钙介导的信号转导途径与心肌肥厚

心肌肥厚是临床上许多心血管疾病共有的病理过程，晚期可导致严重的心律失常和心衰。其发病机制与压力负荷增加、神经内分泌因素、钙超载、原癌基因等密切相关。其中细胞内Ca^2＋浓度升高是心肌肥厚信号转导发生、发展的中心环节。目前认为有两种钙介导的信号转导机制参与了心肌肥厚的发生与发展：一是钙调神经磷酸酶（CaN）介导途径；二是钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）信号转导途径。     

钠-钙交换与慢性心力衰竭

钠－钙交换（NCX）是心肌细胞膜上钠、钙双向转运蛋白，以正向和反向模式调节细胞内的钙离子平衡。在慢性心力衰竭（CHF）的过程中，NCX在信使核糖核酸（mRNA)和蛋白水平上均升高，肌质网（SR）Ca^2 -ATPase(SERCA)活性则降低，SERCA／NCX转运活性比增大，从而影响心衰心肌的收缩和舒张功能。NCX抑制剂的研制将有助于保护心肌，减少心肌损伤，在未来用于慢性心衰和心律失常的治疗。     

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。     

钙蛋白酶参与心力衰竭患者心肌重构的信号传导

目的 探讨钙敏感的信号物质钙蛋白酶(calpain)对心力衰竭(心衰)患心肌重构信号传导的调控。方法选择因二尖瓣狭窄伴关闭不全心脏病接受二尖瓣置换术的心衰患39例,正常对照38例(其中8例来自意外伤亡的器官捐献)。彩色多普勒超声心动图检测心功能参数,放免法检测心衰患血浆及心肌组织血管紧张素Ⅱ含量,免疫印迹法检测心肌组织calpain、钙调神经磷酸酶(CaN)的抑制蛋白(cain/cabin 1),cain／cabin 1降解产物(cain／cabin 1△)蛋白表达、CaN磷酸化。结果心衰患血浆及心肌组织血管紧张素Ⅱ浓度、心肌组织u-calpain、m-calpain、cain／cabin 1降解产物cain／cabin 1△蛋白表达及CaN磷酸化明显高于对照组,且随心功能恶化逐渐增加,cain／cabin 1蛋白表达随心功能恶化逐渐降低。结论心衰患通过calpain降解cain／cabin 1进而激活CaN信号通路,提示其在肾素一血管紧张素系统等介导的心肌重构中起一定作用。     

钙调神经磷酸酶依赖的信号通路在致心肌肥大中的作用

心肌细胞内持续的Ca2 平台激活钙调神经磷酸酶（CaN)，使活化T细胞核因子c(NF-ATc)去磷酸化并进入胞核，去磷酸化的NF－ATc再与锌指转录因子（GATA4）等相互作用，活化多种心肌肥厚的相关基因导致心肌肥厚，免疫抑制剂环胞素A（CsA),FK506等可抑制CaN活性，消除心肌肥厚而改善心衰。     

虎杖苷对严重烫伤大鼠心肌细胞钙信号调控的作用

目的：观察虎杖苷（polydatin,PD）对烫伤大鼠心功能损害的钙信号调控,并探讨其对烫伤大鼠心肌细胞保护作用的机制。方法：28只成年SD大鼠随机分为4组,即假手术组、烫伤组、PD组及烫伤＋PD组,每组7只大鼠（n=7）。 各实验组使用Power lab系统进行实时心功能监测。手术后5 min通过静脉给予PD（10 mg/kg）,12 h后分离心室肌细胞,通过激光共聚焦显微镜观测PD对烫伤大鼠心室肌细胞钙火花发放频率、钙库水平、钙瞬变的作用。结果：与烫伤组比较,烫伤＋PD组大鼠左室收缩压、左心室内压力上升的最大速率（±dP/dtmax）均显著增加、钙瞬变和心肌收缩力明显增强、使烫伤引起的钙库容量下降基本恢复到正常水平,烫伤引起的高频钙火花发放显著抑制（均P〈0.01）,钙火花时程的增加也明显抑制（P〈0.05）。结论： PD可以显著抑制烫伤引起的心肌细胞肌浆网钙漏流,恢复肌浆网钙库容量水平,增强收缩期钙瞬变和心肌收缩力,从而改善烫伤引起的心功能障碍。     

