线粒体ATP敏感的钾通道和缺血再灌注损伤

细胞上存在两种ATP敏感的钾通道,一是位于细胞膜上的ATP敏感的钾通道;二是位于线粒体膜上的ATP敏感的钾通道。最近的药理学和分子生物学研究认为线粒体ATP敏感的钾通道开放对器官缺血再灌注损伤有保护作用。这些研究表明线粒体ATP敏感的钾通道在器官保护中具有关键作用。本文介绍了线粒体ATP敏感钾通道的结构和生理学特性,线粒体在缺血再灌注损伤中的生理变化及可能的机制,还有在器官保护中的研究进展。     

ATP敏感性钾通道开放剂Cromakalim心脏保护机制的初步探讨

本工作用大鼠离体灌流心脏缺血再灌注损伤模型观察了ＫＡＴＰ通道开放剂克罗卡林（Ｃｒｏｍａｋａｌｉｍ,ＣＲＫ）的心脏保护作用。结果表明,ＣＲＫ能明显减少缺血再灌注损伤心肌的ＬＤＨ及蛋白的漏出（Ｐ〈０．０１）,降低脂质过氧化产物ＭＤＡ的含量（Ｐ〈０．０１）,心肌组织及心肌线粒体钙含量也显降低（Ｐ〈０．０１）。ＣＲＫ明显抑制心肌线粒本的最大＾４５Ｃａ＾２＋摄取量及摄钙速率。ＣＲＫ的上述作用均能被ＫＡＴＰ     

蛋白激酶C在线粒体ATP敏感钾通道开放保护肺缺血再灌注损伤中的作用

目的 探讨线粒体ATP敏感钾通道开放对大鼠肺缺血再灌注(ischemia-reperfusion, I/R)损伤的保护作用及蛋白激酶C(PKC)的作用.方法 建立大鼠肺I/R损伤模型,设立假手术组、I/R组、二氮嗪(DE)+I/R组(DE组)、5-羟基葵酸(5-HD)+DE+I/R组(5-HD+DE组)、白屈菜季铵碱(CHE)+DE+I/R组(CHE+DE组)、5-HD+豆蔻酸佛波酰乙酯(PMA)+I/R组(5-HD+PMA组).观察肺组织病理形态学改变,测定肺湿/干重比,免疫组化染色法检测肺组织细胞色素C的阳性细胞率,TUNEL法观察肺细胞凋亡,非放射性荧光底物法检测肺组织PKC活性.结果 与I/R组相比,DE组肺组织病理学改变明显减轻,肺组织湿/干重比、肺组织细胞色素C水平和细胞凋亡指数均降低(P<0.05),且PKC活性明显上调.CHE+DE组各指标与I/R组均无明显差异.5-HD+DE组、5-HD+PMA组仅PKC活性上调,其余指标与I/R组比较无明显差异.结论 线粒体ATP敏感通道开放可保护肺I/R损伤,该作用依赖于PKC的激活.     

ATP敏感的钾通道开放剂对离体肺保护的实验研究

目的研究ATP敏感的钾离子通道开放剂(PCOs)吡那地尔(pinacidil)在离体兔肺保护中的作用。方法将18只杂种灰色家兔随机分成3组,建立离体肺缺血再灌注模型。对照组(n=6)以自体温血直接再灌注2 h;缺血组(n=6)用低钾右旋糖酐保存液(LPD) 二甲基亚砜(DMSO)灌洗,4℃保存8 h后自体温血再灌注2 h;实验组(n=6)用LPD 100μmol.L-1吡那地尔(溶于DMSO中)灌洗,4℃保存8 h后自体温血再灌注2 h。每隔30 min分别经肺动脉和左房插管取血行血气分析,评估离体肺功能;测量湿/干重比,估计肺水含量;光镜下行肺组织形态学检查;制作肺组织匀浆测定超氧化物歧化酶(SOD)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-8(IL-8)含量。结果实验组氧分压差(ΔPO2)和SOD与缺血组比较明显升高(P<0.05);组织形态学检查显示,实验组损伤较缺血组轻;实验组的TNF-α和IL-8含量明显低于缺血组(P<0.05)。结论在保存时间不超过8 h的情况下,用加入吡那地尔的LPD灌洗和保存肺能更好地保护肺功能。     

