心肌内向整流钾电流的调控因素及相关心律失常

心肌内向整流钾电流(I_K1)由内向整流钾通道(Kir通道)家族成员Kir2.1通道介导。细胞膜电位静息水平时Kir2.1通道处于开放状态,K⁺外流增加;而当膜去极化时,Kir2.1通道的通透性降低,K⁺外流减少。I_K1是形成心肌细胞静息膜电位的主要成分,在多种心律失常中发挥重要的作用。现就I_K1的调控及其相关心律失常做一综述。     

细胞外La^3＋对内向整流钾通道（IPK1）的阻断作用

本文采用双微电极电压钳（ＴＥＶ）法研究细胞外Ｌａ＾３＋对非洲爪蟾卵母细胞表达的内向整流钾通道（ＩＲＫ１）的阻断作用。细胞外Ｌａ＾３＋浓度分别为０,０．１,０．３,１．３和１０ｍｍｏｌ／Ｌ,Ｋ＾＋浓度为９０ｍｍｏｌ／Ｌ,可见Ｌａ＾３＋对ＩＲＫ１的瞬间电流（施加电压后１．５ｍｓ）具有Ｌａ＾３＋浓度赖性、时间依赖性和电压依赖性阻断作用;阻断剂Ｌａ＾３＋对ＩＲＫ１的门控特性和外向电流几乎无影响作用;细胞外     

门冬氨酸钾镁对家兔缺血再灌注心肌室性心律失常的影响

目的观察门冬氨酸钾镁注射液对家兔缺血再灌注心肌室性心律失常的抑制作用并探讨其抗心律失常作用机制.方法30只家兔随机分为正常组、心肌缺血组和治疗组,每组10只, 制备兔左心室楔形心肌块.正常组持续灌流台氏液,心肌缺血组和治疗组灌流台氏液1 h后停灌0.5 h,造成心肌缺血,0.5 h后复灌台氏液并程序刺激诱发心律失常,治疗组复灌的台氏液中含有浓度为2.42 mg/L的门冬氨酸钾镁.采用浮置玻璃微电极法同步记录楔形心肌块内、外膜心肌细胞跨膜动作电位和跨壁心电图,观察正常组、心肌缺血组和治疗组再灌注0.5 h的QT间期和内、外膜心肌细胞跨膜动作电位时程以及跨室壁复极离散度(TDR),记录正常组、心肌缺血组和治疗组缺血再灌注时室性心律失常的诱发率.结果①心肌缺血组较正常组和治疗组TDR明显延长(P＜0.05),治疗组与正常组相比,TDR差异无统计学意义(P＞0.05).②正常组无一例发生心律失常、心肌缺血组和治疗组室性心律失常的发生率分别为90%(9/10)、10%(1/10),心肌缺血组和治疗组间差异有统计学意义(P＜0.05).结论门冬氨酸钾镁可改善再灌注心肌的各项异常的电生理指标,特别是减小TDR,并能够明显降低再灌注心肌室性心律失常的发生率.     

特异性抑制内向整流性钾电流对缺血再灌注心脏的保护作用

目的探究转基因特异性抑制心脏内向整流性钾电流(IK1)的小鼠在缺血预适应中对缺血心脏的保护作用。方法选取IK1基因抑制小鼠分为2组:阳性表达者为观察组,阴性表达者为对照组。监测各组小鼠心律失常发生情况,采用离体心脏,观察缺血预适应对心脏缺血再灌注后心肌梗死面积、凋亡的影响。采用Western blot检测相关信号蛋白的表达。采用SPSS 17. 0软件进行统计学分析,样本间比较采用t检验。结果与对照组相比,观察组心律失常评分分值[(3. 50±0. 67) vs(7. 42±0. 70)分]、心肌梗死面积/左室面积的比值[(0. 25±0. 04)%vs (0. 38±0. 02)%]和心肌细胞凋亡指数[(202±93)‰vs (822. 5±97. 5)‰]均显著降低(P 0. 05)。Western blotting结果表明,与对照组相比,观察组磷酸化糖原合成酶激酶3[(1. 41±0. 16) vs (0. 77±0. 05)]和AKT[(1. 84±0. 20) vs (0. 81±0. 14)]及p-AKT[(1. 87±0. 27) vs (1. 08±0. 22)]均显著上调。结论 Kir2. 1转基因抑制可减少缺血预适应后再灌注心肌梗死中心律失常的发生、心肌细胞的凋亡及心肌梗死面积,其机制可能部分与再灌注损伤补救激酶信号通路有关。     