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。     

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。     

钙硒与维生素E对饲予克山病病区粮大鼠心肌细胞抗氧化能力的影响

用克山病病区粮组成偏食低钙基础饲料及在饲料中补一定剂量钙、硒与维生素Ｅ（ＶＥ），观察其对大鼠心肌细胞抗氧化酶系活性及在一过性缺氧条件下心肌酶活性的影响。结果表明病区粮组成的偏食低钙饲料引起大鼠心肌组织ＧＳＨ－Ｐｘ、ＳＯＤ及Ｃａｔ活性明显降低．ＬＰＯ含量升高。在ＮａＮＯ２引起的缺氧条件下，心肌多种酶活性下降，而血清酶活性升高．联合补充钙、硒与ＶＥ可显著提高心肌细胞抗氧化酶系活性及增强心肌细胞抵抗缺氧性损害的能力，提示偏食低钙可加重硒和ＶＥ缺乏条件下心肌细胞总抗氧化能力的减退，对缺血缺氧性因素的敏感性增加。     

绝对不应期电刺激对心力衰竭豚鼠心室肌细胞钙离子流的影响

目的探讨绝对不应期电刺激(ARPES)对心力衰竭(简称心衰)心室肌细胞收缩和钙离子流的作用。方法应用单细胞收缩动缘检测仪,在单纯基础刺激和一定延时后同时给予ARPES,观察细胞收缩并测定以F360/F380反映细胞内钙瞬变。应用膜片钳技术中记录单纯基础刺激和ARPES(延迟后10ms刺激)所诱发动作电位(APSA1,APARPES),并比较动作电位时程(APD)。分别以APSA1和APARPES为测试电压,记录AP电压钳下的细胞膜L型钙通道电流(ICa-L)。结果①ARPES使单个心衰心室肌细胞收缩幅值增高15.53%±5.31%(P<0.05),收缩和舒张速度峰值均增加(分别增加10.60%±3.02%,23.2%±8.26%,P<0.05或0.01,n=6);F360/F380幅值增加16.82%±7.03%(P<0.01,n=6)。②ARPES延长动作APD。③与APSA1电压钳记录的ICa-L相比,APARPES电压钳记录的ICa-L减弱程度明显减少,其单位膜电容下的电流强度的整合值增加(P<0.01)。结论ARPES提高衰竭心肌收缩力与增强单个心室肌细胞钙瞬变相关。     

阿霉素中毒心肌细胞钙离子调节功能的变化

本文采用Fura-2/AM荧光标记同位素~(45)Ca~(2+)负载示踪法测定了心肌细胞内钙浓度及肌浆网摄钙功能,探讨了阿霉素对心肌细胞内钙调节功能的影响,同时还观察了维拉帕米预处理10min后,阿霉素对心肌细胞内钙浓度及钙调节功能的影响.结果显示,阿霉素作用早期(10min)能够增加心肌细胞外钙的快相内流,使心肌细胞内游离钙浓度增高,肌浆网摄钙量也有轻度增加,阿霉素作用60min后,与对照组相比细胞内~(45)Ca~(2+)总量增加,而肌浆网对~(45)Ca~(2+)的摄取明显减低,细胞浆内游离钙浓度明显升高.维拉帕米预处理组,维拉帕米部分阻断了阿霉素对细胞内钙的调节作用.结果提示,阿霉素通过增加心肌细胞钙内流速度和抑制肌浆网摄钙量,导致心肌细胞钙过负荷,进而影响心肌细胞的收缩舒张功能.     

左西孟旦治疗急性心力衰竭

急性心力衰竭是心脏科的危重症,传统的血管活性药物治疗作用有限。钙增敏剂通过增加心肌兴奋收缩耦联过程中Ca2 与心肌收缩系统结合力,从而增强心肌收缩力,改善患者血流动力学。     

正性肌力药物分类

为了更好地认识已有的和正在研究中正性肌力药物的利弊，提出一种以药物不同作用机制分类方法。第Ｉ类：通过增加细胞内环化一磷酸腺苷（ｃＡＭＰ）水平而增加心肌收缩力；第Ⅱ类：影响离子通道或离子泵；第Ⅲ类：调节细胞内钙分布浓度；第Ⅳ类：通过多种途径增加心肌收缩力。     

