非离子通道阻滞剂的抗心律失常作用

非离子通道阻滞剂的抗心律失常作用
非离子通道阻滞剂的抗心律失常作用

非离子通道阻滞剂的抗心律失常作用

传统的抗心律失常药主要依赖于阻断Na+、K+、ca2+离子通道,包括I类、Ⅲ类和Ⅳ类抗心律失常药。由于多数治疗剂量的离子通道阻滞剂在患有器质性心脏病的患者中同时具有致心律失常的副作用,临床使用受到限制。近年来研究发现,心脏的机械牵张、炎症、氧化应激,心房肌细胞代谢,细胞外基质的重构和纤维化等也参与了心律失常的发生过程,已成为心律失常治疗的新靶点。非离子通道阻滞剂将成为心律失常治疗的重要药物,主要包括β受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素受体拮抗剂、他汀类药物、多聚不饱和脂肪酸等。由于这些药物的抗心律失常作用基于对参与心肌细胞电学和结构重构的受体和细胞信号转导途径的干预,它们不直接阻滞离子通道,无致心律失常的副作用,且对心律失常具有早期预防作用,近年来成为研究的新动向,又称之为“心律失常的上游治疗”。

一、β受体阻滞剂

β受体阻滞剂虽为Ⅱ类抗心律失常药,本身不直接阻断离子通道,却是惟一被大型临床试验证实能够降低器质性心脏病患者猝死的药物,能降低心肌梗死后患者30%的猝死风险,早期应用可降低慢性心力衰竭(心衰)患者30%的全因病死率。

二、血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensin

convertingenzyme inhibitors,ACEIs)/血管紧张素受体拮抗剂(angiotensin receptor blocker,ARBs)

肾素.血管紧张素.醛固酮系统的持续激活能够导致心脏重构,也是心律失常发生的重要原因,尤其是其中间产物血管紧张素Ⅱ具有很强的致心律失常作用。首先,心房肌细胞的血管紧张素Ⅱ受体多于心室肌细胞,血管紧张素Ⅱ增加心房压力,导致心房牵张,使心房不应期缩短和心房内传导时间延长,从而使房性快速型心律失常的发生率增加。其次,血管紧张素Ⅱ显著增加心房和心室肌细胞的钙超载,在缺血时容易诱发再灌注心律失常。此外,血管紧张素Ⅱ促进心肌纤维增生,降低胶原酶的活性,使心肌的顺应性下降,这些改变均为折返性心律失常的发生提供了条件。而血管紧张素Ⅱ来源于血管紧张素转换酶途径和血管紧张素受体途径。因此,应用ACEIs和ARBs阻断血管紧张素Ⅱ的生成已成为心律失常治疗的新靶点,ACEIs和ARBs已经在心律失常尤其是房颤的治疗中逐渐受到重视。

三、他汀类药物

炎症反应是房性心律失常产生和维持的重要因素。25%一40%房颤的发生与心房炎症有关,尤其是术后房颤;而房性快速型心律失常的维持也常常与心房炎症瘢痕形成有关。近年来,他汀类药物即羟甲戊二酰辅酶A(HMG—CoA)还原酶抑制剂降脂之外的抗心律失常效应在临床试验中得到了证

实,该类药物不仅能够预防房颤,还可以降低心衰患者发生恶性心律失常和猝死的风险。

四、多聚不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)

从深海鱼油中提取的PUFAs如二十碳五烯酸(eicosapentaenoic Acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)是对人体有益的不饱和脂肪酸,摄人后主要积聚于大脑、心脏细胞膜磷脂中。近年来的研究显示,PUFAs具有抗心律失常和降低猝死的作用。

综上所述,单独使用非离子通道阻滞剂的抗心律失常作用相对较弱,联合其他药物则能够更好的发挥其抗心律失常和预防猝死的效应。随着循证医学研究的发展,非离子通道阻滞剂的抗心律失常作用将会越来越受到重视。但还应当注意的是,上述非离子通道阻滞剂的抗心律失常作用除β受体阻滞剂有充分的临床试验证据之外,其余药物尚缺乏大规模前瞻性随机安慰剂对照试验的证据,目前的临床应用地位仍有待论证。

