Zacopride缺血后适应抑制大鼠缺血/再灌注性心律失常

目的:探讨心肌内向整流钾通道(K_(ir))激动剂zacopride缺血后适应对大鼠缺血/再灌注性心律失常的影响及可能的电生理学机制。方法:SD大鼠Langendorff离体灌流心脏和在体麻醉大鼠冠状动脉左前降支结扎15 min后松扎15 min诱发缺血/再灌注性心律失常。在冠状动脉左前降支松扎前3 min给予zacopride,观察缺血后适应对再灌注性心律失常的影响。胶原酶法分离大鼠单个心室肌细胞,应用全细胞膜片钳技术观察zacopride对心室肌细胞缺氧/复氧致延迟后除极的影响和对细胞膜表面ATP敏感性钾通道(KATP)的影响。结果:大鼠离体心脏再灌注时预先给予0.1~10μmol/L zacopride可有效抑制再灌注性心律失常的发生。其中0.1μmol/L zacopride为最大效应浓度,可使期前收缩数减少,室速和室颤发生率均下降,持续时间均缩短;再灌前3 min将1μmol/L BaCl_2和0.1μmol/L zacopride同时灌流心脏,BaCl_2可部分逆转zacopride的保护效应(P0.01),表明zacopride的后适应保护与其增强K_(ir)电流的作用有关。在1.5~5μg/kg剂量范围内,zacopride对大鼠在体再灌注诱发的室速和室颤有明显抑制效应,但对期前收缩数无明显影响。1.5μg/kg zacopride抗心律失常的效应与阳性对照药利多卡因(7.5 mg/kg)相似。进一步研究发现zacopride可有效抑制缺氧/复氧所致心室肌细胞延迟后除极,降低其发生率(P0.01)。Zacopride的上述效应与K_(ATP)无关。结论:Zacopride对大鼠缺血/再灌注性心律失常的抑制作用是由激活心肌细胞K_(ir)介导的。激活K_(ir)并消除延迟后除极所诱发的触发性活动可能是zacopride缺血后适应的主要机制。     

Zacopride增强心肌内向整流钾电流(I_(K1))发挥抗心律失常效应

目的:探讨zacopride对乌头碱、氯化钡药物性心律失常模型的影响和增强心肌内向整流钾电流(IK1)与其抗心律失常的关系。方法:应用全细胞膜片钳技术观测zacopride对大鼠心室肌细胞膜主要离子流及静息膜电位(RMP)、动作电位(AP)和乌头碱所致延迟后除极(DAD)及触发活动(TA)的影响。并观察zacopride对乌头碱(30μg/kg,iv)和氯化钡(4 mg/kg,iv)2种药物性心律失常的影响。结果:0.1-10.0μmol/L zacopride可浓度依赖性激活大鼠心室肌IK1(P0.01),而对INa、Ito、ICa-L等影响动作电位的主要离子流均无显著影响(P0.05);使心室肌细胞膜超极化,动作电位时程(APD)缩短。1.0μmol/L为其最大效应浓度,使IK1内向电流部分(-100mV)增大33.8%,外向电流部分(-60 mV)增大32.4%;RMP由(-81.3±0.9)mV增大至(-87.5±1.7)mV,APD90由(32.48±2.70)ms缩短至(25.61±3.97)ms(P0.01),并有效消除乌头碱所致延迟后除极(DAD)和触发活动(TA)。对于乌头碱、氯化钡所致心律失常,15μg/kg zacopride可使2种心律失常持续时间分别由(57.58±3.21)min、(49.31±2.46)min缩短至(38.25±2.59)min和(30.94±1.73)min(P0.01)。结论:Zacopride对乌头碱、氯化钡药物性心律失常的抑制作用是由其激活心肌细胞IK1进而增大静息膜电位介导的。增强心室肌IK1可能成为抗心律失常的新机制。     

