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硫化氢对大鼠心功能的影响及其离子通道机制

作　者: 王晓晨
导　师: 袁文俊；任安经
学　校: 宁夏医科大学
专　业: 生理学
关键词: 硫化氢 心功能 心室肌细胞 膜片钳 L型钙电流 钠钙交换电流 ATP敏感性钾通道电流
分类号: R363
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


H2S是一种内源性气体信号分子,在心血管系统中发挥着重要的生理和病理作用。已有报道H2S可抑制心肌细胞L型钙通道,还可浓度依赖性地降低离体灌流大鼠心脏的心功能。但灌流实验并未钳制离体大鼠心脏的心率,而心率的变化对心功能也会产生影响,此外我们在预实验中发现低于生理浓度的H2S有改善心脏的舒张功能。因此研究低浓度H2S对心脏的保护作用和机制具有重要意义。目的本工作在离体灌流大鼠心脏观察在固定心率情况下,硫化氢对大鼠心脏冠脉流量及心功能的影响;以急性分离的大鼠心肌细胞为模型,应用膜片钳技术,观察硫化氢对心肌细胞L型钙通道电流（ICa,L）、钠钙交换电流（INaCa）、ATP敏感钾通道(IKATP)等电流的影响,以进一步明确硫化氢对心肌舒缩功能的影响及其离子电流机制。方法离体SD大鼠心脏采用Langendorff系统用KH液进行逆行恒压（80cmH2O）灌流,并固定离体心脏心率。观察不同剂量NaHS对左室收缩压（LVSP）、左室舒张末压（LVEDP）、左心室内压最大上升/下降速率（±dp/dtmax）,冠脉流量（CF）的影响。以LVSP和LVEDP差值作为左室发展压（LVDP）。应用酶解法分离心肌细胞,用膜片钳技术记录单个心肌细胞ICa,L、INaCa、IKATP,给药组以不同浓度NaHS的细胞外液灌流心肌细胞5 min;对照组直接以细胞外液灌流5 min,记录并观察电流曲线的变化。结果1、硫化氢对离体大鼠心脏功能的影响:给药前平衡灌流期间,各实验组冠脉流量和各项心功能观察指标基本保持稳定,各组间所测指标无显著差异。对照组灌流KH液15min,LVEDP为7.06±0.42mmHg,12.5、25μmol/L（低于生理浓度）NaHS组,灌流15min,LVEDP分别为5.88±0.97mmHg和5.42±0.88 mmHg,显著性低于对照组（P<0.01,n=8）; 50μmol/L（生理浓度）NaHS组,LVEDP无明显变化,与对照组相比无显著差异（P>0.05,n=6）,100和200μmol/L NaHS组, LVEDP显著升高,分别达15.22±3.34 mmHg、24.81±3.61 mmHg。NaHS 12.5、25μmol/L组冠脉流量增加,NaHS 50、100和200μmol/L组冠脉流量呈时间依赖性下降。以上提示,在心率固定的条件下,低浓度的NaHS可能对冠脉有扩张作用,因而冠脉流量增加。NaHS 25μmol/L（n=8）,50、100和200μmol/L（n=6）灌流15 min,LVDP均降低,分别下降10±6%、19±2%、51±5%和76±6%;+dp/dtmax的抑制百分数分别为16±4%、23±10%、52±10%和65±9%;-dp/dtmax的抑制百分数分别为17±4%、23±11%、61±6%、74±5%,分别与空白对照组相比较,有显著性差异（P<0.05）。以上结果表明,NaHS能够浓度依赖性地抑制离体大鼠心脏的收缩功能。2、硫化氢对大鼠心肌细胞L型钙电流的影响:硫化氢呈浓度依赖性抑制大鼠心肌细胞ICa,L,6.25μmol/LNaHS灌流1 min和5min后,ICa,L分别下降4±2%、8±3%,12.5μmol/LNaHS灌流1 min和5min后,ICa,L分别下降8±3%、14±5%,与空白对照组相比虽无统计学意义,但此浓度对ICa,L已经有一定的抑制作用。25、50、100和200μmol/L NaHS灌流1 min后,ICa,L分别下降13±2%、19±2%、23±4%和27±5%,与对照组的3±1%相比均有统计学差异（P <0.05, n=8）;灌流5 min后,ICa,L分别下降22±4%、25±3%、29±7%和52±9%,均显著高于对照组的6±2%（P <0.01, n=8）。