心力衰竭家兔心肌细胞钙调控蛋白表达的异常

目的探讨心力衰竭(心衰)心肌细胞钙调控蛋白表达异常的临床意义。方法 16只家兔随机分为两组,假手术组和心衰组各8只。通过超容量负荷联合压力负荷建立家兔心衰模型,利用心导管术和心脏多普勒观察手术前后家兔血流动力学及心脏结构和功能的变化。采用蛋白免疫印迹(Western blot)法测定心肌组织 L 型钙通道(LTCC)、肌浆网钙释放通道(RyR2)、肌浆网钙泵(SERCA2a)以及钠钙交换体(NCX)表达水平。结果家兔心衰组与假手术组相比,左室/体重比值、心率、左室舒张末压明显增加(P<0.01);左室短轴缩短率[(21.3±4.00)%与(36.5±1.36)%]和左室射血分数(0.45±0.07与0.70±0.02)降低(P<0.01);心肌组织 LTCC、RyR2表达下降(R_(LTCC/actin):0.287±0.029与0.624±0.009,R_(RyR2/actin):0.106±0.001与0.203±0.011,P<0.01);SERCA2a、NCX 表达增加(R_(NCX/actin:0.497±0.015与0.221±0.014,R_(SERCA2a/actin:0.611±0.036与0.433±0.008,P<0.01)。结论 LTCC 和 RyR2表达下调是心衰心肌收缩力降低的因素之一,而心衰早期 SERCA2a、NCX 表达增加可能有利于心肌舒缩功能的保持。     

美托洛尔对家兔心力衰竭心肌细胞钙调控蛋白表达的影响

目的观察美托洛尔对家兔心力衰竭（心衰）心肌细胞钙调控蛋白表达的影响,探讨其改善心衰的可能分子机制。方法30只家兔随机分为3组,即假手术组（n=11）、心衰组（n=11）、美托洛尔干预组（n=8）。心衰组和美托洛尔干预组家兔先建立实验性主动脉瓣关闭不全,2周后行腹主动脉缩窄,利用心脏多普勒观察术前后家兔心脏功能的变化,共观察6周。采用常规酶解法分离心室肌细胞,经Fluo-3／AM负载后,利用激光共聚焦显微技术,观察咖啡因诱导的钙瞬变过程中细胞内钙浓度的动态变化。从左心室心肌组织提取膜蛋白后,采用Western blot法测定钙调控蛋白表达水平,并应用UVIDoc成像仪进行蛋白表达半定量分析。结果假手术组与心衰组射血分数分别为（72．6±5．0）％、（45．7±3．0）％（P〈0．01）,咖啡因诱导的钙瞬变幅度（FI）分别为43．5±6．2、16．0±3．5（P〈0．01）,峰值到达时间分别为（52．2±7．4）s、（129．8±14．5）s（P〈0．01）,兰尼碱受体表达量分别为0．203±0．021、0．106±0．007（P〈0．01）及肌浆网钙泵与钠钙交换体（SERCA2a／NCX）表达量比值分别为1．96±0．12、1．22±0．23（P〈0．01）。与心衰组相比,美托洛尔干预组射血分数值[（60．2±5．1）％,P〈0．05]明显增加,钙瞬变幅度增加（32．8±5．4,P〈0．05）,峰值到达时间缩短（91．4±10．9）s,P〈0．05],兰尼碱受体表达量（0．164±0．016,P〈0．05）和SERCA2a／NCX表达量比值（1．68±0．17,P〈0．05）增加。结论美托洛尔可延缓心衰心肌细胞钙调控蛋白表达的改变,进而改善钙瞬变,这可能是长期应用β受体阻滞剂改善心衰患者心功能的分子机制之一。     

人参皂甙Rbl对心力衰竭大鼠心肌细胞钙调控的影响

目的 探讨人参皂甙Rbl(ginsenosides Rbl,Gs-Rb1)改善心力衰竭(heart failure,HF)是否与心肌细胞的钙调控有关.方法 将阿霉素诱导的HF大鼠随机分为HF组(n=16)和Gs-Rbl组[70 mg/(kg·d),n=18],另随机选取同龄大鼠作为对照组(n=10).干预结束并完成心脏...     