基础与临床心律失常B1

基础与临床心律失常 一、单选题 1、约60%的窦房结动脉源于: A.左主干; B.左冠状动脉; C.右冠状动脉; D.左回旋支; E.冠状静脉 答案:C 2、房室结的血供90%来源于: A.左主干; B.左冠状动脉; C.右冠状动脉; D.左回旋支; E.冠状静脉 答案:C 3、下列叙述哪一项是错误的: A,希氏束起源于房室结; B.长约15 mm; C.通过中心纤维体骑跨在室间隔顶部; D.通常行走于室间隔膜部的右侧; E.往下分为左右束支 答案:D 4、以下哪种心律失常时听诊心律不规则:c a.房扑4:1传导 b.房颤伴III度房室传导阻滞 c.莫氏I型房室传导阻滞 d. 莫氏II型房室传导阻滞2:1传导 5、.以下哪种疾病不引起上肢静脉压升高:d a.右心衰竭 b.上腔静脉综合征 c.缩窄性心包炎 d.肝硬化 6、.I度房室传导阻滞患者心尖部听诊可能发现:b a.第一心音亢进 b.第一心音降低

c.第二心音亢进 d.第二心音降低 7、下列各项中容易引起晕厥(或阿-斯综合征)的是:c a.完全性右束支传导阻滞 b. 完全性左束支传导阻滞 c.完全性房室传导阻滞阻滞 d.室上性心动过速 8、以下哪种心律失常时听诊心律不规则:d a. 室扑4:1传导 b.房颤伴III度房室传导阻滞 c.室上速 d.II度(文氏型)房室传导阻滞 9、关于房颤的心室率控制以下那项是正确的: A.常选用心律平控制心室率; B.静息时控制在60-80次/分, 中等运动量90-115次/分; C.无必要选用动态心电图来评估室率控制; D.抗凝治疗; E. 无必要选用6分钟步行试验来评估室率控制 答案:B 10、以下除外哪一项均需华法令抗凝: A.TIA; B.卒中史; C.人工心脏瓣膜; D.高血压; E.糖尿病 答案: D 11、如果心动过速时一个或多个室性期前刺激提前希氏束激动60-80ms以上而不改变心房激动时间,支持诊断: A.室速;B.AVRT;C. AVNRT;D.房速;E.窦速 答案:D 12、女性, 36岁, 发作性心悸3小时就诊。查体:心率220次/分,节律规整。按压右侧颈动脉窦数秒钟, 心率突然降为76次/分, 患者自觉症状缓解。该患者最可能的诊断为: A. 阵发性房性心动过速; B. 阵发性室性心动过速; C.阵发性室上性心动过速; D.阵发性房颤;E窦速 答案:C 13、对阵发性室上速伴心功能不全者以下哪项选择是正确的: A.心律平;B维拉帕米;C.地尔流卓;D.西地兰;E.美多心安

抗心律失常药物分类、作用机制和用法

抗心律失常药物分类、作用机制和用法 一、抗心律失常药物分类、作用机制和用法 药物一直是防治快速心律失常的主要手段,奎尼丁应用已近百年,普鲁卡因胺应用也有50年历史。60年代,利多卡因在心肌梗死室性心律失常中得到广泛的应用。到80年代,普罗帕酮、氟卡尼等药物的应用,使Ⅰ类药物发展到了顶峰。 90年代初,CAST结果公布,人们注意到在心肌梗死后伴室性期前收缩 的患者中,应用Ⅰ类药物虽可使室性期前收缩减少,但总死亡率上升。由此引起了人们重视抗心律失常药物治疗的效益与风险关系 ,并开始注意Ⅲ类药物的发展。 (一)抗心律失常药物分类 抗心律失常药物现在广泛使用的是改良的VaughanWilams分类,根据药物不同的电生理作用分为四类 (表1)。一种抗心律失常药物的作用可能不是单一的 ,如索他洛尔既有β受体阻滞(Ⅱ)作用,又有延长QT间期(Ⅲ类)作用 ;胺碘酮 同时表现Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类的作用,还能阻滞α、β受体;普鲁卡因胺属Ⅰa类,但它的活性代谢产物N-乙酰普鲁卡因胺(NAPA)具Ⅲ类作用;奎尼丁同时兼具Ⅰ、Ⅲ类的作用。可见以上的分类显得过于简单,同时还有一些其他抗心律失常药物未能包括在内。因此 ,在19 91年国外心律失常专家在意大利西西里岛制定了一个新的分类,称为“西西里岛分类”(Siciliangambit)。该分类突破传统分类,纳入对心律失常药物作用与心律失常机制相关的新概念。“西西里岛分类”根据药物作用的靶点,表述了每个药物作用的通道、受体和离子泵,根据心 律失常不同的离子流基础、形成的易损环节,便于选用相应的药物。在此分类中,对一些未能归类的药物也找到了相应的位置.该分类有助于理解抗心律失常药物作用的机理,但由于心律失常机制的复杂性,因此西西里岛分类难于在实际中应用,临床上仍习惯地使用VaughanWilams分类。药物作用的通道、受体及主要电生理作用见表 1。 表 1 抗心律失常药物分类