200μmol/L NaHS灌流1 min后IV曲线明显上移,但不改变ICa,L的电压依赖关系和反转电位。对照组ICa,L激活曲线的半激活电位为-19.52±0.54 mV,斜率为4.85±0.52 mV;200μmol/L NaHS灌流灌流1 min后半激活电位为-19.03±0.59 mV,斜率为5.43±0.55 mV,二者比较尚无统计学意义（P >0.05, n=8）。对照组ICa,L失活曲线半失活电位为-23.61±0.15 mV,斜率为5.32±0.13 mV;200μmol/L NaHS灌流灌流1 min后半失活电位为-24.57±0.15 mV,斜率为5.44±0.13,二者无明显区别（P>0.05, n=8）。上述结果表明上述浓度硫化氢不改变L型钙通道激活和失活的门控特点。3、硫化氢对大鼠心肌细胞钠钙交换电流的影响:硫化氢对正、反向钠钙交换电流均有增大作用。给予浓度为6.25、12.5、25、50、100、200μmol/L的NaHS 5min后,正向INaCa比给药前分别增大15±6%、20±5%、33±8%、16±4%、25±3%、29±7%,均显著高于对照组(（P<0.05,n=10）,6.25、12.5、25、50、100、200μmol/L组反向INaCa分别增大2±1%、6±3%、10±2%、11±2%、21±4%、25±3%,后五组与对照组比较显著增大（P<0.05,n=10）,对照组单纯给予细胞外液5 min后正、反向INaCa分别减小5±2%和3±2%。4、硫化氢对大鼠心肌细胞ATP敏感性钾通道电流的影响:在由50 mV到-100 mV持续125 ms的斜坡刺激下记录心肌细胞KATP通道电流。给予pinacidil后该电流明显增加,并且能被glibenclamide阻断(说明该电流是IKATP)。50、100和200μmol/L NaHS不能使KATP通道开放。400、800和1600μmol/L NaHS能使KATP通道开放,ATP敏感钾通道开放后的电流密度分别为17.25±8.45 pA/pF、20.33±8.56 pA/pF和22.87±6.23 pA/pF。各组间比较无显著差异（P>0.05, n=8）。表明较高浓度的NaHS才能开放KATP通道,但此浓度已经达到显著抑制心肌细胞膜L型钙通道。结论高于正常生理浓度的NaHS可以浓度依赖性地抑制离体灌流大鼠心脏心功能,低浓度的NaHS能改善心肌舒张功能。NaHS可以浓度依赖性地抑制急性分离的大鼠心肌细胞膜上的L型钙通道电流,在没有改变钙离子通道动力学特征的情况下减少了通道开放时的外钙内流,从而减弱了心肌细胞的收缩功能。低浓度的NaHS可以增大大鼠心肌细胞的正向钠钙交换电流,提示低浓度的NaHS对心肌舒张功能的改善可能部分是通过增加正向钠钙交换电流实现的。高浓度的NaHS可以使急性分离的大鼠心肌细胞ATP敏感性钾通道开放,而低浓度的NaHS能抑制心肌细胞L型钙通道从而抑制心肌细胞收缩可能和其是ATP敏感性钾通道开放剂的作用没有关系。

全文目录


摘要  4-7
ABSTRACT  7-13
前言  13-15
第一部分 H_2S 对离体灌流大鼠心脏心功能的影响  15-31
  前言  15
  材料与方法  15-18
  结果  18-29
  讨论  29-31
第二部分 H_2S 对心肌细胞离子通道电流的影响  31-61
  前言  31
  材料与方法  31-35
  结果  35-57
  讨论  57-61
结论  61-62
参考文献  62-67
综述：硫化氢心肌保护作用的研究进展  67-77
  参考文献  74-77
致谢  77-78
发表论文  78-79
个人简历  79

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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 病理学 > 病理生理学
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