大鼠心肌缺血预适应对心肌缺血-再灌注损伤的保护作用及ATP敏感钾通道的作用

目的本研究旨在确定在完整大鼠模型中,心肌缺血预适应是否具有心肌保护作用,且这种保护作用是否由KATP通道介导。方法将48只大鼠随机分为4组：对照组、IPC组、优降糖十IPC组和优降糖组。所有动物均接受30min缺血／2h再灌注。预适应方案由3次5min缺血／5min再灌注组成。梗塞大小由硝基四唑氮蓝染色判定,并以坏死区占危险区的百分率表示。结果IPC几乎完全抑制了缺血/再灌注所致的室性心律失常的发生,但这种保护作用不能被KATP通道阻滞剂优降糖所阻断。IPC也能显著缩小缺血/再灌注后的心肌梗塞范围,且这种作用能被优降糖完全取消。结论IPC的心肌保护作用是由KATP介导的。     

新生大鼠纹状体神经元ATP敏感钾通道的特性

为确定纹状体神经细胞膜上存在ＡＴＰ敏感钾通道，用膜片钳技术在培养新生的大鼠纹状体神经元上记录了单通道电流。在细胞贴附式时，胞外给予ＮａＣＮ可诱发一种电导为６０ｐＳ的钾离子单通道，其激活不依赖于膜电位。去极化使通道平均开放时间和开放概率增大。在内面向外式时，ＡＴＰ或优降糖（ｇｌｉｂｅｎｃｌａｍｉｄｅ）均可抑制通道活动，通道激活不依赖于胞内Ｃａ￣（２＋）。结果表明，大鼠纹状体神经细胞膜上存在一种６０ｐＳ的ＡＴＰ敏感钾通道。     

左旋精氨酸对大鼠心肌细胞ATP敏感性钾通道的影响

目的研究左旋精氨酸(L-Arg)对大鼠离体心肌细胞ATP敏感性钾通道(KATP)的影响。方法急性分离大鼠心肌细胞,设保持电位-40mV,指令电位-100～ 40mV,步阶脉冲20mV,波宽200ms,刺激间隔为6s。记录IKATP。结果观察正常生理条件下和给予不同浓度L-Arg后心肌细胞IKATP的变化,并分析L-Arg对KATP通道功能的影响。指令电位为-100mV,给予10,30,50mmol·L-1的L-Arg后,KATP的开放率分别为:(173±19)%,(190±18)%,(268±21)%,具有浓度依赖性增加趋势。后两者与对照组比较(P<0.05),r=0.958,与对照组比较(P<0.05);当L-Arg的浓度增加到100mmol·L-1时,KATP的开放率为(175±54)%。结论L-Arg在低浓度范围内(10～50mmol·L-1),可浓度依赖性的开放KATP通道;L-Arg浓度增加至100mmol·L-1时,则该作用不明显。     

针刺结合蹊径通脉汤对心肌梗死大鼠ATP敏感性钾离子通道相关蛋白Kir6.1、Kir6.2的影响

目的：以“针药结合对心肌梗死（MI）大鼠ATP敏感性钾离子通道相关蛋白Kir6.1、Kir6.2表达的影响”为研究目的,研究针药结合对心肌梗死改善的可能机制,为实现研发心肌梗死新治疗手段提供实验数据基础。方法：65只健康雄性SD大鼠,随机选择10只作为对照组。其余大鼠饲以高脂肪食物,共3周,对照组大鼠皮下多点注射生理盐水,其余大鼠按相同方式注射盐酸异丙肾上腺素。通过心电图对比,将造模成功的40只MI大鼠随机分为模型组、针刺组、西药组、针药结合组,每组10只。分别给予相应治疗后,观察各组大鼠心电图变化,用HE染色观察大鼠心肌细胞的病理改变,以Western blot检测技术检测ATP敏感性钾离子通道（Kir6.1、Kir6.2）蛋白的表达量。结果：与对照组相比,实验组的40份实验标本在心肌细胞蛋白（Kir6.1、Kir6.2）的表达量上都有所提高,差异具有统计学意义（P<0.05）。治疗后,与模型组相比,西药组、针刺组、针药结合组的心肌细胞Kir6.1、Kir6.2的蛋白表达量均呈下降趋势,其中针药结合组下降程度最明显,差异具有统计学意义（P<0.05）。针刺组和西药组的下降...     

