心房颤动演变过程中人心房肌细胞短暂外向钾电流重构的研究

本研究以人心房肌细胞为研究对象，观察心房颤动(房颤)不同的演变阶段，短暂外向钾电流(transient outward potassium carrent，I16)动态变化的特点。     

抑郁对心肌梗死后大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流的影响

目的研究抑郁对心肌梗死(简称心梗)后大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流(Ito)的影响。方法将50只Sprague-Dawley大鼠随机分为四组:对照组(10只)、抑郁组(10只)、心梗组(15只)、心梗+抑郁组(15只)。造模完成后,用酶解法分离各组大鼠心室肌细胞,全细胞膜片钳技术记录Ito,绘制各组心室肌细胞的电流-电压曲线、稳态激活曲线、失活曲线及失活后恢复曲线。结果在+70mV电压下,对照组最大激活峰值电流密度为(13.8±1.4)pA/pF,抑郁组为(11.4±0.8)pA/pF,心梗组为(9.4±0.8)pA/pF,抑郁+心梗组为(7.8±1.1)pA/pF(组间比较P0.05)。各组的恢复时间常数如下:对照组(23.77±6.32)ms,抑郁组(25.52±6.97)ms,心梗组(28.61±4.71)ms,抑郁+心梗组(34.78±7.53)ms。与对照组比较,抑郁+心梗组恢复时间常数显著增加(P0.05)。结论抑郁能导致心梗后心室肌细胞Ito电流密度显著下降,使失活后恢复减慢。     

心房颤动患者右心房肌细胞瞬间外向钾电流的变化

目的　比较心房颤动 (AF)和正常窦性心律 (NSR)患者右心房肌细胞瞬间外向钾电流 (Itol)的变化。方法　用膜片钳全细胞记录法研究了风湿性心脏病AF心律 (AF组 )和NSR心律 (NSR组 )患者右心房肌细胞Itol的变化。两步酶解法得到单个心肌细胞 ,分别对比了两组细胞的电流 电压曲线、激活曲线、失活曲线、失活后再激活的恢复过程及电流失活速度。结果　AF患者右心房肌细胞Itol密度比NSR患者的Itol密度明显降低 ,除极化至 +6 0mV时分别为 (4 2 5± 0 86 )pA/pF(n =2 0个细胞 )和(8 5 3± 0 6 8) pA/pF(n =11细胞 ) ,P <0 0 0 1。两组Itol失活速度均无电压依赖性 ,两组细胞Itol电流的失活速度、激活与失活特征及失活后再恢复常数差异均无显著性。结论　AF和NSR患者右心房肌细胞的Itol除电流密度明显降低外 ,激活曲线参数、失活曲线参数、失活后再激活的恢复时间常数及电流失活速度差异均无显著性 ,这是AF患者离子通道重构机制之一。     

马钱子碱对大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流的影响

目的:探讨马钱子碱(brucine)对大鼠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:用酶解法分离大鼠单个心室肌细胞。用全细胞膜片钳技术记录不同浓度的马钱子碱可对大鼠心室肌细胞Ito的前后影响变化。结果:①马钱子碱可浓度依赖性地阻断Ito;②5μmol/L的马钱子碱可使Ito稳态激活曲线右移,V1/2由对照的(-30.7±10.2)mV变为(-27.8±5.8)mV(P0.05);③5μmol/L的马钱子碱可使Ito稳态失活曲线左移,V1/2分别为(-41.6±1.0)mV变为(-75.0±2.8)mV(P0.05);④5μmol/L的马钱子碱可使Ito稳态激活曲线右移失活后再恢复时间常数τ延长。结论:提示马钱子碱可以阻断Ito,对Ito的激活态和失活态均具有较高的亲和力,这些可能是其抗心律失常作用的机制。     