培哚普利对心力衰竭大鼠心肌细胞钙瞬变及其调控蛋白的影响

目的研究培哚普利在心力衰竭(心衰)治疗中对心肌细胞的收缩特性、钙瞬变及其调控蛋白的影响。方法通过缩窄雄性Wistar大鼠的腹主动脉,制成压力负荷增高性心衰模型。随机分成培哚普利治疗组(培哚普利组,3mg·kg-1·d-1)、心衰对照组和假手术对照组(假手术组)。12周后分离左室心肌细胞,测定单个心肌细胞在电刺激时的缩短分数、钙瞬变以及钠-钙交换蛋白(NCX1)、内质网Ca2+-ATPase(SERCA2)、受磷蛋白等钙调控蛋白的转录与翻译水平。结果心肌细胞的缩短分数(FS)和[Ca2+]imax在心衰对照组均明显低于假手术组[FS(%):7.51±1.15与13.21±1.49,[Ca2+]imax(nmol/L):330.85±50.05与498.16±14.07;均为P<0.01]。给予培哚普利治疗后,培哚普利组的FS和[Ca2+]imax分别为(10.89±1.18)%和(488.72±22.27)nmol/L,明显高于心衰对照组(均为P<0.01)。在心衰对照组,NCX1和受磷蛋白的mRNA水平显著高于假手术组,而SERCA2的mRNA却明显低于假手术组。在培哚普利组,其NCX1和SERCA2的mRNA水平则介于心衰对照组和假手术组之间,差异有统计学意义(均为P<0.05)。在心衰对照组及培哚普利组,NCX1的蛋白表达量分别是假手术组的(1.141±0.047)倍(P<0.01)和(1.074±0.081)倍(P=0.018),SERCA2的表达量则是假手术组的(0.803±0.100)倍(P<0.01)和(0.893±0.084)倍(P=0.003)。结论培哚普利抗心衰治疗能够减轻心肌细胞的钙瞬变及其调控蛋白的异常变化,使心衰中单个心肌细胞的收缩特性得到保护。     

心力衰竭家兔钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ异常的研究

目的探讨家兔慢性心力衰竭（心衰）时心肌钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）蛋白表达及活性改变的意义。方法14只家兔随机分为2组,假手术组和心衰组各7只,通过超容量负荷联合压力负荷建立家兔心衰模型,于术后7周观察左心室结构、血流动力学的变化及CaMKⅡ的表达和活性的改变。结果与假手术组比,心衰组左心室重量指数[（1．3±0．1）g／kg比3．6±0．1）g／kg]、左室舒张末径[（13．3±1．8）him比（21．4±2．5）mm]、左室后壁厚度[（2．0±0．2）mm比（2．9±0．8）min]、左心室舒张末压[（01．5±O．5）mm Hg比（23．0±2．4）mmHg]明显升高（P〈0．05）,左心室缩短率[（37．8±3．6）％比（17．4±3．1）％]及左室射血分数[（71．9±4．6）％比（38．5±6．1）％]明显降低（P〈O．05）;CaMKII蛋白表达（1．45±0．13）及活性[（3．54±0．17）pmol·min-1·μg-1]显著高于假手术组[（O．89±0．05）,（2．18±0．13）pmol·min-1·μg-1]（P〈0．05）。结论心肌CaMKⅡ蛋白表达及活性增加可能是导致心力衰竭的发生因素之一。     