扎考比利改善压力超负荷致大鼠心室重构的作用

目的:研究扎考比利(zacopride,ZAC)对腹主动脉缩窄所致大鼠压力超负荷性心室重构的改善作用。方法:通过腹主动脉缩窄构建大鼠压力超负荷心室重构模型,预防性给予ZAC、氯喹(chloroquine,Chlor)及ZAC+Chlor。连续给药8周,超声心动图评价心功能;计算心重/体重比(HW/BW)和左心室/体重比(LVW/BW);左心室心肌组织HE染色;透射电镜观察心肌细胞超微结构;Western blot检测大鼠心肌组织内向整流钾通道(IK1)蛋白表达;RT-PCR法检测心肌组织Kir2.1的mRNA表达。结果:与模型(vehicle)组相比,ZAC组大鼠心功能明显改善,LVEDS和LVEDD明显降低(P 0.05),LVEF和LVFS显著升高(P 0.01),HW/BW和LVW/BW显著降低(P 0.05),心肌肥大程度降低,心肌细胞横断面积明显减小(P 0.01),心肌超微结构明显改善。Chlor明显阻断了ZAC对腹主动脉缩窄所致压力超负荷大鼠心室重构的保护作用。与vehicle组相比,ZAC组大鼠心肌组织IK1蛋白表达和Kir2.1的mRNA显著升高(P 0.01)。结论:心肌IK1激动剂ZAC显著减轻大鼠左心室压力超负荷诱发的心室重构。     

M_1受体参与孤啡肽抑制大鼠顶叶皮质神经元延迟整流钾电流

目的研究M受体不同亚型对孤啡肽(N/OFQ)抑制大鼠顶叶皮质神经元延迟整流钾电流(IK)作用的影响。方法采用全细胞膜片钳技术,应用M受体不同亚型阻断剂,观察M受体亚型在孤啡肽抑制大鼠顶叶皮质神经元IK中的作用。结果 (1)N/OFQ对大鼠顶叶皮质神经元IK有抑制作用,抑制率为30.8%±5.6%(P<0.01)。(2)M1受体拮抗剂哌伦西平(PIR)可减弱N/OFQ对IK的抑制作用,在指令电压为+60 mV时,PIR+N/OFQ组的IK幅度下降了15.5%±2.5%,与单独给予N/OFQ所引起的IK抑制效应相比有显著差异(P<0.05)。(3)M3受体拮抗剂4DAMP拮抗N/OFQ对IK的抑制作用不明显。结论 M1受体参与N/OFQ对大鼠顶叶皮质神经元IK的抑制作用。     

丹皮酚对家兔心室肌细胞瞬时外向钾电流的抑制作用

目的 探讨丹皮酚(Paeonol,Pae)对家兔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 用酶解法分离单个兔心室肌细胞.全细胞膜片钳技术记录Pae对兔心室肌细胞Ito的影响前后变化.结果 Pae 100 μg/ml作用心肌细胞5 min,可使Ito明显减小.指令电位为+50 mV时,可使Ito从(41.45±5.89)pA/pF减少到(8.97±2.78)pA/pF,两者之间有显著性差异(n=6,P＜0.01).冲洗15 min后,Ito部分恢复至(39.74±0.82)pA/pF(n=6,P＜0.01,与给药后比较),接近给药前的峰值,表明该药对Ito的抑制作用是可逆的.在50～400 μg/ml范围内,Pae对Ito的抑制作用表现为浓度依赖性,IC50的平均值为101.55 μg/ml.Pae 100 μg/ml使各膜电位水平下Ito减小,I-V曲线下移.Pae不改变Ito稳态激活动力学曲线.但使失活动力学曲线显著左移,即向超极化方向移动,50% Ito失活曲线点分别为(-45.3±3.5)mV和(-81.19±2.9)mV(n=8,P＜0.01),与对照组相比,差异有显著性.同时可使Ito失活后恢复时间延长,用药前后50% Ito恢复时间分别为(20.1±2.5)ms和(45.1±2.2)ms(n=8,P＜0.01),与对照组相比,有显著性差异.结论 Pae对家兔心室肌细胞Ito具有显著的抑制作用,这可能是Pae发挥抗心律失常作用的另一电生理基础.     