心肌细胞内向整流钾通道研究进展

心肌细胞内向整流钾通道维持心肌细胞的静息电位,调控心肌细胞的兴奋性,其运输、组装、离子选择性和门控特性受到大分子复合体和外源因素的精细调节,内向整流钾通道结构和功能的异常与多种心脏病的发生相关。     

5-HT4 受体部分激动剂RS67506可作为心肌IK1通道抑制剂

目的 验证5-HT4受体部分激动剂RS67506对心室肌内向整流钾通道（IK1）和动作电位（action potential,AP）的作用特征。方法 取成年雄性SD大鼠心脏经Langendorff离体灌流、胶原酶法急性分离单个左心室肌细胞,采用膜片钳技术检测1~30 μmol/L RS67506对心室肌静息电位（resting potential,RP）、动作电位（action potential,AP ）及IK1通道电流的影响。结果 1、10、30 μmol/L RS67506可剂量依赖性降低静息电位（由-75.2±0.4 mV 分别降低至-72.7±0.5 mV,-70.1±0.4 mV和-67.9±0.9 mV）（P<0.01）,延长动作电位复极时间（APD）（APD90由31.1±1.1ms 分别延长至34.7±0.6 ms,40.4±1.2ms和45.0±0.5ms）（P<0.05 或P<0.01）;同时抑制IK1,30 μmol/L RS67506可使IK1外向电流密度（-60 mV）降低58.4%（P<0.05）;内向电流密度（-100 mV）降低53.2%（P<0.01）。结论 RS67506对大鼠心室肌IK1和AP的作用特征符合IK1抑制剂的特点,可能作为大鼠心肌IK1抑制剂,为临床防治心律失常提供新的药理学工具药。     

细胞外Ba^2＋对双基因内向整流钾通道的阻断作用

目的：研究Ｂａ＾２＋对非洲爪蟾卵母细胞表达的双基因内向整流钾通道（ＩＲＫ１－Ｔ）的阻断作用。方法：采用双微电极电压钳（ＴＥＶ）法。结果：细胞外Ｂａ＾２＋浓度分别为１,３,１０和１００μｍｏｌ／Ｌ,Ｋ＾＋浓度为９０ｍｍｏｌ／Ｌ,可见Ｂａ＾２＋的阻断作用对ＩＲＫ１－Ｔ的瞬间电流（施加电压后１ｍｓ）具有浓度依赖性、时间信赖３性和电压信赖性;快速开通道阻断剂Ｂａ＾２＋对ＩＲＫ１－Ｔ的通道开关特性几乎无影响作用,ＩＲＫ１－Ｔ对之不能透。三级指数拟合表明：细胞外Ｂａ＾２＋低浓度（１和３　ｍｏｌ／Ｌ）时,Ｂａ＾２＋与Ｋ＾＋相互竞争同一结合位点,随着Ｂａ＾２＋浓度的增加,时间常数不增加但拟合的权数却浓度依赖性增加,所以失活过程随Ｂａ＾２＋浓度的增加越来越快;细胞外Ｂａ＾２＋高浓度（１０和１００μｍｏｌ／Ｌ）时,时间常数随Ｂａ＾     

细胞外Ba~(2 )对双基因内向整流钾通道的阻断作用

目的 :研究 Ba2 对非洲爪蟾卵母细胞表达的双基因内向整流钾通道 (IRK1- T)的阻断作用。方法 :采用双微电极电压钳 (TEV)法。结果 :细胞外 Ba2 浓度分别为 1,3,10和 10 0μmol/ L ,K 浓度为 90 mm ol/ L ,可见 Ba2 的阻断作用对 IRK1- T的瞬间电流 (施加电压后 1m s)具有浓度依赖性、时间依赖性和电压依赖性 ;快速开通道阻断剂 Ba2 对 IRK1- T的通道开关特性几乎无影响作用 ,IRK1- T对之不通透。三级指数拟合表明 :细胞外 Ba2 低浓度(1和 3μm ol/ L )时 ,Ba2 与 K 相互竞争同一结合位点 ,随着 Ba2 浓度的增加 ,时间常数不增加但拟合的权数却浓度依赖性增加 ,所以失活过程随 Ba2 浓度的增加越来越快 ;细胞外 Ba2 高浓度 (10和 10 0μm ol/ L )时 ,时间常数随Ba2 浓度的增加而减少 ,拟合的权数却浓度依赖性减少 ,失活过程也越来越快 ,说明 Ba2 作用位点由通道的表面部位进入通道更深的地方。结论 :Ba2 对 IRK1- T的阻断存在两种不同的机制     