氯沙坦对心力衰竭兔肌浆网钙调控蛋白的影响

目的探讨血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂氯沙坦干预慢性心力衰竭对兔心肌肌浆网钙泵（SERCA2）、钙释放通道（RyR2）、受磷蛋白（PLB）基因表达的影响及意义。方法通过结扎兔冠状动脉前降支复制心肌梗死（心梗）模型,以氯沙坦进行干预。于心梗后8周比较观察左室结构、血流动力学的变化及SERCA2、RyR2、PLB基因的表达。结果与对照组相比,心梗组左室舒张末压（LVEDP）显著升高（P〈0．01）,左室压力上升和下降最大速度（＋dr,／dtmax、-dp／dtmax）显著降低（P〈0．01）;氯沙坦组LVEDP显著低于心梗组（P〈0．05）,＋dp／dtmax、-dp／dtmax显著高于心梗组（P〈0．05）。心梗组SERCA2、RyR2、PLBmRNA显著低于对照组（P〈0．01）,而氯沙坦组的上述三项显著高于心梗组（P〈0．05）。结论氯沙坦长期干预心力衰竭,能够改善心脏舒缩功能,可能与其上调肌浆网的钙调控蛋白SERCA2、RyR2、PLB的基因表达有关。     

缬沙坦对心力衰竭心肌细胞收缩功能和钙瞬变的影响

目的:探讨缬沙坦对心力衰竭(HF)大鼠心肌细胞收缩功能和钙瞬变的作用。方法:结扎大鼠冠状动脉左前降支8周后,复制充血性HF模型,随机分为2组,即缬沙坦治疗组与HF对照组,分别用缬沙坦和安慰剂治疗,另设假手术组。治疗12周后,用急性酶解法获得单个大鼠心室肌细胞,用共聚焦显微镜测定单个细胞的收缩功能和钙瞬变。结果:①HF对照组左室舒张末压(LVEDP)明显大于假手术组(P<0.01),左室最大收缩压(LVSP)血压和左室内压的最大上升/下降速率(±dp/dtmax)明显小于假手术组(P<0.05、P<0.05和P<0.01);而缬沙坦治疗组LVSP和±dp/dtmax明显高于HF对照组(P<0.05和P<0.01),LVEDP明显小于HF对照组(P<0.01)。②HF对照组的心肌细胞表面积和最大舒张长度均大于假手术组(P<0.01),缩短分数明显低于假手术组(P<0.05),经缬沙坦治疗后均有明显改善(P<0.01)。③HF对照组心肌细胞的钙瞬变明显低于假手术组(P<0.01),舒张末期钙浓度明显升高(P<0.05),钙浓度下降时间明显减慢(P<0.01),经缬沙坦治疗后均明显改善(P<0.01)。结论:缬沙坦治疗能明显改善充血性HF的心肌细胞收缩功能,可能与改善HF心肌细胞钙调控异常有关。     

心肌细胞钙瞬变信号的研究进展

心肌细胞钙瞬变信号是指细胞动作电位或其他原因引起心肌细胞内游离Ca^2＋浓度迅速波动的现象,包括钙火花、钙波、钙震荡、钙星、钙空穴等。钙瞬变信号的幅度及时程受细胞膜L型钙通道、肌浆网膜钙释放通道、钙-ATP酶、瞬时受体电位蛋白、连接素等的影响。钙瞬变信号与心肌细胞的收缩性及传导性相关,并参与了心肌肥厚、心力衰竭等疾病发生发展过程。     

心肌细胞钙瞬变信号的研究进展

心肌细胞钙瞬变信号是指细胞动作电位或其他原因引起心肌细胞内游离Ca2+浓度迅速波动的现象,包括钙火花、钙波、钙震荡、钙星、钙空穴等.钙瞬变信号的幅度及时程受细胞膜L型钙通道、肌浆网膜钙释放通道、钙-ATP酶、瞬时受体电位蛋白、连接素等的影响.钙瞬变信号与心肌细胞的收缩性及传导性相关,并参与了心肌肥厚、心力衰竭等疾病发生发展过程.     