丹皮酚对家兔心室肌细胞时外向钾电流的抑制作用

目的 探讨丹皮酚(Paeonol,Pae)对家兔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 用酶解法分离单个兔心室肌细胞.全细胞膜片钳技术记录Pae对兔心室肌细胞Ito的影响前后变化.结果 Pae 100 μg/ml作用心肌细胞5 min,可使Ito明显减小.指令电位为+50 mV时,可使Ito从(41.45±5.89)pA/pF减少到(8.97±2.78)pA/pF,两者之间有显著性差异(n=6,P＜0.01).冲洗15 min后,Ito部分恢复至(39.74±0.82)pA/pF(n=6,P＜0.01,与给药后比较),接近给药前的峰值,表明该药对Ito的抑制作用是可逆的.在50～400 μg/ml范围内,Pae对Ito的抑制作用表现为浓度依赖性,IC50的平均值为101.55 μg/ml.Pae 100 μg/ml使各膜电位水平下Ito减小,I-V曲线下移.Pae不改变Ito稳态激活动力学曲线.但使失活动力学曲线显著左移,即向超极化方向移动,50% Ito失活曲线点分别为(-45.3±3.5)mV和(-81.19±2.9)mV(n=8,P＜0.01),与对照组相比,差异有显著性.同时可使Ito失活后恢复时间延长,用药前后50% Ito恢复时间分别为(20.1±2.5)ms和(45.1±2.2)ms(n=8,P＜0.01),与对照组相比,有显著性差异.结论 Pae对家兔心室肌细胞Ito具有显著的抑制作用,这可能是Pae发挥抗心律失常作用的另一电生理基础.     

大鼠肺动脉平滑肌细胞钾通道的电生理学特性

目的:研究大鼠肺动脉平滑肌细胞钾通道的电生理学特性。方法:用急性酶分离法分离单个大鼠肺动脉平滑肌细胞,采用全细胞膜片钳技术对肺动脉平滑肌细胞钾通道的电生理学特性进行研究。结果:在一定的实验条件下可记录出钙激活性钾电流(Kca)和电压门控性钾电流(Kv)。Kca可被四乙胺阻断,Kv电流由快速失活K+电流(Ka)、缓慢失活钾电流(Kst)和延迟整流K+电流(KDR)以不同比例复合而成,可被四氨基吡啶所阻断。结论:利用膜片钳技术研究发现,低氧通过作用K+通道引起肺动脉平滑肌细胞收缩。     

TNF-α对大鼠离体心肌组织块单相动作电位的影响及机制研究

目的:检测TNF-α对离体心肌组织块单相动作电位时程(MAPD)及离子通道电流的影响,初步探讨心梗后TNF-α诱导电生理异质性致室性心律失常发生的可能机制。方法:在离体大鼠心脏灌流的条件下,分离心肌组织块,电生理实验技术记录在不同浓度TNF-α灌流条件下的MAPD。用酶解法分离大鼠的心室肌细胞,应用膜片钳全细胞技术记录不同浓度TNF-α对单个心室肌细胞Ito和IK1的影响。结果:与对照组相比较,离体心肌组织块心内膜和心外膜MAPD浓度依赖性地随着TNF-α浓度的增加而增大(P<0.05);相同浓度TNF-α对心内膜和心外膜MAPD有不同的影响,尤其显著延长了心内膜的MAPD。经依那西普(TNF-α受体螯合剂)预处理后,相同浓度TNF-α对心内膜和心外膜MAPD影响不同导致的差异显著降低(P<0.05)。将TNF-α作用于大鼠心室肌细胞,与对照组相比较,Ito和IK1电流密度随着TNF-α浓度的增加而降低(P<0.05)。结论:TNF-α对心内膜及心外膜单相动作电位的不同影响可能对急性心梗后室性心律失常的形成有诱导或促进作用,其机制可能与TNF-α浓度依赖性抑制Ito和IK1电流,引起动作电位复极化异常从而诱发折返性心律失常有关。     