吡格列酮保护乳鼠心肌细胞与ATP敏感性钾通道表达的关系

目的探讨吡格列酮对缺氧复氧诱导的乳鼠心肌细胞凋亡和心肌细胞ATP敏感性钾通道亚单位表达的影响。方法原代培养的sD乳鼠心肌细胞随机分为6组：溶媒组、缺氧复氧组、0．1μmol／L吡格列酮组、1．0μmol／L吡格列酮组、2．0μmol／L吡格列酮组、2．0μmol／L吡格列酮＋GW9662组（GW9662组）,药物预处理24h后建立缺氧复氧模型,利用膜联蛋白-v与溴化丙啶双染法检测心肌细胞凋亡,利用RT—PCR及Western—blot技术检测心肌细胞ATP敏感性钾通道亚单位的表达。结果0．1、1．0、2．0μmol／L吡格列酮组心肌细胞凋亡率与缺氧复氧组及GW9662组比较差异有统计学意义（P〈0．05）;0．1、1．0、2．0μmol／L吡格列酮组心肌细胞线粒体ATP敏感性钾通道（mitoKATP）亚单位Kir6．1mRNA及蛋白的表达与缺氧复氧组及GW9662组比较差异有统计学意义（P〈0．05）,各组细胞膜ATP敏感性钾通道（sarcKATP）亚单位Kir6．2mRNA表达间差异无统计学意义（P〉0．05）。结论吡格列酮抑制缺氧复氧诱导的乳鼠心肌细胞凋亡,此保护作用可能与激活PPARγ及上调mitoKATP通道亚单位表达有关,sarcKATP未参与这种保护过程。     

线粒体 ATP 敏感性钾通道开放对大鼠肺缺血－再灌注损伤的保护作用

目的：探讨线粒体 ATP 敏感性钾通道（mitoKATP）开放对大鼠肺缺血－再灌注损伤（I ／R）的保护作用。方法：建立大鼠肺 I ／R 模型,设立假手术组、肺 I ／R 组、mitoKATP 开放剂二氮嗪（DE）＋I ／R 组、mitoKATP 阻断剂5-羟基葵酸（5-HD）＋DE ＋I ／R 组,每组10只大鼠;检测各组肺组织湿／干重比,HE 染色法观察各组肺组织形态学变化,免疫组织化学染色法检测肺组织细胞色素 C 的表达,TUNEL 法检测肺细胞凋亡指数。结果：与假手术组相比,I ／R 组肺组织湿／干重比明显增加（P ＜0．05）,肺组织出现出血、水肿等损伤性病理学变化,细胞色素 C 表达明显增多（P ＜0．01）、肺细胞凋亡指数明显增大（P ＜0．01）;与 I ／R 组相比,DE ＋I ／R 组肺组织湿／干重比明显降低（P ＜0．05）、肺组织损伤性病理变化明显减轻、肺细胞色素 C 表达明显减少（P ＜0．05）、细胞凋亡指数明显减小（P ＜0．05）,而5-HD ＋DE ＋I ／R 组各项指标与 I ／R 组比较无差异（P ＞0．05）。结论：mitoKATP 的开放可减轻肺水肿、抑制细胞凋亡,对大鼠肺缺血－再灌注损伤具有保护作用。     

线粒体KATP通道开放剂对培养大鼠心肌细胞缺血/再灌注损伤心肌线粒体的保护作用

目的探讨线粒体ATP敏感性钾通道开放剂二氮嗪预处理对大鼠心肌细胞线粒体功能保护作用。方法采用培养大鼠心肌细胞缺血/再灌注损伤模型,观察二氮嗪预处理对心肌细胞缺血/再灌注损伤损伤后细胞线粒体活性和线粒体膜电位影响。结果二氮嗪预处理大鼠后,对培养大鼠心肌细胞缺血/再灌注损伤有保护作用,能减少心肌细胞线粒体活性和线粒体膜电位的下降。结论线粒体ATP敏感性钾通道开放剂能产生预处理心肌细胞线粒体保护效应。     