钙循环与心力衰竭

越来越多的证据表明,心肌细胞内钙循环异常在心力衰竭的发展中起着关键作用,而钙调控蛋白表达或活性的改变是钙循环异常的分子基础。现对钙调控蛋白在心力衰竭病理生理过程中的作用以及将它们作为心力衰竭治疗新靶点的可能性进行综述。     

Effect of Angiotensin II on Calcium Release Phenomena in Normal and Hypertrophied Single Cardiac Myocytes

The effects of angiotensin II (Ang II) (10^-9 M to 10^-7 M) on calcium releases were established in ventricular myocytes from normal and renal hypertensive adult rats. From each peak systolic indo-1 ratio (405 nm/480 nm), amplitude variation, duration (rise time and fall time), and frequency of spontaneous calcium releases were investigated on freshly isolated cardiomyocytes at rest or under electrical stimulation. The following changes were observed: (1) in spontaneous contracting myocytes, an increase in frequency of calcium transients at 10^-7 M in normal cells (+157%, P < 0.05) and at whatever angiotensin II concentration in hypertrophied cells (10^-9 M: +79%, P < 0.05; 10^-8 M +82%, P < 0.01; 10^-7 M: +285%, P < 0.01) with a greater sensitivity of hypertrophied cells to Ang II (P < 0.05 at 10^-9 M, P <0.01 at 10^-8 M). (2) In stimulated myocytes, a prolongation of the duration of calcium atransients at 10^-7 M in normal cells (+68%, P < 0.01) and at 10^-9 M, 10^-8 M, 10^-7 M in hypertrophied cells: (+36%, P < 0.05; +39%, P < 0.01; +77%, P < 0.01) with a greater sensitivity of hypertrophied myocytes (P < 0.05 at 10^-9 M and 10^-8 M). An increase in duration may be explained by the occurrence of calcium releases during the fall time of calcium transients. Thus, both in normal and hypertrophied myocytes, Ang II induced the occurrence of calcium releases with increased sensitivity of hypertrophied cells to Ang II. Such calcium releases are known to be a possible cause of arrhythmias termed "triggered activity".     

钙调蛋白及其基因表达与先天性心脏病右心室舒张性心力衰竭发病关系的研究

目的探讨先天性心脏病右心室舒张性心力衰竭(DHF)患者心肌细胞内Ca2+超负荷、钙调蛋白及其基因表达的变化.方法采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和Western blor技术测定10例先天性心脏病右心室DHF患者(DHF组)和6例正常对照(对照组)钙调蛋白及其基因的表达.结果DHF组患者心肌细胞内Ca2+含量较对照组高3倍以上,有非常显著性差异(P<0.01);肌浆网钙-三磷酸腺苷酶(SR Ca2+-ATPase)和细胞膜L型Ca2+通道的信使核糖核酸(mRNA)水平较对照组减低,有显著性差异(P均<0.05),而肌浆网磷酸受纳蛋白、兰尼碱受体和肌集钙蛋白的mRNA表达较对照组无显著性差异;SR Ca2+-ATPase蛋白的相对含量较对照组减低,有显著性差异(P<0.05);磷酸受纳蛋白的相对含量无显著性差异.结论细胞膜L型Ca2+通道和SRCa2+-ATPase基因表达减低是导致先天性心脏病心肌细胞内Ca2+超负荷和右心室DHF发生的主导因素.     