心房颤动心房肌细胞短暂外向钾电流的特点

观察心房颤动 (AF)心房肌细胞的电生理特点 ,探讨短暂外向钾电流 (Ito)与AF电重构的关系。采用组织块酶消化法分离 7例AF(AF组 )和 14例非AF(非AF组 )患者的右心耳心房肌细胞 ,利用全细胞记录技术观察单个心房肌细胞的Ito。在各钳制电位下 ,AF组的Ito值均明显低于对照组。钳制电位在 + 60mV时AF组的Ito值 ( 14 2 .87±4 2 .2 5pA)与非AF组 ( 4 80 .12± 3 9.2 4pA)相比 ,减少 70 .2 4 %(P <0 .0 0 1)。在各钳制电位下 ,AF组的稳态电流 (Isus)均高于非AF组。钳制电位在 + 60mV时AF组的Isus值 ( 83 1.88± 72 .90pA)与非AF组 ( 5 4 3 .93± 65 .3 4pA)相比 ,增加 5 2 .94 %(P <0 .0 1)。随着刺激频率的增加 ,AF与非AF患者心房肌细胞在钳制电位 + 60mV时的Ito强度逐渐降低 ,与非AF组不同的是 ,AF组心房肌细胞的Ito在刺激频率 1～ 2Hz间电流改变的差异具有显著性。结论 :AF心房肌不应期的缩短与Ito的降低有关 ,Ito可能是AF电重构的离子机制 ,Isus可能也参与了电重构的发生。     

夹竹桃麻素对过氧化氢所致兔心房肌细胞超速激活延迟整流钾电流及瞬时外向钾电流异常的保护作用

目的研究夹竹桃麻素(APO)对过氧化氢(H2O2)引起的兔单个心房肌细胞超速激活延迟整流钾电流(IKUr)及瞬时外向钾电流(Ito)异常的保护作用。方法用酶解法分离兔心房肌细胞,将细胞分为4组:对照组(细胞不经任何处理)、H2O2组(细胞经50μmol/L的H2O2培养0.5 h)、H2O2+APO组(细胞预先经100μg/ml APO培养1 h后再加入50μmol/L的H2O2培养0.5 h)、APO组(细胞经100μg/mlAPO培养1.5 h)。采用全细胞膜片钳技术记录4组细胞IKUr和Ito,分析50μmol/L的H2O2对兔单个心房肌细胞IKUr及Ito的影响,并研究预先应用100μg/ml APO对其的保护作用。结果①与对照组比较,H2O2组使兔心房肌细胞IKUr峰值降低(6.1±1.4 pA/pF vs16.0±2.1 pA/pF,P<0.05,n=15),而H2O2+APO组使电流得到部分恢复(10.1±1.3 pA/pF),与H2O2组比差异有显著性(P<0.01,n=15),APO组(15.3±1.2 pA/pF)较对照组变化不大(P>0.05,n=15)。②与对照组比较,H2O2组使兔心房肌细胞Ito峰值降低(20.8±2.0 pA/pF vs 42.6±3.0 pA/pF,P<0.05),而H2O2+APO组使电流得到部分恢复(31.8±2.7 pA/pF),与H2O2组比差异显著(P<0.05,n=15),APO组(40.1±2.9 pA/pF),与对照组相比变化不大(P>0.05,n=15)。H2O2使Ito通道稳态激活曲线右移,通道稳态失活曲线及恢复时间不变,关闭态失活加速,APO可以部分恢复上述改变。结论 APO可减轻氧化应激对心房肌细胞IKUr及Ito的影响。     

瞬时外向钾电流及通道异常致心力衰竭心律失常的研究进展

慢性心力衰竭恶性心律失常发病率、致死率高,严重影响心力衰竭患者生活质量。心肌细胞离子通道异常导致动作电位时程(APD)延长,进而诱发异常触发活动是心力衰竭心律失常发生的主要机制。瞬时外向钾电流(I_to)主要参与心肌细胞动作电位(AP)的1期复极,对心力衰竭时APD延长具有重要作用;钾通道相互作用蛋白2(KChIP₂)是I_to通道上的的重要功能亚单位,对I_to具有关键性调控作用,KChIP₂基因敲除大鼠心肌细胞I_to几乎完全消失,心律失常易感性显著增加。本文对慢性心力衰竭心律失常的钾离子通道机制研究进展进行综述,以期为心力衰竭心律失常的治疗靶点提供思路。     

大鼠急性低氧运动对心肌细胞瞬时外向钾电流的影响

目的 通过建立大鼠急性低氧运动模型,观察大鼠单个心室肌细胞瞬时外向钾电流(Ito)的改变,在细胞水平探究模拟高原低氧条件下力竭运动对心脏电生理的影响.方法 将40只健康雄性清洁级SD大鼠随机分为低氧运动组、低氧安静组、常氧运动组和常氧安静组,每组10只.利用小动物低压氧舱和常氧状态下进行力竭运动试验.取出各组大鼠心脏,...     