常用抗心律失常药 总结版

(一)ⅠA类——奎尼丁(适度阻滞Na+通道) 药理作用:抑制Na+内流,亦减少K+外流。 自律性下降,传导减慢,有效不应期延长 广谱抗心律失常药,尤其是房颤、房扑的复律治疗及其后的维持窦性心律。 对植物神经的影响:α受体(-),M受体(-) 奎尼丁不良反应: 药理作用引起的:(1)心律失常:传导阻滞——心动过缓或室性早搏; (2)复极过长——早后除极(EAD)——多形性(尖端扭转行)室性心动过速甚至奎尼丁晕厥 药物本身引起:(1)金鸡钠反应:耳鸣、头痛、恶心、呕吐、腹痛、腹泻、视力及听力减退等。 (2)过敏反应

(二)ⅠB类——利多卡因、苯妥英钠、美西律(轻度阻滞Na+通道) 利多卡因: 药理作用:抑制Na+内流,促进K+外流 降低自律性:浦肯野纤维,抑制4相Na+内流所致; 传导性:治疗剂量时,正常心肌无影响,缺血心肌(抑制Na+内流)减慢,对血钾降低或受损而部分除极心肌的心肌,因促进K+外流使浦肯野纤维超极化,加速传导; 有效不应期:相对延长,阻止2相Na+内流所致。 主要用于防治各种室性快速性心律失常。如:室早,室速,室颤。是治疗急性心梗引起的室性心律失常的首选用药。此外,对各种器质性心脏病引起的室性心律失常均可使用。 苯妥英钠:

药理作用与利多卡因类似 与强心苷竞争Na+--K+--ATP酶,是强心苷中毒引起的室性心律失常的首选药。 对传导的抑制作用较利多卡因弱,尤其适用于伴房室传导阻滞的强心苷中毒。 体内过程不如利多卡因好控制,可以口服,注射剂刺激性较强,副作用较多。 (三)ⅠC类——普罗帕酮、氟卡尼(重度阻滞Na+通道) 能明显降低0相上升最大速率而减慢传导速度。抑制4相Na+内流而降低自律性。 广谱,对室上性和室性心律失常均有效。 有致心律失常作用,增加病死率,近年主张作为二线抗心律失常药使用。 (四)Ⅱ类——普萘洛尔(心得安)、美托洛尔 药理作用: 抑制交感兴奋,抑制Ca+、Na+内流,促进K+外流。 ①β受体(-); ②降低自律性:窦房结、房室结; ③传导性(高浓度)减慢:较大剂量有膜稳定作用,减慢0相上升最大速率; ④对房室结ERP有明显延长作用。

植物钾的吸收与调节(综述)

河北科技师范学院 本科毕业论文文献综述植物钾的吸收与调节 院(系、部)名称:生命科技学院 专业名称:农业资源与环境 学生姓名:高丹 学生学号:0114070105 指导教师:刘微 2010年 5 月 25 日 河北科技师范学院教务处制