辛伐他汀对舒张功能不全大鼠心房肌细胞L型钙通道电流及蛋白表达的影响

目的探讨辛伐他汀对舒张功能不全衰大鼠心房肌细胞L型钙通道电流和L型钙通道相关基因Cav1.2蛋白表达的影响。方法30只雄性SD大鼠,随机分组:对照组、模型组、辛伐他汀组。采用腹主动脉缩窄建立舒张功能不全心力衰竭模型,对照组只开腹和分离腹主动脉。辛伐他汀组大鼠术后灌胃给予辛伐他汀2mg/(kg·d);对照组和模型组大鼠灌胃给予同等量的生理盐水共4周。4周末颈动脉插管记录血流动力学变化,用急性酶解法获得单个大鼠心房肌细胞和标准全细胞膜片钳技术记录通道电流。凝胶电泳法记录心房肌细胞Cav1.2的蛋白表达。结果(1)与对照组比较,模型组大鼠血流动力学显示左心室收缩压和左心室舒张末期压升高,左心室松弛时间常数延长,平均左心室内压最大下降速率下降;辛伐他汀组左心室收缩压、左心室舒张末期压和左心室松弛时间常数明显低于模型组,平均左心室内压最大下降速率明显高于模型组;三组大鼠心率、平均左心室内压最大上升速率以及三组细胞膜电容无明显差异。(2)与对照组比较,模型组L型钙通道电流密度峰值明显少于对照组,激活、失活和复活动力学特征无显著差异;辛伐他汀组L型钙通道电流密度峰值明显大于模型组,失活减慢,激活和复活动力学特征差异均无显著性。(3)与对照组比较,模型组大鼠心房肌细胞Cav1.2蛋白表达水平明显下降;辛伐他汀组心房肌细胞Cav1.2蛋白表达水平明显大于模型组。结论辛伐他汀明显抑制舒张功能不全心力衰竭大鼠心房肌L型钙通道电流下调,此作用与增加心房肌Cav1.2蛋白表达水平有关。     

亚麻酸对心力衰竭人心房肌细胞瞬时外向钾电流的影响

探讨亚麻酸对心力衰竭病人心房肌细胞瞬时外向钾电流 (Ito)的作用。应用膜片钳全细胞记录技术 ,记录细胞外应用亚麻酸 (十八碳二烯酸 )前后人心房肌细胞Ito。结果表明 :①亚麻酸对人心房肌细胞的Ito抑制作用表现为浓度依赖性 ,2 .5 ,5及 10 μmol/L的抑制率分别为 16 %± 4%、2 8%± 6 %和 5 1%± 6 % (P <0 .0 5 ) ,但无频率依赖性。②用药前后Ito的激活曲线几乎重叠 ,5 0 %的通道激活电压分别为 19.5± 1.7和 17.6± 1.4mV(P >0 .0 5 ) ;用药后的电流失活曲线左移 ,V1/2 电压为 - 33.3± 2 .4和 - 44 .4± 3.1mV ,即左移 11.2± 1.2mV(P <0 .0 1)。③Ito恢复 5 0 %的时间延长 ,即从 39.3± 3.4到 85 .1± 5 .8ms(P <0 .0 1)。结论 :亚麻酸对心力衰竭病人心房肌细胞Ito具有抑制作用 ,延长该通道的恢复时间     

The Association Between Serum Calcium Levels and Short-Term Mortality in Patients with Chronic Heart Failure

Background

Patients with chronic heart failure have vulnerable myocardial function and are susceptible to electrolyte disturbances. In these patients, diuretic treatment is frequently prescribed, though it is known to cause electrolyte disturbances. Therefore, we investigated the association between altered calcium homeostasis and the risk of all-cause mortality in chronic heart failure patients.

慢性充血性心力衰竭时K_(ATP)通道与心室肌电生理特性变化的关系

探讨慢性充血性心力衰竭 (CHF)时三磷酸腺苷敏感性钾通道 (KATP通道 )在心室肌电生理特性改变和室性心律失常发生中的意义。采用阿霉素制作CHF兔模型。 2 9只兔分为健康对照组 (HC组 )和CHF实验组 ,后者包括CHF对照组 (CHFC组 )、CHF +KATP通道开放剂组 (P组 )、CHF +KATP通道阻断剂组 (G组 )、CHF +KATP通道开放剂和阻断剂组 (P +G组 )四个亚组。每组均予心房快速起搏 30min ,分别测定起搏前后 90 %单相动作电位时程(MAPD90 )、心室有效不应期 (VERP)及其离散度和兴奋时间 (AT)离散度 ,测定毕程序刺激诱发室性心动过速或心室颤动。结果 :快速起搏使MAPD90 、VERP延长 ,在CHFC组较HC组显著 (11.82± 10 .2 0vs 8.18± 6 .97ms,P <0 .0 5和14 .95± 12 .82vs 9.0 7± 8.79ms,P <0 .0 1) ,而G组和P +G组的MAPD90 、VERP延长更明显。各组快速起搏均未引起MAPD90 、VERP离散度变化 ,但CHFC组和P组都有AT离散度显著增大 (2 8.5 3± 8.6 3vs 36 .80± 6 .97ms ,P <0 .0 1和 2 6 .33± 5 .82vs 33.80± 9.5 0ms,P <0 .0 5 ) ,阻断剂可对抗AT离散度的增大。结论 :快速心房起搏可开放CHF心室肌KATP通道 ,一方面阻止MAPD90 、VERP的延长 ,另一方面又加大AT的非同步性 ,使室性心动过速易于诱发。     