瞬时外向钾电流与心脏疾病

瞬时外向钾电流是存在于心肌细胞膜上的一种钾离子电流,在去极化过程中迅速激活和失活,主要参与了动作电位的Ⅰ期复极,从而影响动作电位形态.瞬时外向钾电流在不同种属、同一种属动物不同部位中的分布存在着差异,因而产生了瞬时外向钾电流的异质性,这种异质性与维持心脏正常电信号传导及心脏疾病的发生都有很大关系.在心肌梗死、心房颤动及心力衰竭等疾病都存在着动作电位时程的延长,这部分是由瞬时外向钾电流下调引起的,因此充分理解瞬时外向钾电流在疾病中的变化,对于治疗心脏疾病具有很重要的意义.     

Tamoxifen对人心房肌细胞超快速激活延迟整流钾电流的作用

目的:研究发现tamoxifen可延长患者心电图QT间期,易致心律失常,但其离子机制目前还不清楚。本实验将观察tamoxifen对人心房肌细胞超快速激活延迟整流钾电流（IKur）的影响,以探讨tamoxifen影响心肌QT间期的可能机制。方法:通过胶原酶消化法得到单个人心房肌细胞,并通过全细胞电压钳方法记录心肌细胞上的IKur。结果:本法可得到横纹清楚的单个耐钙人心房肌细胞,Tamoxifen（130μmol/L）可剂量依赖性并可逆地抑制IKur。结论:Tamoxifen对人心房肌细胞IKur具有显著的抑制作用。     

急性心肌梗死后一周对心室肌细胞瞬间外向钾电流的影响

研究急性心肌梗死 (AMI)心室肌细胞瞬间外向钾电流 (Ito)的变化。采用结扎兔冠状动脉左前降支的方法建立AMI动物模型 ,应用膜片钳全细胞记录方法 ,研究AMI后 1周心外膜梗死区心肌细胞Ito的变化。结果 :正常对照组 (n =16 )心肌细胞在 - 30mV激活 ,心肌梗死 (简称心梗 )组细胞在 - 2 0mV激活 ,均呈线性电压依赖性。心梗组梗死区细胞 (n =12 )Ito的电流密度明显下降 ,I V曲线明显下移。心梗组Ito电流密度 (去极化电位 +6 0mV时 )明显低于对照组 (7.4 7± 2 .39vs 17.39± 5 .2 4pA/pF ,P <0 .0 1)。结论 :AMI可引起心室肌细胞Ito电流密度下降 ,导致梗死区细胞动作电位平台期相对延长 ,复极异常 ,造成心肌细胞之间动作电位及不应期离散度增大 ,容易形成折返 ,此可能是导致心肌梗死后出现折返性室性心律失常的原因。     

左室功能减退窦性心律患者心房肌短暂外向钾电流mRNA表达的变化

探讨心力衰竭患者易患心房颤动(AF)的可能发生机制之一。采集左室功能减退组患者(n=18例)和左室功能正常组患者(n=18例)的右心耳组织,应用逆转录聚合酶链反应技术(RTPCR)以3磷酸甘油醛脱氧酶(GAPDH)为内参照,测定心房肌KV4.3α的mRNA表达水平,反应心房肌短暂外向钾电流(Ito1)的变化。结果:与左室功能正常组相比,左室功能减退组心房肌KV4.3α的mRNA表达减低46.20%(0.83±0.07vs0.45±0.09,P<0.01)。结论:左室功能减退患者心房肌KV4.3αmRNA表达降低。     

肺静脉肌袖心肌细胞短暂外向钾电流特性研究

研究单个肺静脉肌袖心肌细胞短暂外向钾电流 (Ito)特性 ,探讨其在肺静脉电活动触发心房颤动 (AF)中的作用。采用全细胞膜片钳技术记录并比较单个肺静脉肌袖心肌细胞与心房心肌细胞Ito及其动力学特性。在各指令电位下 ,两种心肌细胞Ito电流大小、稳态激活与失活动力学特性无显著性差异 ,异丙肾上腺素灌注后 ,前者Ito减小 ,后者Ito增大 ,指令电位在 +5 0mV时 ,前者由 4 .4 5± 0 .71nA减少到 3.4 7± 0 .4 0nA(P <0 .0 5 ,n =6 ) ,后者由 4 .5 1±0 .75nA增加到 5 .35± 0 .5 9nA(P <0 .0 5 ,n =6 )。结论 :异丙肾上腺素使肺静脉肌袖心肌细胞与心房心肌细胞Ito产生异质性 ,并因此影响细胞的电生理特性 ,此可能是参与AF发生的电生理基础之一     