摘要 钾是植物生长发育所必需的矿质元素之一。钾吸收调控在生理学及分子生物学方面已取得了很多研究成果,综述了近年来钾素的吸收、影响因素及其调控三个方面的研究进展。 关键词:钾;吸收;影响因素;调节 钾是植物生长发育所必须的矿质营养元素之一,钾离子广泛分布于植物各组织器官中,是植物体内含量最丰富的一价阳离子。钾元素在植物生长过程中起着非常重要的作用,它参与植物生长发育中许多重要的生理生化过程。钾在植物体内无有机化合物,主要以离子形态和可溶性盐存在,或者吸附在原生质表面上。植物体内钾离子浓度往往比其它离子高,而且远远高于外界环境中的有效钾浓度[1]。全世界130 亿公顷土壤中,受到养分胁迫的占22.5%,仅有10.1%是无胁迫或轻度胁迫的土壤,其中在养分胁迫中约有40%的土壤缺钾[2]。中国1/3 左右耕地缺钾或严重缺钾,在热带和亚热带地区土壤缺钾现象尤为严重[3]。而钾作为品质元素,对于提高作物产量、改善作物品质起着非常重要的作用。近几年来,钾肥价格飙升,从而使土壤缺钾成为制约中国农业生产的严重问题之一。 1 K+的生理功能 K+是植物细胞中含量最丰富的阳离子之一,对生物体具有重要的生理功能。土壤中增施钾肥能显著影响树体的生长,增加植物组织中K+ 含量,对生长的影响系数为0. 709 ,对树体整体影响系数为0. 56[4]。K+ 能促进细胞内酶的活性。细胞内有50 多种酶或完全依赖于K+ ,或受K+ 的激活,如丙酮酸激酶、谷胺合成酶、62磷酸果糖激酶等都能被K+ 激活[5]。K+ 对酶的激活同其他一价阳离子一样都是通过诱导酶构象的改变,使酶得以活化,从而提高催化反应的速率,在某些情况下K+ 能增加酶对底物的亲和力,K+ 对膜结合A TP酶也有激活作用,K+ 可能参与tRNA 与核糖体结合过程中的几个步骤,参与蛋白质的合成[6]。K+ 在细胞内外不同浓度的分布是形成细胞跨膜电势的一个重要原因。作为植物细胞中最丰富的阳离子,K+ 是平衡负电荷的主要阳离子因而对阴离子(如NO-3 、苹果酸根等)的长距离运输也十分重要[7]。K+ 能调节植物体的许多生理功能,如增强植物光合作用,增强植株体内物质合成和转运,提高能量代谢等。在非盐生植物中,K+ 在细胞的渗透调节中起着重要作用,如气孔保卫细胞中的K+ 与相伴随的阴离子浓度变化是引起气孔运动的主要原因[8]。 酚类物质与植物病害的关系密切,近年来国内外的研究十分活跃。酚类物质是植物重要的次生代谢物质,参与许多生理过程如氧化还原反应、木质化形成、刺激反应和对毒素活性的反应等[9]。酚类物质中的肉桂酸、香豆素、咖啡酸、阿魏酸、绿原酸等单元酚都

心律失常

心律失常 心脏病变时,心内神经递质系统,尤其是肾上腺素能受体通路有不同 水准的损害。心力衰竭时受体功能异常是致心律失常以及心功能损害 的重要中介因素。受体通过调节各种离子通道(Na+、Ca2+、K+、Cl-通道)改变细胞内外离子浓度,影响细胞电活动,易致传导性改变或产生 后除极而诱发各种心律失常。利用遗传性猝死狗模型证实了室性心律 失常发生的机制为浦肯野纤维早期后除极诱发的触发活动[1]。 现就当前涉及心律失常与受体、心律失常遗传基础及传导系统相关研 究作一概述。 一、β肾上腺素能受体 1.β肾上腺素能受体(β受体)在传导系统的分布窦房结、心房内、 房室结、希氏束和心室内传导系统均有β1、β2受体分布。窦房结内 β1、β2受体均高于周围心房肌,房室结内β2受体最高。希氏束 β1受体最低,希氏束、房室间隔β2受体最低。另外传导系统各部位β1、β2受体密度不一致。窦房结与心房内均以β1受体为主,但窦 房结中β2受体为心房的2.5倍,与窦房结特殊的生理功能相一致[2]。希氏束内β2受体比例最高,占(72±6)%,房室结为(51±3)%,房室间隔均为(36±1)%。心室肌与冠状动脉相比,其β受体与G蛋白 耦联更牢固[3],可能与心室肌以β1肾上腺素能受体为主而冠状动 脉以β2受体为主的亚型分布差异相关。 关于年龄对344只Fisher大鼠β受体影响的研究发现,随年龄增长,房室结β受体密度下降,但受体亲合力及亚型比率不变;而在左右心室,β受体的密度和亚型比率均无改变[4]。心力衰竭患者有β1受体下调,这种现象在心力衰竭早期就出现,且与心力衰竭的严重水准 呈正相关;β2受体数目不变但功能下降,可能与抑制性G蛋白(G-proteininhibit)功能增强相关。β1、β2受体数目及比例在扩张型心肌病(DCM)、缺血性心肌病(ICM)心脏传导系统中差别不明显[5]。在

