平升高而激活,表达于与血栓性疾病相关的多种细胞,如平滑肌细胞、T淋巴细胞、巨噬细胞等。KCa3.1通道通过调控Ca2+内流及膜电位水平调节细胞活化、迁移和黏附等功能,参与血栓性疾病的发生发展。KCa3.1通道阻断剂能有效抑制动脉斑块进展及减轻血管再狭窄程度,有望成为治疗血栓性疾病的靶向药物。     

糖尿病对冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的影响

目的 探讨糖尿病对冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(BK通道)的影响变化,阐明糖尿病冠状动脉损伤的分子机制.方法 采用链脲霉素腹腔内注射建立大鼠糖尿病动物模型,酶消化法分离冠状动脉平滑肌细胞,全细胞膜片钳实验技术和Western blot分别记录和测定正常和糖尿病大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流和亚基的表达;采用荧光测定方法测定正常和糖尿病大鼠冠状动脉平滑肌细胞内钙离子浓度.结果 当刺激电压＞100 mV时,糖尿病冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流密度明显低于正常冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流密度(P＜0.05),在刺激电压为150 mV时,电流密度分别为(275±40)pA/pF(n=8)和(70±10)pA/pF(n=6);与正常组比较,糖尿病组BK通道α亚基蛋白表达差异无统计学意义(P＞0.05),但β1亚基蛋白表达较低(P＜0.05);正常组和糖尿病组冠状动脉平滑肌细胞内钙离于浓度分别为(92±7)nmol/L(n=5)和(151±18)nmol/L(n=6),差异有统计学意义(P＜0.05).结论 糖尿病冠状动脉平滑肌细胞BK通道β1亚基表达下调、BK通道电流密度下降及细胞内钙离子浓度升高可能是糖尿病冠状动脉功能损伤的重要原因.     

高血压病患者肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道变化及前列腺素E_1对通道活性的影响

目的　探讨高血压病患者肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾 (KCa)变化及前列腺素 (PG)E1 对通道活性的影响。方法　用酶消化法获取血管平滑肌细胞 ,以膜片钳技术检测KCa通道的活性 ,通过Pclamp专用软件实时采样记录其平均开放时间 (To) ,平均关闭时间 (Tc) ,平均开放概率 (Po)等。然后分别加入不同浓度的Ca2 +(10 - 8、10 - 7、10 - 6mol L)及PGE1 (10、2 0、40、10 0、2 0 0、40 0nmol L)后 ,再观察上述参数变化。结果　高血压病组肠系膜动脉平滑肌细胞KCa通道活性显著高于非高血压组 ,加入Ca2 +后 ,两组KCa通道均被明显激活 ,与加Ca2 +前比较 ,非高血压组Po增加了 18.4倍 ,而高血压病组Po仅增加了 1.7倍。PGE1 可使高血压病患者肠系膜动脉平滑肌细胞KCa通道To延长 ,Tc缩短 ,Po增加。结论　高血压病患者肠系膜动脉平滑肌细胞KCa通道活性明显高于非高血压者 ,但对Ca2 +的敏感性降低 ,PGE1 可明显激活高血压病患者肠系膜动脉平滑肌细胞KCa通道。     

肺动脉平滑肌细胞膜钾通道的细胞内调控

肺动脉平滑肌细胞上主要有3种钾通道(K~+通道),分别是电压依赖性K~+通道(K_v通道)、Ca~(2+)激活的K~+通道(K_(Ca)通道)和ATP激活的K~+通道(K_(ATP)通道)。一些细胞内的信息物质(如cAMP、cGMP、PKA、PKG、PKC、NO等)调节着K~+通道的活性,对肺动脉产生收缩或舒张作用,从而在低氧性肺动脉高压的发病机制中发挥着重要的作用。本文对近年来肺动脉平滑肌细胞膜K~+通道细胞内调控因素的研究动态作一总结。     