钙调神经磷酸酶在高血压心肌肥厚发展中的作用

目的 探讨钙调神经磷酸酶（CaN）在肾血管性高血压心肌肥厚发展中的作用,以及CaN抑制剂环孢菌素A（CsA）对心肌肥厚的影响。方法 39只大鼠（造模组）采用两肾一夹法行肾血管性高血压大鼠心肌肥厚造模,2个月时处死15只（造模Ⅰ组）;余24只中,13只予生理盐水腹腔注射（造模Ⅱ组）,11只行CsA腹腔注射（造模Ⅲ组）1个月后处死。另设22只大鼠为对照组,除不放置银夹外,其他处理与造模组相同,分别于2个月（对照Ⅰ组）、3个月（对照Ⅱ组）各处死11只。观察各组大鼠心肌肥厚程度、CaNmRNA和蛋白质表达及CaN活性的改变。结果左室重量（LVW）及与胫骨长度的比值（LVW／TL）,光镜下心肌细胞横截面积（Atea）,心肌CaN mRNA和蛋白质表达及其活性在造模Ⅰ组、Ⅱ组均较对照Ⅰ组、Ⅱ组增高（P均〈0．05）,造模Ⅲ组较造模Ⅰ组、Ⅱ组均显著下降（P均〈0．05）。结论 CaN参与肾血管性高血压大鼠心肌肥厚发展;抑制CaN活性可逆转心肌肥厚。     

左西孟旦治疗急性心力衰竭

急性心力衰竭是心脏科的危重症,传统的血管活性药物治疗作用有限.钙增敏剂通过增加心肌兴奋收缩耦联过程中Ca2 与心肌收缩系统结合力,从而增强心肌收缩力,改善患者血流动力学.     

辛伐他汀对心力衰竭家兔肌浆网钙调控相关蛋白基因的影响

心力衰竭（心衰）是21世纪心血管医生面临的两大挑战之一。研究表明他汀类药物干预可给心衰治疗带来益处,但其作用机制不明。研究显示心肌肌浆网钙调控蛋白的表达异常在慢性心衰的病程进展中起着重要作用。本实验通过用超容量负荷联合压力负荷制备家兔心衰模型,观察辛伐他汀对心衰心肌肌浆网钙泵（sarcoplasmic reticulum calcium adenodine triphosphatase,SERCA2）、受磷蛋白（phospholamban,PLB）基因表达的影响,从基因水平探讨肌浆网钙调控相关蛋白在心衰发生中的作用及辛伐他汀改善心功能的机制。     

心力衰竭家兔心肌细胞钙释放的异常

目的:探讨心力衰竭(心衰)家兔心肌细胞钙释放异常与收缩功能的关系。方法:22只家兔随机分为2组:假手术组(n=11)和心衰组(n=11);通过超容量负荷联合压力负荷制备家兔心衰模型,利用心脏多普勒观察手术前后家兔心功能的变化;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,观察咖啡因诱发钙瞬变过程中细胞内钙浓度的动态变化;采用Western blot法测定心肌组织L型钙通道α1亚单位(LTCCα1)、肌浆网钙释放通道(RyR2)的表达水平。结果:与假手术组相比,心衰组家兔射血分数明显降低(0．46±0．03 vs 0．73±0．05,P<0．01);咖啡因诱发的钙瞬变幅度明显下降(16．00±3．54 FI vs 43．50±6．22 FI,P<0．01)、峰值到达时间明显延长(129．8±14．5 s vs 52．2±7．4 s, P<0．01);LTCCα1(RLTCC-α1/actin:0．287±0．029 vs 0．624±0．009,P<0．01)和RyR2表达水平明显减少(RRyR2／actin:0．106±0．001 vs．0．203±0．011,P<0．01),均有极显著性差异。结论:LTCCα1亚单位和RyR2表达减少导致钙释放异常是心衰心肌收缩力降低的机制之一。     