药理-抗心律失常药习题集 附答案(优.选)

第十五章抗心律失常药 一.选择题 (一)单项选择题 1.普萘洛尔的作用不包括(D) A.减慢心律 B.减慢房室传导 C.提到呼吸道阻力 D.提高基础代谢率 2.普萘洛尔禁用与(A) A.支气管哮喘 B.典型心绞痛 C.甲亢 D.心律失常 3.利多卡因抗心律失常作用之一是(D) A.延长APD和ERP B.仅缩短APD B.仅缩短ERP D.相对延长ERP 4.治疗窦性心动过速首选下列哪一药物(C) A.胺碘酮 B.苯妥英钠 C.普萘洛尔 D.利多卡因 5.强心苷中毒所致的快速型心律失常的最佳治疗药物是(D) A.维拉帕米 B.胺碘酮 C.奎尼丁 D.苯妥英钠 6.治疗窦性心律过缓的首选药是(B) A.奎尼丁 B.阿托品 C.普萘洛尔 D.利多卡因 7.奎尼丁对下列哪一种心律失常无效(C) A.心房颤动 B.心房扑动 C.室性期前收缩 D.房性期前收缩 8.关于普萘洛尔抗心律失常作用,下述哪一项是错误的(D) A.抑制窦房结,减缓传导并延长其有效不应期

B.主要用于治疗室上性心律失常 C.在高浓度时,能抑制钠离子内流,降低浦肯野纤维的反应性 D.加快房室结和浦肯野纤维的传导 9.窦性心动过速最好选用(B) A.苯妥英钠 B.普萘洛尔 C.氟卡尼 D.利多卡因 10.治疗阵发性室上性心动过速最好选用(D) A.苯妥英钠 B.利多卡因 C.普罗帕酮 D.维拉帕米 11.具有抗癫痫作用的抗心律失常药是(C) A.利多卡因 B.维拉帕米 C.苯妥英钠 D.普鲁卡因胺 12.心室纤颤选用(A) A.利多卡因 B.维拉帕米 C.普萘洛尔 D.奎尼丁 13.下列属于广谱抗心律失常药(B) A.普罗帕酮 B.奎尼丁 C.苯妥英钠 D.维拉帕米 14.治疗心房颤动选用(D) A.利多卡因 B.维拉帕米 C.普萘洛尔 D.奎尼丁 15.起效慢,作用时间最长的药物(D) A.奎尼丁 B.利多卡因 C.维拉帕米 D.胺碘酮 (二)多项选择题 1.降低心肌异常自律性的方式有(ACD) A.提高阀电位水平 B.降低阀电位水平 C.增加最大舒张电位 D.减慢动作电位4相自动除