Kv1.4通道电流与大鼠心室肌细胞瞬间外向钾电流特性的比较

克隆的大鼠外向钾通道Ｋｖ１．４亚型表达于２９３细胞（ＲＣＫ４）。用膜片钳全细胞钳制法系统比较该克隆的大鼠瞬间外向钾电流（Ｉｔｏ）和天然大鼠心室肌细胞Ｉｔｏ的特点和动力学特性。两种通道电流形态相似,呈“Ａ”型电流,在＋４０ｍＶ时电流失活时间常数τ依次为３６．６±２ｍｓ和４１．０±２ｍｓ（Ｐ＞０．０５）。Ｋｖ１．４通道电流激活曲线用二相Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方程拟合,一相半数最大激活电位（Ｖ１／２,１）为－２１．０±３．９ｍＶ、二相半数最大激活电位（Ｖ１／２,２）为２７．０±３．９ｍＶ;天然大鼠心室肌细胞Ｉｔｏ激活曲线用单相Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方程拟合,半数最大激活电位为１０．８±１．１ｍＶ（Ｐ＜０．０５,ｖｓＫｖ１．４通道电流的Ｖ１／２,１）。ＲＣＫ４细胞通道电流半数最大灭活电位（Ｖ１／２）为－４９．８±１．８ｍＶ,斜率因子（ｋ）为３．８±０．２７;天然大鼠心室肌细胞Ｉｔｏ的Ｖ１／２为－３１．６±１．７ｍＶ,ｋ为５．４±０．２１。灭活后再激活的恢复时间比较,Ｋｖ１．４通道电流明显长于天然大鼠心室肌细胞Ｉｔｏ,分别为１．８９±０．２ｓ和３９．２±１．６ｍｓ（Ｐ＜０．０５）。研究表明克隆的大鼠Ｋｖ１．４通道电流与天然大?     

Biphasic Response of Action Potential Duration to Metabolic Inhibition in Rabbit and Human Ventricular Myocytes: Role of Transient Outward Current and ATP-regulated Potassium Current

Inhibition of cell metabolism is associated with significant changes in action potential duration. The aim of this study was to investigate the time course of the changes in action potential duration during metabolic inhibition and to determine what changes in membrane currents are responsible. The amphotericin perforated patch clamp technique was used to study membrane currents and voltage in single rabbit and human ventricular myocytes. In all myocytes inhibition of cell metabolism, induced by hypoxia (P ₂<5 mmHg) or by addition of 100μ 2,4-dinitrophenol (DNP), resulted in action potential shortening, which was accompanied by an increase in outward current, likely to be carried by ATP-regulated potassium channels. In about 65% of the rabbit and 50% of the human ventricular myocytes, however, action potential shortening was preceded by an initial prolongation. During this action potential prolongation, the -type calcium current and the steady-state outward current remained unchanged. The transient outward current (I_to), however, was almost completely inhibited, suggesting that the action potential prolongation is caused by a decreased I_to. This interpretation was further supported by the observations that: (1) Action potential prolongation was found in all subepicardial myocytes, as was I_to, but only in a minority of the subendocardial myocytes. (2) Addition of DNP failed to cause action potential prolongation in subepicardial myocytes in the presence of 4-aminopyridine, a blocker of I_to. In conclusion, these data suggest that the phenomenon of action potential prolongation preceding action potential shortening during metabolic inhibition is mainly restricted to myocytes from subepicardial origin, and is due to a decrease in I_to     

Role of the Transient Outward Current in Regulating Mechanical Properties of Canine Ventricular Myocytes

I_to and Myocyte Contractility. Introduction: The transient outward current (I_to) is a major repolarizing current in the heart. Reduction of I_to density is consistently observed in human heart failure (HF) and animal HF models. It has been proposed that I_to, via its influence on phase‐1 repolarization of the action potential, facilitates L‐type Ca²⁺ current (I_Ca–L) activation and sarcoplasmic reticulum Ca²⁺ release, and that its down‐regulation may contribute to the impaired contractility in failing heart. Methods and Results: We used the dynamic clamp to quantitatively examine the influence of I_to on the mechanical properties of canine left ventricular myocytes at 34°C. In endocardial myocytes, where the native I_to is small, simulation of an epicardial‐level artificial I_to accentuated the phase‐1 repolarization and significantly suppressed cell shortening. The peak amplitude of Ca²⁺ transient was also reduced in the presence of simulated I_to, although the rate of rise of the Ca²⁺ transient was increased. Conversely, subtraction, or “blockade” of the native I_to enhanced contractility in epicardial cells. These results agree with the inverse correlation between I_to levels and myocyte contractility and Ca²⁺ transient amplitude in epicardial and endocardial myocytes. Action potential clamp studies showed that the phase‐1 repolarization/I_to versus I_Ca–L relationship had an inverted‐J shape; small I_to enhanced peak I_Ca–L while moderate‐to‐large I_to decreased peak I_Ca–L and markedly reduced early Ca²⁺ influx. Conclusion: Our results show that epicardial‐level of I_to acts as a negative, rather than positive regulator of myocyte mechanical properties in canine ventricular myocytes. (J Cardiovasc Electrophysiol, Vol. 21, pp. 697‐703, June 2010)     

