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心肌兴奋-收缩偶联在心力衰竭中的研究进展
心肌兴奋-收缩偶联(ECC)是心脏电活动转换成机械收缩的过程,Ca2释放通道(RyR2)在ECC中起核心作用.Ca2+和Na+转运参与ECC的全过程.Ca2+转运蛋白和细胞内激酶与心力衰竭的发生发展密切相关,Ca2转运的改变常发生在心功能衰竭之前.Ca2+转运与Na+转运相互影响,细胞内Na+转运因细胞内Na+浓度和晚钠电流增加而受到干扰,舒张期Ca2持续增加导致舒张功能障碍,并诱导心律失常.
关键词： 兴奋-收缩偶联 钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶 钙转运 钠转运 -
N-乙酰半胱氨酸对大鼠压力负荷型心肌肥厚的作用
目的 探讨抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)对大鼠慢性压力负荷型心肌肥厚的影响及其相关机制.方法 7～8周龄雄性SD大鼠30只随机分成5组:假手术组、模型组、NAC 100 mg/(kg·d)组、NAC 300 mg/(kg·d)组、假手术+NAC 300 mg/(kg·d)组,每组6只,采用腹主动脉缩窄术制作压力负荷型心肌肥厚模型.于手术3d后NAC灌胃:100 mg/(kg·d)组、NAC 300 mg/(kg·d)组及假手术+NAC 300 mg/(kg·d)组；假手术组和模型组给予相应体积蒸馏水.用药8周后,无创动脉血压仪检测鼠尾动脉血压,并行心脏超声检测,HE染色检测心肌肥厚情况并比较各组动物心肌细胞横截面积,荧光测定法检测线粒体反应性氧族(ROS)水平,Western blot检测心肌NADPH氧化酶4(NOX4)以及有活性的钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶CaMKⅡ(p-CaMKⅡ/CaMKⅡ)表达的变化.结果 心脏超声检测发现模型组大鼠出现明显心肌肥厚,模型组大鼠与假手术组相比,心肌细胞横截面积增加[(10741.24±486.23)比(5490.55±244.96)μm2,P＜0.05],线粒体ROS水平升高[(0.77±0.10)比(0.34±0.08)U/(s·m),P＜0.05],心肌组织NOX4和p-CaMKⅡ的表达增加(均P＜0.05)；NAC明显逆转了腹主动脉缩窄引起的心肌肥厚,减小心肌细胞横截面积[NAC 100 mg/(kg·d)组(8088.16±103.68)μm2、NAC 300 mg/(kg·d)组(7297.96±213.92)μm2比模型组(10741.24±486.23)μm2,均P＜0.05],降低了线粒体ROS生成速率[NAC100mg/(kg·d)组(0.46±0.06)U/(s· m)、NAC 300 mg/(kg·d)组(0.47±0.04)U/(s·m)比模型组(0.77±0.10)U/(s·m),均P＜0.05],有效抑制了压力负荷诱导的NOX4及p-CaMKⅡ表达上调(P＜0.05).结论 氧化应激与CaMKⅡ信号系统共同参与了压力负荷型心肌肥厚过程,NAC通过抗氧化作用,抑制CaMKⅡ表达上调而达到改善心肌肥厚的效应.
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不同G蛋白耦联受体激酶对β-肾上腺素受体诱导心肌钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ活化的影响
目的：探讨不同G蛋白耦联受体激酶( GRK)对β-肾上腺素受体(β-AR)诱导的心肌钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ( CaMKⅡ)活化的影响。方法雄性小鼠(体质量20~28 g)分为野生对照组( WT：SPF 级 C57BL/6小鼠,作为阳性对照)、GRK2,3,5,6基因敲除组( GRK2KO、GRK3KO、GRK5KO、GRK6KO)和β1、2-AR突变组[GRK(-)：β-AR缺乏GRK磷酸化位点,作为阴性对照]。各组小鼠分别给予异丙基肾上腺素( ISO)刺激或等量生理盐水2周,断颈处死动物,切取左心室并剥离粘连组织,经液态氮处理后贮存于-80℃。 Western blot 用于检测有活性的 CaMKⅡ( p-CaMKⅡ Thr286/T-CaMKⅡ)的表达变化；采用ELISA方法检测心肌匀浆 CaMK Ⅱ活性；HE染色检测心肌细胞组织学变化。结果给予 ISO 刺激后,与阳性对照 WT 小鼠变化相同, GRK2KO, GRK3KO和GRK6KO小鼠心肌组织中p-CaMKⅡ表达水平明显增加(ISO刺激与非刺激小鼠比较,均为P﹤0.05),而GRK5KO与阴性对照GRK(-)小鼠变化相同,ISO刺激组与非刺激组相比心肌组织中p-CaMKⅡ表达无明显增加；ELISA检测也发现,ISO刺激后WT及GRK2KO, GRK3KO, GRK6KO小鼠心肌组织匀浆的 CaMK Ⅱ活性显著增加( ISO 刺激与非刺激小鼠比较,均为 P ﹤0.05),而GRK5KO及GRK(-)小鼠ISO的CaMKⅡ活性无明显增加。 HE染色发现,WT小鼠ISO刺激与非刺激组相比心肌横截面积明显增大[(1388.2±270.3)μm2比(825.5±414.9)μm2,P﹤0.05],GRK5KO小鼠 ISO 刺激组与非刺激组比较,心肌横截面积无明显差异[(837.1±112.8)μm2比(883.5±235.9)μm2,P﹥0.05]。结论 GRK5对β-AR诱导的CaMK Ⅱ激活是必要的；GRK5基因敲除可能通过引起CaMKⅡ表达改变而改善β-AR持久兴奋诱导的心肌肥厚。
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CaMKⅡ抑制剂阻抑脊髓背角C纤维诱发电位LTP的诱导和早期维持
目的:探讨钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(calmodulin-dependent protein kinase Ⅱ,CaMKⅡ)的高特异性抑制剂(autocamtide-2-related inhibitory peptide,AIP)在脊髓背角C纤维诱发电位长时程增强(long-term potentiation,LTP)的诱导和维持中的作用.方法:用单方波(10～20 V,0.5 ms,1 min/次)刺激左侧坐骨神经,细胞外记录脊髓背角诱发电位.强直刺激(40 V,0.5 ms,100 Hz,持续1 s,以10 s间隔重复4次,)坐骨神经诱导背角C纤维诱发电位LTP.在LTP诱导前后,在暴露的脊髓表面局部给予AIP,观察其对LTP的影响.结果:(1)200 μmol/L的AIP不影响脊髓背角C纤维诱发电位的幅度(n=4),但在强直刺激前30 min给予同样浓度的AIP可完全阻断脊髓背角LTP的诱导(n=5).(2)200 μmol/L的AIP呈时间依赖性翻转脊髓背角LTP.在LTP诱导后30 min给予AIP,LTP逐渐降低,于3 h降至对照水平(n=6);在LTP诱导后1 h脊髓局部给予AIP,10例动物中有7例LTP被抑制;但同样浓度的AIP,在LTP诱导后3 h,不能翻转业已建立的LTP(n=6),且增加AIP的浓度至500μmol/L也不能抑制脊髓背角LTP.结论:CaMKⅡ参与脊髓背角C纤维诱发电位LTP的诱导和早期维持,但AIP对晚期LTP无抑制作用.