非离子通道阻滞剂的抗心律失常作用

非离子通道阻滞剂的抗心律失常作用 传统的抗心律失常药主要依赖于阻断Na+、K+、ca2+离子通道,包括I类、Ⅲ类和Ⅳ类抗心律失常药。由于多数治疗剂量的离子通道阻滞剂在患有器质性心脏病的患者中同时具有致心律失常的副作用,临床使用受到限制。近年来研究发现,心脏的机械牵张、炎症、氧化应激,心房肌细胞代谢,细胞外基质的重构和纤维化等也参与了心律失常的发生过程,已成为心律失常治疗的新靶点。非离子通道阻滞剂将成为心律失常治疗的重要药物,主要包括β受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素受体拮抗剂、他汀类药物、多聚不饱和脂肪酸等。由于这些药物的抗心律失常作用基于对参与心肌细胞电学和结构重构的受体和细胞信号转导途径的干预,它们不直接阻滞离子通道,无致心律失常的副作用,且对心律失常具有早期预防作用,近年来成为研究的新动向,又称之为“心律失常的上游治疗”。 一、β受体阻滞剂 β受体阻滞剂虽为Ⅱ类抗心律失常药,本身不直接阻断离子通道,却是惟一被大型临床试验证实能够降低器质性心脏病患者猝死的药物,能降低心肌梗死后患者30%的猝死风险,早期应用可降低慢性心力衰竭(心衰)患者30%的全因病死率。 二、血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensin

convertingenzyme inhibitors,ACEIs)/血管紧张素受体拮抗剂(angiotensin receptor blocker,ARBs) 肾素.血管紧张素.醛固酮系统的持续激活能够导致心脏重构,也是心律失常发生的重要原因,尤其是其中间产物血管紧张素Ⅱ具有很强的致心律失常作用。首先,心房肌细胞的血管紧张素Ⅱ受体多于心室肌细胞,血管紧张素Ⅱ增加心房压力,导致心房牵张,使心房不应期缩短和心房内传导时间延长,从而使房性快速型心律失常的发生率增加。其次,血管紧张素Ⅱ显著增加心房和心室肌细胞的钙超载,在缺血时容易诱发再灌注心律失常。此外,血管紧张素Ⅱ促进心肌纤维增生,降低胶原酶的活性,使心肌的顺应性下降,这些改变均为折返性心律失常的发生提供了条件。而血管紧张素Ⅱ来源于血管紧张素转换酶途径和血管紧张素受体途径。因此,应用ACEIs和ARBs阻断血管紧张素Ⅱ的生成已成为心律失常治疗的新靶点,ACEIs和ARBs已经在心律失常尤其是房颤的治疗中逐渐受到重视。 三、他汀类药物 炎症反应是房性心律失常产生和维持的重要因素。25%一40%房颤的发生与心房炎症有关,尤其是术后房颤;而房性快速型心律失常的维持也常常与心房炎症瘢痕形成有关。近年来,他汀类药物即羟甲戊二酰辅酶A(HMG—CoA)还原酶抑制剂降脂之外的抗心律失常效应在临床试验中得到了证

离子通道研究进展

离子通道研究进展 陆亚宇(江苏教育学院生物系) 指导老师:戴谷(江苏教育学院生物系) 摘要:随着对离子通道研究的逐步深入, 各种研究方法都暴露出一定的局限性. 目前, 对于离子通道的研究工作进入了一个新阶段,即对不同方法的综合应用阶段,这不仅有助于人们在分子水平上认识离子通道的结构和功能的关系,也为不同领域的科学家提供了更多的合作机会.首先介绍了离子通道理论及实验研究方法, 并分析了各种研究方法综合应用的必要性,展望了这一领域的发展前景及其所面临的挑战性问题.并介绍最新的全自动膜片钳技术及其最新进展,它具有直接性、高信息量及高精确性的特点。近来在多个方面作出新的突破,如高的实验通量表现,较高的自动化程度、良好的封接质量、微量加样等。目前,该技术在以离子通道为靶标的药物研发,药物毒理测试以及虚拟药筛等方面有广阔的应用前景。全文对全自动膜片钳仪器的原理和技术细节作简单介绍。并简单介绍最新的关于K+通道在烟草中的发现,并对利用现代生物技术手段提高烟叶含钾量进行了展望。 关键字:离子通道; 实验方法; 全自动膜片钳;钾离子通道 前言: 细胞是通过细胞膜与外界隔离的,在细胞膜上 有很多种离子通道(如右图),细胞通过这些 通道与外界进行离子交换。离子通道在许多细 胞活动中都起关键作用,它是生物电活动的基 础,在细胞内和细胞间信号传递中起着重要作 用。随着基因组测序工作的完成,更多的离子 通道基因被鉴定出来,离子通道基因约占 1 . 5% ,至少有400个基因编码离子通道。相应的 由于离子通道功能改变所引起的中枢及外周疾 病也越来越受到重视。 离子通道的实验研究最初主要来源于生理学实 验。1949~1952年, Hodgkin等发展的“电压钳 技术” 为离子通透性的研究提供技术条件。60 年代中期,一些特异性通道抑制剂的发现为离 子通道的研究提供有力武器。1976年Neher和 Sakmann发展的膜片钳技术直接记录离子单通 道电流,为从分子水平上研究离子通道提供直 接手段。80年代中期,生化技术的进步,分子生物学以及基因重组技术的发展,使人们能够分离纯化许多不同的通道蛋白,直接研究离子通道的结构与功能关系。 通道结构和功能的研究日益成为电生理学、分子生物学、生物化学、物理学等多学科交叉的热点问题.对离子通道进行研究,传统的实验方法是电压钳技术、膜片钳技术等电生理学研究方法[; 传统的理论方法主要包括PNP模型和布朗动力学模型, 伴随计算机技术的迅猛发展和X 射线晶体衍射图谱技术在离子通道研究中的应用, 以及Mackinnon 等用X 射线晶体衍射技术成功解析出多个高分辨率离子通道三维空间结构,使得人们得以使用分子动力学模拟和量子化学计算等模拟在分子水平认识离子通道结构和功能的关系;随着分子生物学快速发展,又出现了定点突变技术、人工膜离子通道重建技术等实验技术手段本文中,笔者将