心肌肽素对豚鼠心室肌细胞内向整流钾电流的影响

目的研究心肌肽素对豚鼠心室肌细胞内向整流钾电流(IK1)的影响,探讨心肌肽素抗心律失常的作用机制。方法用急性酶解法分离豚鼠心室肌细胞,用标准的全细胞膜片钳技术,观察不同浓度的心肌肽素对内向整流钾电流的影响。结果在测试电压100mV的条件下,观察豚鼠心室肌细胞IK1内向电流对心肌肽素的影响。10μg/ml心肌肽素使IK1从给药前21.0±6.3pA/pF降低到给药后18.4±5.4pA/pF(P<0.05),抑制率为(20±3)%。50μg/ml心肌肽素使IK1从给药前22.8±5.5pA/pF降低到给药后16.0±3.8pA/pF(P<0.01),抑制率为(32±6)%。50μg/ml心肌肽素没有改变IK1的电流密度电压曲线形态。结论心肌肽素抑制豚鼠心室肌细胞IK1,可能是其抗心律失常作用的机理之一。     

镁离子对心肌细胞内向整流钾离子流的影响

目的：探讨镁离子对豚鼠心室肌细胞内向整流钾通道内向整流作用的影响。方法：应用膜片钳内面向外膜式记录并研究豚鼠心室肌细胞单通道内向整流性钾离子流。结果：在无镁离子浸浴液下,心室肌细胞内向整流性背景钾通道（Ik1)的内向整流作用不明显;当浸浴液含1mmol.L^-1镁离子时,Ik1出现明显的内向整流作用。结论：镁离子的存在是Ik1产生内向整流作用的必要条件。     

黄芪总黄酮对柯萨奇B3病毒感染心肌细胞内向整流钾电流的作用

目的探讨黄芪总黄酮（TFA）对嗜心性柯萨奇B3病毒（CVB3m）感染心肌细胞内向整流钾电流的作用,以明确TFA降低病毒性心肌炎小鼠心律失常发生率作用机制。方法采用体外培养小鼠新生心肌细胞方法,建立柯萨奇B3病毒感染心肌细胞模型,采用全细胞膜片钳记录技术记录心室肌细胞内向整流钾电流（IK1）。结果应用黄芪总黄酮（TFA））组与柯萨奇B3病毒感染模型组相比较,IK1峰值从（-10．11±1．57）nA增加到（-12．25±1．64）nA,差异有统计学意义（P〈0．05,n=6）。结论黄芪总黄酮可增加柯萨奇B3病毒感染心肌细胞内向整流钾电流（IK1）的幅值,这可能是黄芪总黄酮降低病毒性心肌炎小鼠心律失常发生率作用机制之一。     

细胞外La~(3+)对内向整流钾通道(IRK1)的阻断作用

本文采用双微电极电压钳 (TEV)法研究细胞外La3+对非洲爪蟾卵母细胞表达的内向整流钾通道(IRK1)的阻断作用。细胞外La3+浓度分别为 0 ,0 1,0 3,1,3和 10mmol/L ,K+浓度为 90mmol/L ,可见La3+对IRK1的瞬间电流 (施加电压后 1 5ms)具有La3+浓度依赖性、时间依赖性和电压依赖性阻断作用 ;阻断剂La3+对IRK1的门控特性和外向电流几乎无影响作用 ;细胞外加La3+后反转电位没有变化 ,因而IRK1对之不通透。细胞外La3+在减少IRK1电导的同时增加IRK1的归一化电导。三级指数拟合的结果表明 :拟合的时间常数不随La3+浓度的增减而增减 ,这表明细胞外La3+对IRK1的抑制作用可能通过了表面电荷机制或La3+在通道中的阻断位点在通道表面。因为La3+浓度较低时 ,阻断的效力与La3+浓度较高时的差异不大 ,所以La3+不会通过表面电荷机制进行IRK1阻断的 ,因此La3+是IRK1的一种快速开通道阻断剂 ,其阻断位点在通道表面     

Discordant effects of nicotine on endothelial cell proliferation, migration, and the inward rectifier potassium current

The inward rectifier K+ current (K(ir)) determines the resting membrane potential of endothelial cells. Basic fibroblast growth factor (bFGF) has been shown to activate K(ir) and acts as angiogenic factor and vasodilator. In contrast, nicotine has been demonstrated to reduce endothelium-dependent vasorelaxation by increasing radical formation. Aim of the present study was to investigate whether nicotine modulates K(ir) and if this plays a role in bFGF-mediated proliferation, migration and nitric oxide (NO)-formation of endothelial cells. Using the patch-clamp technique in cultured endothelial cells of human umbilical cord veins (HUVEC), we found characteristic K(ir), which were blocked by extracellular barium (100 micromol/l). Perfusion with nicotine (1 nmol/l-10 micromol/l) revealed a dose-dependent reduction of K(ir). The simultaneous perfusion with bFGF (50 ng/ml) and nicotine (10 micromol/l) still significantly reduced K(ir) (n = 8; P < 0.01). Cell counts revealed that bFGF-mediated proliferation of HUVEC was significantly inhibited when using 1-10 micromol/l nicotine (n = 8, P < 0.01). The bFGF-induced endothelial cell migration--examined using the "Fences-Migration-Assay"--was significantly reduced by 10 mumol/l nicotine (n = 12; P < 0.05). NO-production was examined using a cGMP-Radioimmunoassay. The significant bFGF-induced increase of cGMP-levels was reduced by nicotine (n = 10; P < 0.05). Our data indicate that the modulation of K(ir) seems to be an essential pathway in the antagonistic effects of nicotine on bFGF-mediated endothelial cell growth, migration and NO-formation.     