线粒体ATP敏感性钾离子通道参与远程预处理对大鼠脑保护作用的机制

目的:探讨线粒体ATP敏感性钾离子通道在远程预处理对大鼠脑保护效应中的作用.方法:SD雄性大鼠,随机分为4组(每组n=10):① RPC NS组,行远程预处理前15 min,给予生理盐水1 mL静脉注射,远程预处理1 h后行MCAO;② RPC 5-HD组,行远程预处理前15 min给予5-羟基葵酸盐(5-HD)10 mg/kg静脉注射,远程预处理后1 h行MCAO;③ DIAZ组,MCAO前30 min给予二氮嗪(DIAZ)5mg/kg腹腔注射;④ DMSO组,MCAO前30 min给予5 g/LDMSO.所有大鼠行MCAO模型阻闭120 min恢复再灌注,观察再灌注后24 h时神经功能损害并取大脑行TTC染色测量脑梗死容积百分比.结果:①神经功能障碍评分:再灌注24h后神经功能障碍评分,RPC NS组和DIAZ组与RPC 5-HD组和DMSO组相比有统计学差异(P＜0.05),RPC 5-HD组和DMSO组相比无统计学差异(P＞0.05).②脑梗死容积百分比:再灌注24 h后脑梗死容积百分比RPC NS组[(16.3±2.9)%,P=0.00]和DIAZ组[(17.5±8.9)%,P=0.00]明显小于RPC 5-HD组(46.1±10.1)%和DMSO组(36.4±10.9)%,而DMSO组和RPC 5-HD组相比较无统计学差异(P=0.216),RPC NS组和DIAZ组相比较无统计学差异(P=0.747).结论:线粒体敏感性钾离子通道阻断剂可阻断远程预处理保护作用,提示线粒体敏感性钾离子通道参与远程预处理对大鼠脑缺血耐受的形成机制.     

NF-κB对Aβ1-42诱导神经元KATP亚基Kir6.2/SUR1表达的影响

目的 研究神经细胞核转录因子-κB(NF-κB)对β-淀粉样蛋白(Aβ1-42)诱导原代培养皮层及海马胆碱神经元ATP敏感性钾通道(KATP)亚基Kir6.2/SUR1蛋白表达的影响,探讨NF-κB的可能作用。方法 实验分为空白对照组、Aβ1-42组、Aβ1-42+SN50组和SN50组。运用细胞原代培养的方法培养大鼠皮层及海马胆碱神经元并进行鉴定,用Western blotting法检测药物干预后的Kir6.2/SUR1蛋白及NF-κB亚基p65蛋白表达的变化。结果 加入药物处理神经细胞72h后,与空白对照组相比,Aβ1-42组的p65蛋白和Kir6.2/SUR1蛋白表达均显著升高(P均<0.05);与Aβ1-42组相比,Aβ1-42+SN50组的Kir6.2/SUR1蛋白表达显著降低(P<0.05)。结论 NF-κB信号通路在Aβ1-42诱导神经元Kir6.2/SUR1蛋白的表达中起保护作用。     