炙甘草汤含药血清对家兔心室肌细胞瞬时外向钾电流的抑制作用

目的:探讨炙甘草汤含药血清对家兔心室肌细胞瞬时外向钾电流(Ito)及其动力学的影响。方法:用酶解法分离单个兔心室肌细胞。血清药理学法确定血清中炙甘草汤含药浓度。全细胞膜片钳技术记录炙甘草汤含药血清对兔心室肌细胞Ito的影响前后变化。结果:20%炙甘草汤含药血清作用心肌细胞5min,可使Ito明显减小。指令电位为+50mV时,可使Ito从(43.3±5.89)pA/pF减少到(7.98±2.78)pA/pF(n=6,P<0.01)。该含药血清对Ito的抑制作用可逆。在5%~40%范围内,该含药血清对Ito的抑制作用为浓度依赖性,IC50的平均值为12.18%。20%该含药血清使各膜电位水平下Ito减小,I-V曲线下移。不改变Ito稳态激活动力学曲线,但使失活动力学曲线显著左移。50%Ito失活曲线点分别为(-41.4±3.5)mV和(-79.9±2.9)mV(n=8,P<0.05)。同时使Ito失活后恢复时间延长,用药前后50%Ito恢复时间分别为(18.2±2.5)ms和(44.1±2.2)ms(n=8,P<0.01)。结论:炙甘草汤含药血清对家兔心室肌细胞Ito具有显著的抑制作用,这可能是炙甘草汤抗心律失常的可能电生理基础之一。     

Baclofen对机械分离的大鼠海马锥体细胞GABA-激活电流的抑制作用

在机械分离的海马锥体细胞上,应用全细胞膜片钳技术。证明大多数细胞(88.5％,46／52)对GABA敏感。10-5-10-3mol／L的GABA引起一剂量依赖性、有明显去敏感作用的内向电流。预加3×10-5mol／L baclofen(GABAB受体的特异性激动剂)30 s后再加GABA,84.8％(39／46)的细胞GABA-激活电流被抑制,其中仅有一个细胞(2.2％,1／46)GABA-激活电流幅值增强,13％(6／46)的细胞GABA-激活电流幅值无变化。预加baclofen后,GABA-激活电流量-效曲线明显下移。预加baclofen前后IGABA量效曲线的Kd值非常接近(1.0×10-4 vsl.4×10-4 mol／L)。经saclofen预处理可消除baclofen对GABA-激活电流的抑制。这与我室以往在外周神经元上的研究结果一致。本文结果不仅证明了GABAA和GABAB受体在海马锥体细胞上的共存,而且也证明了GABAB受体激活后对GABAA受体功能抑制这一现象无论在外周或中枢神经系统均具有普遍性。     

灯盏花素对大鼠心室肌细胞瞬间外向和内向整流钾电流的影响

目的：研究灯盏花素对大鼠心室肌细胞膜瞬间外向钾电流（I_to）和内向整流钾电流(I_K1)的影响，在离子通道水平探讨灯盏花素的抗心律失常作用机制。方法： 用急性酶解法获得单个大鼠心室肌细胞，标准的全细胞膜片钳技术记录I_to和I_K1。结果：(1) 灯盏花素呈浓度依赖性抑制I_to，在+50 mV时，0.02、0.05、0.08、0.10 (g· L^-1)灯盏花素分别阻断Ito峰电流(10.07±0.30)%、(27.47±1.25)%、(42.72%±1.30)% 和(56.09±2.10)%，冲洗后可以完全恢复。在+50 mV时，0.10 g·L^-1灯盏花素使峰电流从（29.61±3.40）pA/pF 减少至（13.00±1.80）pA/pF (n=5，P<0.05)。（2）灯盏花素呈电压依赖性抑制I_to，在0～+50 mV,各浓度随电压增加抑制作用明显减弱。（3）0.10 g·L^-1灯盏花素对I_to失活、激活和复活曲线无明显影响。（4）0.10 g·L^-1灯盏花素对I_K1无明显影响。结论： 灯盏花素能够抑制心肌细胞I_to，呈浓度依赖性和电压依赖性，对I_K1无明显影响，这可能是其抗心律失常作用的重要机制之一。     

0.5 mT工频磁场对小鼠海马CA3区锥体神经元延迟整流钾离子通道和动作电位的影响

目的 研究与日常生活密切相关的0.5 mT工频磁场对小鼠海马CA3区锥体神经元的影响.方法 采用急性分离的方法制备小鼠海马CA3区锥体神经元,用0.5 mT、50 Hz磁场对小鼠海马CA3区锥体神经元刺激30 min后,运用全细胞膜片钳技术研究其延迟整流钾通道电流,Ik和动作电位特性.结果 0.5 mT工频磁场照射小鼠海马CA3区锥体神经元30 min后,其电流密度减小,对照组和曝磁组最大电流密度分别为（171.05＋1.32）pA/pF、（139.65±2.37）pA/pF（n=12,P〈0.05）;对照组和曝磁组半数激活电压分别为（7.44±0.64）mV、（34.09＋6.48）mV（n=12,P〈0.05）;斜率因子分别为11.36±0.57、19.97±3.45（n=12,P〈0.05）;动作电位复极化时程APD90由（14.63±0.34）ms延长为（21.74±1.47）ms（n=12,P〈0.05）.结论 0.5 mT工频磁场可使小鼠海马CA3区锥体神经元延迟整流钾通道电流Ik减小,通道开放延迟,通道激活速度减慢,动作电位复极化时间延长.     