缬草单萜氧化物对兔单个心室肌细胞L-型钙电流的影响

利用全细胞膜片钳记录技术研究30μg/L和100μg/L缬草单萜氧化物(VMO)对兔单个心室肌细胞L型钙电流(ICaL)和动作电位的影响。结果:30μg/L和100μg/L的VMO使兔心室肌细胞ICaL峰值由6.04±0.59pA/pF分别减至3.99±0.31pA/pF和2.31±0.24pA/pF(n=8,P<0.01);VMO使ICaL的电流电压曲线上移,但不改变其激活电位、电位峰值和反转电位;VMO还使钙电流失活曲线左移。30μg/LVMO可使动作电位时程(APD)明显缩短,APD50和APD90分别缩短了50.3%和29.6%(n=16,P<0.05),而静息电位和动作电位幅值无明显改变。结论:VMO对LCaL具有浓度依赖性阻滞作用。这可能是其对心血管作用的重要机制之一。     

Altered Pharmacologic Responsiveness of Reduced L-Type Calcium Currents in Myocytes Surviving in the Infarcted Heart

Altered Pharmacology of I_ca,L in Myocytes From Infarcted Heart. The pharmacologic responses of macroscopic L-type calcium channel currents to the dihydropyridine agonist, Bay K 8644, and β-adrenergic receptor stimulation by isoproterenol were studied in myocytes enzymatically dissociated from the epicardial border zone of the arrhythmic 5-day infarcted canine heart (IZs). Calcium currents were recorded at 36° to 37° C using the whole cell, patch clamp method and elicited by applying step depolarizations from a holding potential of -40 mV to various test potentials for 250-msec duration at 8-second intervals. A Cs⁺ -rich and 10 mM EGTA-containing pipette solution and a Na⁺-and K⁺-free external solutions were used to isolate calcium currents from other contaminating currents. During control, peak I_ca,L, density was found to be significantly less in IZs (4.0 ± 1.1 pA/pF) than in myocytes dispersed from the epicardium of the normal noninfarcted heart (NZs; 6.5 ± 1.8 pA/pF). Bay K 8644 (I μM) significantly increased peak I_ca,L density 3.5-fold above control levels in both NZs (to 22.5 ± 6.2 pA/pF; n = 7) and IZs (to 12.8 ± 3.0 pA/pF; n = 5), yet peak I_ca,L density in the presence of drug was significantly less in IZs than NZs. The effects of Bay K 8644 on kinetics of current decay and steady-state inactivation relations of peak I_ca,L were similar in the two cell types. In contrast, the response of peak L-type current density to isoproterenol (1 μM) was significantly diminished in IZs compared to NZs regardless of whether Ba²⁺ or Ca²⁺ ions carried the current. Thus, these results indicate an altered responsiveness to β-adrenergic stimulation in cells that survive in the infarcted heart. Furthermore, application of forskolin (1 μM and 10 μM) or intracellular cAMP (200 μM), agents known to act downstream of the β-receptor, also produced a smaller increase in peak I_Ba density in IZs versus NZs, suggesting that multiple defects exist in the β-adrenergic signaling pathway of IZs. In conclusion, these studies illustrate that reduced macroscopic calcium currents of cells in the infracted heart exhibit an altered pharmacologic profile that has important implications in the development of drugs for the diseased heart.