吡格列酮预处理对大鼠缺血/再灌注心肌细胞凋亡及线粒体ATP敏感性钾通道的影响

目的:观察吡格列酮(Pio)对在体大鼠心肌缺血/再灌注心肌细胞凋亡及线粒体ATP敏感性钾通道影响,探讨Pio对心肌缺血损伤保护作用及其机制. 方法: 24只SD大鼠随机分为假手术组(SO组),缺血/再灌注组(I/R组),Pio预处理组(Pio组)和线粒体ATP敏感性钾通道阻滞剂5-羟基葵酸(5-HD) Pio组(5-HD Pio组)4组. 各组于缺血/再灌注前24 h尾静脉注射相应溶媒及药物,5-HD Pio组注入5-HD 10 mg/kg 30 min后再给予Pio 3 mg/kg;Pio组只注入Pio 3 mg/kg;SO组不结扎前降支,4 h后取出心脏;余三组结扎前降支30 min,再灌注4 h后取出心脏. 用透射电镜观察心肌线粒体超微结构的改变;采用TUNEL法和免疫组化法检测缺血心肌细胞凋亡和Bcl-2,Bax,Caspase-3蛋白的表达以及RT-PCR法测Fas mRNA的表达. 又另取18只SD大鼠随机分成SO,I/R和Pio组,行心肌梗死范围的测定. 结果:①与I/R组相比,Pio组线粒体损伤程度明显减轻;②与I/R组(34.93±5.55)%相比,Pio组(20.24±3.93)%心肌梗死范围明显减少(P＜0.05);③与I/R组相比,Pio组能明显增加Bcl-2蛋白的阳性细胞指数(P＜0.05),降低心肌细胞凋亡率(P＜0.05)及Bax, Caspase-3蛋白的阳性细胞指数(P＜0.05),下调Fas mRNA的表达水平. I/R组与5-HD Pio组相比,差异无统计学意义(P＞0.05). 结论:Pio预处理可通过保护心肌线粒体结构,减少心肌细胞凋亡及梗死范围,保护缺血心肌损伤作用可被线粒体ATP敏感性钾通道阻滞剂所对抗.     

ATP敏感性钾通道在人类妊娠不同状态的子宫平滑肌的表达

目的:探讨ATP敏感性钾通道(KATP )亚基在人类2种不同功能状态下(临产和未临产)子宫平滑肌中的表达情况。方法:实验分为足月临产组(TL组)和足月未临产组(TNL组),均12例。采用RT-PCR和实时定量聚合酶链反应(real-time PCR)检测了人类2种妊娠状态下子宫平滑肌KATP 3种亚基mRNA的表达,并用免疫组织化学法检测KATP 3种亚基蛋白表达情况。结果:Kir6.1、Kir6.2、SUR2B mRNA在临产和未临产子宫平滑肌上均有表达,TNL组SUR2B mRNA的含量高于TL组(P<0.05);3种亚基的受体蛋白在人未临产和临产的子宫平滑肌细胞胞质中都有表达。结论:KATP在子宫平滑肌上有表达;在人类的妊娠子宫平滑肌上可能是通过SUR2B水平的改变起到调节平滑肌收缩的作用。     

线粒体钙激活及ATP敏感钾通道在肢体远距预处理心肌保护中的作用

目的 研究心肌细胞线粒体钙激活钾通道（MitoKCa）与线粒体ATP敏感钾通道(MitoKATP)在肢体远距预处理（RPC）心肌保护中的作用。方法 雄性SD大鼠72只,分为9组：单纯缺血复灌（I/R）组、RPC组、MitoKATP 开放剂（DZ）组、MitoKCa 开放剂NS1619组、MitoKCa 开放阻断剂RPC+paxilline组、MitoKATP 开放阻断剂RPC+5-HD (5 hydroxydeconate)组、RPC+NS1619+5 HD组、RPC+paxilline+DZ组和RPC+paxilline+5 HD组,每组8只。RPC模型用结扎大鼠股动脉5min,松开复灌5min,共4个循环的方法制备。各组I/R模型通过结扎离体心脏冠状动脉前降支30min,松开复灌120min进行制备。检测各组心脏血流动力学变化,TTC染色法测量心肌梗死面积,可见分光光度法检测冠脉流出液中LDH含量。结果 与I/R组相比,NS1619（10μmol/L）和DZ（50μmol/L）作用与远距预处理RPC组相似,改善复灌后心功能,减小心肌梗死面积,抑制了LDH释放(P<0.01),但与 RPC组相比差异无统计学意义（P>0.05）。给予Paxilline（1μmol/L）或 5-HD (100μmol/L）,取消了RPC的心肌保护作用 (P<0.01)。阻断MitoKCa和MitoKATP中的一种通道,开放另一种通道仍可起到心肌保护作用,且与RPC组无明显差异(P＞0.05);同时给与两种通道的阻断剂,发现与单独阻断一种通道相比,心肌细胞损伤程度加大 (P<0.01)。 结论 心肌细胞线粒体钙激活钾通道MitoKCa和线粒体ATP敏感钾通道MitoKATP开放都参与了RPC的心肌保护作用,两者发挥作用的方式可能是相互独立的,但作用结果具有协同性。     