Paradox response of frog muscle membrane to changes in external potassium

Applying conventional microelectrode technique the anomalous behaviour of membrane potential in response to changes in [K⁺]_o was demonstrated in normal and cevadine-treated muscles bathed in Cl^–-free medium. Partial repolarization of the cevadine-depolarized membrane and reappearance of the slow membrane potential oscillation (SMPO) were induced by elevating [K⁺]_o from 2.5 mM to 10–20 mM. Both effects were reversed by return to 2.5 mM [K⁺]_o. The K-induced repolarization was markedly reduced by 20 mM Cs⁺, but not by 0.1 mM ouabain, 1 mM 4-aminopyridine, or 1 mM diethyl-pyrocarbonate. The elevation of [K⁺]_o failed to repolarize muscle fibers that had been depolarized only to a small extent. No K-induced repolarization has been observed in Cl^–-containing fluid. In cevadine-free experiments the omission of potassium from the extracellular space in Cl^–-free solution hyperpolarized some of the fibers, while depolarized others. Strong electrical stimuli applied in zero K-zero Cl solution turned all the fibers into depolarized state; on returning to 2.5 mM [K⁺]_o complete repolarization was achieved in most of the fibers. It has been concluded that the paradox response of the muscle membrane to changes in [K⁺]_o can be attributed to the K-dependent conductance changes of the inward rectifier K channel providing an explanation for the plateau-formation of SMPO and for the existence of two stable levels of membrane potential of the skeletal muscle bathed in Cl^–-free medium.     

Sodium channel currents in rat hippocampal NG2 glia: characterization and contribution to resting membrane potential

We have recently reported that most of NG2 glycoprotein expressing glial cells, or NG2 glia, in rat hippocampus persistently express sodium channel currents (I_Na) during development, but little is known about its function. We report here that hippocampal NG2 glia recorded in either acute slices or freshly isolated preparations from postnatal days (P) 7–21 rats express low density I_Na (9.5–15.7 pA/pF) that is characterized by a fast activation and rapid inactivation kinetics with a tetrodotoxin (TTX) IC₅₀ value of 39.3 nM. The I_Na expression correlated with a 25 mV more depolarized resting membrane potential (RMP) as compared with non-I_Na-expressing GLAST(+) astrocytes in situ at the same age. In the presence of the sodium channel blocker TTX (0.1 μM), these depolarized RMPs were negatively shifted by an average of 19 mV and 16 mV for I_Na-expressing glia recordings from in situ and freshly isolated preparations, respectively. The I_Na expressing glia actually showed a positive RMP (+12 mV) in the absence of potassium conductance that was inhibited to 0 mV by 0.1 μM TTX. Analysis of the I_Na activation/inactivation curves yields an I_Na “window current” at −40±20 mV, implying a persistent I_Na component being active around the NG2 glia RMP of −45 mV. According to the constant-field equation analysis, this active I_Na component leads to a pNa/pK ratio of 0.14 at RMP which is threefold higher than astrocytes (0.05). These results indicate that a TTX sensitive I_Na component in NG2 glia contributes significantly to the depolarized NG2 glia RMP in the developing brain.     