二十二碳六烯酸对大鼠冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活性钾电流的影响

目的探讨二十二碳六烯酸(DHA)对大鼠冠状动脉平滑肌细胞(CASMCs)上大电导钙激活性钾电流(BK_(Ca))的影响。方法采用酶消化法获得大鼠CASMCs,并用单通道内膜向外(inside-out)模式及全细胞膜片钳技术记录,分别加入10、20、30、40、50、60、70和80μmol/L DHA后,大鼠CASMCs的BK_(Ca)变化。结果 (1)单通道inside-out模式下,测试电位-60 mV及DHA浓度>10μmol/L时,BK_(Ca)的开放概率(Po)增大,且呈浓度依赖性,Po从[(0.072±0.003)0μmol/L DHA,n=6]增至[(0.601±0.030)80μmol/L DHA,n=10,P<0.05],半效激活浓度为(36.110±0.080)μmol/L;当DHA浓度<10μmol/L时,Po增加不明显(P>0.05);(2)全细胞模式下,随着DHA浓度增加,BK_(Ca)电流密度逐渐增大,且呈浓度依赖性。测试电位+80 mV,BK_(Ca)电流密度从[(48.9±2.5)pA/pF 0μmol/L,n=6]增至[(226.3±11.3)pA/pF 60μmol/L,n=8,P<0.05]。结论随着DHA浓度的增加,BK_(Ca)Po及电流密度逐渐增大,DHA对BK_(Ca)的影响可能是舒张血管的机制之一。     

西地那非抑制内皮素-1诱导人肺动脉平滑肌细胞增殖机制

动脉型肺动脉高压(pulmonary artery hypertension,PAH)主要病理生理变化是肺血管异常收缩、肺血管重构,肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs)增殖显著是肺血管重构的重要表现之一,细胞内Ca~(2+)是细胞增殖的分子基础,钙库操控性通道(SOC)是调节细胞内钙离子浓度([Ca~(2+)]i)的重要途径.TRPC1属于瞬时性感受器电位(transient receptor potential,TRP)家族蛋白,参与构成SOC并在人PASMCs中表达丰富.     

槲皮素对原发性高血压患者肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道活性的影响

背景 槲皮素是是一种自然界广泛分布的具有多种生物活性的黄酮类化合物.大量研究已证实槲皮素能够通过多种方式实现降血压效应.但是对于槲皮素通过离子通道降血压的机制目前还不十分清楚.目的 观察槲皮素对高血压患者肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道(Kca)活性的影响,以探讨槲皮素通过离子通道降血压的机制.方法 选取需择期行腹部手术者,共26例,分为两组,血压正常组14例,原发性高血压(EH)组12例.取肠系膜动脉小分支,用急性酶消化法获得单个肠系膜动脉平滑肌细胞.然后应用单通道细胞膜片钳技术观察不同浓度槲皮素对肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道开放概率(Po)、电流幅度值(Am)、平均开放时间(To)、平均关闭时间(Tc)等各指标的影响.结果 在inside-out patch方式下,随着浴液中槲皮素浓度依赖性地增高正常血压者和高血压患者肠系膜动脉平滑肌细胞Kca通道Po,通道Am及通道To变化不大,而通道Tc均明显缩短.各槲皮素浓度下的两组Kca通道Po增长率(△Po%)差异无统计学意义.结论 槲皮素能直接激活人类血管平滑肌细胞Kca通道.高血压患者和正常血压者血管平滑肌细胞Kca对槲皮素的反应性无明显区别.槲皮素激活钙激活钾通道可能是其降血压的一种机制.     

正常肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道活性的观察

为了解人体正常肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道的特性 ,取 2 4例人体正常肠系膜动脉小枝节段 ,用酶消化法获取标本细胞 ,以膜片钳制技术检测钙激活钾通道的活性 ,通过Pclamp专用软件实时采样记录其平均开放时间、平均关闭时间及平均开放概率等。结果发现 ,人体肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道开放具有明显电压依赖性 ,在对称性高钾液中 ,电流 -电压关系曲线在 10～ 6 0mV范围内可被直线拟合。在细胞吸附式膜片和内面向外膜片中 ,通道电导分别为 192 .3± 2 9.2Ps和 2 0 2 .5± 5 8.3Ps。开放概率和开放数目随Ca2 + 浓度的增加而增加 ,膜内面应用四乙胺可减少通道开放概率及电流幅值。提示人体肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道与人体其他血管相似 ,主要为大电导钙激活钾通道 ,具有电压和钙浓度双重依赖性。