急性分离大鼠新皮层神经元KATP通道的多电导状态

在１９３例急性分离大鼠皮层神经元内面向外式记录膜片上，记录到２例能为ＡＴＰ和优降糖所阻断的含有亚电导的通道电流。其电流幅度分布直方图符合高斯分布，并能很好地进行二级拟合；主电导水平分别为１９１．８ｐＳ和１９４．５ｐＳ，亚电导水平分别为１５３．２ｐＳ和１１６.１ｐＳ；亚电导成份分别占单位事件总数的３５．０５％和２９.８４％；通道活动呈高电流水平与低电流水平交替开放状态，没有高低电流叠合现象。这些结果表明这种Ｋ_ＡＴＰ通道的多电导开放电流不是两个或多个独立通道的开放所致，而是同一通道的不同亚型状态交互活动（即高电导和低电导状态相互转换）的表现。从而提示神经细胞膜上的Ｋ_ＡＴＰ通道可能受某种或某些膜内外环境的变化影响导致其构象改变，从而引发多种亚型交替活动现象。     

ATP敏感性钾通道参与HO-1对缺血-复灌心肌保护的作用

目的:研究线粒体ATP敏感性钾通道(mitoKATP)参与血红素氧化酶1(HO-1)对抗心肌缺血-复灌损伤.方法:SD大鼠腹腔注射HO-1的诱导剂hemin(50 mg/kg)、抑制剂ZnPP(25 μg/kg)和mitoKATP通道阻断剂5-HD,24 h后取离体心脏给予30 min缺血和120 min复灌.检测心室收缩功能、LDH、CK和心肌梗死面积.结果:①hemin诱导HO-1活性增加可改善缺血-复灌心脏的收缩功能,缩小心肌梗死面积,而ZnPP可抑制其作用.②在腹腔注射hemin前给予mitoKATP通道阻断剂5-HD(5 mg/kg),与Hemin IS组相比,心脏的收缩功能明显下降,心肌梗死面积增大,LDH和CK释放增加.而在hemin预处理后24 h与30 min缺血前给予5-HD灌流(100 μmol/L)同样可阻断hemin诱导的心肌保护作用.结论:hemin可诱导心肌HO-1增加保护心肌缺血-复灌性损伤,而mitoKATP通道在hemin诱导的心肌保护作用中扮演了启动因子和终末效应器双重角色.     

ST-1抗豚鼠和兔心肌缺血再灌注损伤的血流动力学研究

目的 :拟证实双萜类化合物ST 1的抗心肌缺血再灌注损伤作用。方法 :(1)Langendorff装置逆向豚鼠心脏灌注 ,预先灌注ST 11.0、5 .0和 10 μmol·L- 1 5min ,停灌 3 0min ,再灌注 2 0min ,制成豚鼠心肌缺血再灌注损伤模型 ,观察药物对心脏舒缩功能、冠脉流出液量的影响 ;(2 )结扎麻醉兔冠脉左前降支 3 0min后再连续灌注 60min ,制成兔心肌缺血再灌注损伤模型 ,ST 12 5～ 10 0 μg·kg- 1 静脉注射 ,动态观察其对血流动力学指标的影响。结果 :ST 1预处理可有效减轻离体豚鼠缺血再灌注引起的左室舒缩功能下降 ;兔ST 1组左心室等容期压力最大变化速率、左心室收缩压、左心室发展压、左心室压峰值时间的变化值明显小于模型对照组 (P <0 .0 5 ) ,心率、舒张压、收缩压和平均动脉压变化不明显 (P >0 .0 5 )。结论 :ST 1预处理有抗离体豚鼠和在体家兔心肌缺血再灌注损伤的作用。