葛根素对大鼠海马CA1区锥体细胞L-型钙通道的影响

目的:观察不同浓度葛根素对大鼠海马CA1区锥体细胞L型钙离子通道的作用。方法:采用酶加机械分离的方法,急性分离出成年大鼠海马CA1区锥体细胞后,将含有锥体细胞的细胞悬液滴加于盖玻片上,待贴壁后选取符合实验条件的细胞,运用膜片钳单通道技术记录同一钳制电压下离子通道活动情况。结果:低浓度葛根素(1.2,2.4mmol·L-1)对L型钙离子通道的活动无明显影响;浓度达到4.8,9.6mmol·L-1时,L型钙离子通道平均开放时间由对照组的11.773±4.838ms分别减少到7.948±2.513ms和4.533±0.828ms(P<0.05),浓度进一步增加到19.2mmol·L-1时,通道平均开放时间降至3.042±0.792ms(P<0.05)。当葛根素达到一定浓度(4.8,9.6mmol·L-1)时,通道开放概率由对照组的0.0011±0.0001分别减小到0.00053±0.00018和0.00032±0.00013(P<0.05),随着浓度的进一步增加(19.2mmol·L-1),开放概率降至0.00021±0.00009(P<0.05)。总体而言,葛根素可以抑制单个大鼠海马CA1区锥体细胞L型钙离子通道活动,减少通道开放时间,降低通道开放概率。结论:葛根素可以抑制大鼠海马CA1区锥体细胞L型钙离子通道,减少通道开放时间,降低通道开放概率,并成浓度依赖性。提示临床上葛根素治疗缺血性中风可能与其抑制神经细胞L型钙离子通道的开放,防止钙超载有关。     

氟伐他汀对心肌缺血兔颈上神经节神经元延迟整流钾通道特性的影响

目的 探讨氟伐他汀对心肌缺血情况下支配心脏的颈上交感神经节(SCG)神经元电生理特性的影响.方法 利用异丙肾上腺素皮下注射(85 mg·kg-1 ·d-1,共2d)制作兔急性心肌缺血模型,通过全细胞膜片钳技术研究对照组、心肌缺血组及氟伐他汀(10 mg· kg-1·d-1,共7d)干预组的SCG神经元延迟整流钾通道特性的改变.结果 对照组、缺血组和氟伐他汀干预组的兔SCG神经元的延迟整流钾通道最大峰值电流幅值分别为(80.80±22.80) pA/pF、(154.93±31.56) pA/pF、(119.82±24.82)pA/pF,3者的半数激活电压分别为(9.86±0.57)mV、(12.36±1.09) mV和(9.52±0.49) mV,斜率因子分别为(19.66±0.75)mV、(27.33±1.64) mV和(17.76±0.61) mV.急性心肌缺血使SCG神经元延迟整流钾通道电流(IK)幅度增大,氟伐他汀的干预可一定程度上使这种增大的电流有所减小.同时,氟伐他汀干预可使心肌缺血组移动的激活曲线向对照组方向移动.结论 心肌缺血情况下SCG神经元延迟整流钾通道特性产生的变化可一定程度上通过氟伐他汀的干预得到修复,这可能是氟伐他汀治疗心脏疾病的机制之一.     

Molecular basis for genistein-induced inhibition of Kir2.3 currents

Inwardly rectifying potassium channels play an important role in the maintenance of membrane potential in neurons and myocardium. Identification of functional regulation mechanisms concerning these channels may lead to the development of specific modulators for these channels. Genistein is an isoflavone with potent inhibitory activity on protein tyrosine kinase. In this study, we have found that among three members of the Kir family (Kir2.3, Kir2.1, and Kir3.4* [a highly active mutant of Kir3.4, Kir3.4-S143T]) we tested, genistein significantly inhibited Kir2.3 currents. Using the two-electrode voltage clamp technique, we have demonstrated that micromole concentrations of genistein concentration-dependently and reversibly inhibited the currents of Kir2.3 channel expressed in Xenopus oocytes with an IC₅₀ of 16.9 ± 2.8 μM. Using the whole-cell patch-clamp technique, genistein also inhibited the currents of Kir2.3 channel expressed in HEK293 cells with an IC₅₀ of 19.3 ± 3.2 μM. Genistein had little or no effect on Kir2.1 and Kir3.4* currents. The effect of genistein on Kir2.3 currents was not affected by vanadate, a potent protein tyrosine phosphatase inhibitor. Furthermore, the effect of genistein was not mimicked by daidzein, an inactive analogue of genistein, or another potent tyrosine kinase inhibitor, tyrphostin 23. Chimeras between Kir2.3 and Kir2.1 channels were constructed to identify molecular basis that distinguished the effect of genistein on these channels. It was found that the transmembrane domains and the pore region of Kir2.3 channel were important determinant for high sensitivity for genistein inhibition.