甲状腺素对大鼠慢性心衰细胞收缩功能及钙瞬变的影响

目的研究甲状腺素对心力衰竭大鼠的单个心肌细胞收缩功能及钙瞬变的影响。方法采用腹主动脉缩窄法建立大鼠心力衰竭模型,随机分为心衰组与甲状腺素治疗组,另设假手术对照组。术后16周测定心功能。各组分离单个心室细胞,采用可视化动缘探测系统同步检测大鼠心肌细胞收缩和钙瞬变的变化。结果①甲状腺素治疗组左室收缩压（LVSP）和±dp/dtmax较CHF组明显提高（P<0.05）,左室舒张末压（LVEDP）较CHF组明显下降（P<0.05）。②甲状腺素治疗组单个心肌细胞收缩功能指标最大收缩幅度（PTA）、最大缩短和复长速率（±dL/dtmax）较CHF组明显增加（P<0.05）,钙瞬变指标fura-2荧光强度变化（ΔFFI）增强、Ca2+离子达峰值时程（TTPCa）、舒张期Ca2+减少50%时程（T50DCa）较CHF组明显缩短（P<0.05）。结论甲状腺素可改善大鼠单个心衰细胞的收缩功能及钙瞬变幅度,在单细胞水平上为探讨甲状腺素治疗慢性心衰的发生机制提供了实验依据。     

异丙肾上腺素对心肌细胞内钙释放和肌浆网内钙容量的影响

目的 :心肌细胞膜上的 β-肾上腺素受体的激活对兴奋 -收缩耦联 （ECC）过程有重要的调节作用。本课题利用异丙肾上腺素 （ISO,1μmol/ L）激活 β-肾上腺素受体从而研究其对源自心肌细胞肌浆网的胞内钙释放 （ECC的重要环节 ）和肌浆网内钙容量的影响 ,进而分析钙释放与钙容量之间的关系。方法 :局部场刺激作用于成年大鼠心肌细胞 ,促使后者产生动作电位 ,进而诱发胞内钙瞬变 （ACT） ,由 ACT可估测胞内钙释放。肌浆网内钙容量则由咖啡因 （2 0 m mol/ L）诱发的钙瞬变 （CCT）估测。实验结果均由 Zeiss L SM- 5 10激光共聚焦显微镜系统记录。结果 :ISO作用下的 ACT峰值为 10 .2 9± 0 .35 （n=13）比正常情况下的 5 .74± 0 .2 7（n=18）高 （P<0 .0 1）。 ISO作用下的CCT峰值为 11.2 3± 0 .2 9（n=13）比正常情况下的 7.6 2± 0 .2 4 （n=18）高 （P<0 .0 1）。结论 :ISO可明显地提高心肌细胞内钙释放量和肌浆网内的钙容量。不管有无 ISO存在 ,胞内钙释放量总是只占肌浆网内钙容量的一部分。在正常情况下 ,心肌的钙释放量有较大的储备能力 ,且此储备可因β-肾上腺素受体的激活而动员。     

细胞核CaMK和Calcineurin参与大鼠心肌肥厚的发生

目的：研究大鼠心肌肥厚时，钙依赖的蛋白激酶和蛋白磷酸酶在心肌细胞膜、细胞浆和细胞核的分布规律，以探讨核钙信号与核反应在心肌肥厚发生过程中的病理生理意义。方法：制备腹主动脉缩窄大鼠心肌肥厚模型、差速离心和密度梯度离心提纯心肌细胞核，同位素32P掺入法测激酶活性，无机磷生成显色法测定蛋白磷酸酶活性。结果：腹主动脉缩窄术后4周大鼠心肌显著肥厚，伴有明显的血液动力学异常。与正常对照组相比较，腹主动脉缩窄心肌肥厚组心肌细胞核钙调素蛋白激酶（CaMK）活性增加1．011倍（p〈0．001），膜升高40．16％（p〈0．001），胞浆不变（p〉0．05）；心肌细胞核钙调神经磷酸酶（Calcineurin）活性增加43．57％（p〈0．05），膜和胞浆增加无显著性（P〉0．05）。正常组和腹主动脉缩窄心肌肥厚组心肌细胞CaMK和Calcineurin活性分布为核〉膜〉胞浆（p〈0．01）。结论：腹主动脉缩窄心肌肥厚时核内钙依赖的CaMK和Calcineurin活性增加，提示压力超负荷时细胞核内钙调节的蛋白磷酸化和去磷酸化水平增高，可能在介导心肌肥厚的发生中起重要作用。