慢性心力衰竭病人的营养状况与血浆氨基酸谱分析

目的：了解慢性心力衰竭病人的营养状况，并初步探讨慢性心力衰竭后血浆氨基酸谱的变化。方法：对４８例心功能Ⅲ～Ⅳ级（ＮＹＨＡ）的慢性心力衰竭病人进行了营养状况的评估，并进行分组（营养正常组２８例，营养不良组２０例），并分析其血浆氨基酸谱的变化。结果：本研究营养不良发生率为４１．７％，主要以风湿性心脏病（４０．０％）和扩张型心肌病（２０．０％）为主，营养不良组的血浆氨基酸谱呈普遍下降趋势，尤以缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸３种支链氨基酸为著，与营养正常组相比分别下降２１．７％，１８．６％和２３．０％（Ｐ＜０．０５～０．０１）。结论：严重慢性心力衰竭病人营养不良的发生率高，血浆氨基酸呈普遍下降趋势，尤以支链氨基酸为著。     

兔冠状动脉结扎1小时缺血区心室肌细胞瞬间外向钾通道的变化

为探讨在急性心肌梗死 (AMI)早期瞬间外向钾通道的变化及其在室性心律失常发生中的作用 ,以开胸冠状动脉 (简称冠脉 )结扎法制备兔急性心肌缺血模型 ,1h后处死动物分离心室肌细胞 ,采用全细胞膜片钳记录技术观察缺血区心外膜心室肌细胞瞬间外向钾通道电流 (Ito)的变化 ,以正常心肌Ito为对照。结果 :急性冠脉结扎 1h兔缺血区心室肌细胞Ito受到抑制 ,电流密度$C电压关系曲线下移 ,测试电压 + 60mV时的Ito电流密度对比显示 :对照组为 1 7.39± 5 .2 4pA/pF (n =1 2 ) ,冠脉结扎 1h组为 7.75± 3.1 1pA/pF (n =1 0 ) ,与对照组相比下降了 5 7% ,P <0 .0 0 1 ;其失活曲线左移 ,半数最大失活电压 (V1 /2 )对照组为 - 35 .2± 5 .3mV(n =1 2 ) ,冠脉结扎 1h组为 - 5 5 .1± 5 .6mV(n =1 0 ) ,与对照组比较失活速度加快 ,P <0 .0 1 ;冠脉结扎后 1h组Ito恢复明显减慢 ,恢复时程延长 ,P <0 .0 5。结论 :冠脉结扎后 1h缺血区心室肌细胞瞬间外向钾通道受抑制 ,影响动作电位复极 ,容易诱发 2相折返 ,可能为AMI后室性心律失常发生的机制之一。     

犬右室瞬间外向钾电流异质性的研究

应用全细胞钳制技术对犬右室心外膜下 (epi)细胞、中层 (M)细胞和心内膜下 (endo)细胞复极 1期瞬间外向钾电流 (Ito1)的强度、密度和动力学过程进行系统定量研究 ,以期从复极 1期主要离子流的角度 ,探讨右室复极 1期跨越室壁的电异质性。结果发现 :犬右室epi细胞和M细胞存在强大的Ito1离子流 ,在刺激频率为 0 .2Hz、37℃和去极化试验电压为 +70mV时 ,epi细胞和M细胞峰值Ito1离子流的强度分别为 46 5 0± 176 0 ,36 2 0± 1880pA ,其激活和失活动力学过程符合Boltzmann分布。与epi细胞和M细胞相比 ,endo细胞Ito1离子流微小 ,同样条件下其平均峰值Ito1离子流仅为 480± 130pA。表明在右室跨越室壁的三层细胞间 ,特别是epi细胞与endo细胞之间、M细胞与endo细胞之间 ,复极 1期存在明显的Ito1离子流强度差异和强大的Ito1离子流梯度 ,此为右室电异质性的一种突出表现 ,它可能是Brugada综合征等疾病所致恶性心律失常的重要离子基础之一