甲状腺素诱发大鼠心肌肥厚时瞬时外向钾电流、内向整流钾电流和钙电流的变化

目的 研究甲状腺素诱发大鼠心肌肥厚模型的心肌细瞬时外向钾电流、内向整流钾电流和钙电流的变化。方法 以ipL-甲门面腺素造成大鼠心肌肥厚模型后,用膜片钳技术记录心肌细胞瞬时外向钾电流、内向整流钾电流和L型钙电流。结果 肥厚组心肌细胞瞬时外向钾电流幅度和心坎产增加,激活动力学特性无改变;内向整流钾电流幅度和密度也增加,激活动力学特性也无改变;而钙电流幅度、细胞膜电容增加,电流密度不变,半数激活电压（V1/2）向负电位方向移动,斜率（k)减小。结论 在甲状腺素诱发大鼠心肌肥厚模型中瞬时外向钾电流、内向整流钾电流和钙电流特性均发生了变化,这是造成肥厚心肌电生理异常的离子基础。     

替米沙坦在牵张刺激导致的心室肌细胞延迟整流钾通道改变中的作用

目的:探讨替米沙坦在牵张刺激导致的心室肌细胞延迟整流钾离子通道改变中的作用。方法:将体外培养的乳鼠心室肌细胞分为对照组、牵张组、替米沙坦组、牵张+替米沙坦组。定量分析细胞蛋白/DNA比值及细胞培养上清中N-末端B型利钠肽原(NT-proBNP)水平以鉴定牵张有效性。实时荧光定量PCR检测延迟整流钾离子通道基因KCNH2、KCNQ1、KCNE1和KCNE2的mRNA水平;Western blot检测KCNH2和KCNQ1蛋白表达水平。结果:牵张刺激导致心室肌细胞蛋白/DNA比值增大和细胞培养上清中NT-proBNP水平升高。与对照组相比,牵张组KCNH2、KCNQ1、KCNE1和KCNE2 mRNA水平上调;替米沙坦可明显抑制牵张刺激引起的KCNH2、KCNQ1和KCNE1变化,而对KCNE2基因无显著抑制效应。与对照组相比,牵张组KCNH2和KCNQ1蛋白表达下调;与牵张组相比,牵张+替米沙坦组KCNH2和KCNQ1蛋白水平明显上调。结论:阻断血管紧张素受体可以抑制牵张刺激引起的心室肌细胞延迟整流钾通道改变。     

黄芪总黄酮对豚鼠心室肌细胞动作电位和延迟整流钾电流的作用

目的:研究黄芪总黄酮(TFA)对豚鼠心室肌细胞动作电位(AP)和延迟整流钾电流(IK)的作用。方法:实验采用标准玻璃微电极细胞内记录心室肌细胞AP和全细胞膜片钳技术记录IK。结果:应用TFA 20 mg/kg后心室肌AP的幅度从给药前的(70.25±5.97)mV降低到(58.73±4.86)mV(n=6,P<0.05);AP时程(APD90)从给药前的(236.08±17.63)ms延长到(282.13±22.01)ms(n=6,P<0.05)。应用TFA 40 mg/kg后心室肌AP的幅度从给药前的(72.65±5.12)mV降低到(48.32±8.76)mV(n=6,P<0.05);AP时程(APD90)的从给药前的(265.34±14.82)ms延长到(315.46±24.33)ms(n=6,P<0.05)。而应用TFA 20 mg/kg后,在+50 mV指令电压下,心室肌细胞的IK从(1.21±0.24)nA降至(0.96±0.27)nA(n=6P<0.01),应用TFA 40 mg/kg后心室肌细胞的IK从(1.45±0.36)nA下降到(1.01±0.27)nA,差异有显著性(n=6P<0.01)。结论:TFA可以降低心室肌AP幅值,延长AP时程,抑制心室肌细胞的IK幅值,并且有一定的剂量依赖性。