离子通道病

离子通道病 定义:离子通道结构的缺陷所引起的疾病.又称离子通道缺陷性疾病。 与信号传导相关的离子通道获得性或遗传性的结构和功能改变,均可能导致响应的信号传导异常,引起某种疾病或参与疾病的发病过程。如;肌肉型nAch受体自身免疫性损害-----重症肌无力;CI-通道CIC1基因缺陷-----先天性肌强直:Ryarodine受体缺陷------恶性高热易感性。 细胞膜上电压调控性钠、钙、钾和氯离子通道功能改变与先天性和后天性疾病发生之间的关系,对于离子通道基因缺陷、功能改变与某些疾病关系的研究,将可更新在离子通道生理学、病理学和分子遗传学等方面的知识,有助于开辟离子通道病治疗新途径。 90年代以来发现的主要离子通道病: 第一节钠通道病 钠通道基因突变所引起的心律失常,其原因可分为:基于通道活动的失活异常(不完全失活);基于通道激活异常(Ina降低);基于细胞膜上通道的数量减少(合成、运输及表达障碍)。钠通道分子结构上的有关部门位点发生突变时,就会严重影响钠通道的正常活动,而出现致命性心律失常。 所有钠通道基因突变所引起的疾病主要与α-亚单位的基因改变有关。在心肌细胞,位于染色体3p21-24上的SCN5A基因与钠通道(hH1)的组成有关。该基因突变是造成人类第3型长Q-T综合症(LQT3)的根本原因。先天性长Q-T综合症是一种罕见且致死的心脏电复极化过程异常延长性心律失常,心电图上QT间期延长,出现室性心律失常、晕厥和瘁死的一种综合症。与正常结构相比,在由突变SCN5A形成的钠通道α亚单位上,位于Ⅲ和Ⅳ结构域之间的4和5号片段有脯氨酸、赖氨酸和谷氨酰胺缺失现象。破坏了通到连接攀与通道的相互作用,使部分通道变为非失活的形式,通道失活的延迟导致持续的Na+内流,延长心肌复极时间,导致QT间期延长。 LQT与一些基因的突变或缺失有关,这些基因分别命名为LQT1---LQT4。 LQT1,LQT2是主要的心脏钾通道病。

钙离子通道与心律失常

现代分子毒理学机制研究表明:乌头碱可促进钠离子通道电流(I ),增加内向整流钾电流(I ,)以及L一型钙离子通道电流(Ica-L),抑 制瞬时外向钾电流(It。),明显延长动作电位时程(APD),增加后除 极发生率,引起折返冲动,诱发快速型心律失常, ]。其中L一型 钙离子电流、内向整流钾电流、钠内流可能是心律失常发生中起关 键作用的离子靶点。乌头碱改变心肌细胞膜上一系列离子电流的机 制是影响相关通道基因的表达。如,使钠离子通道基因(SCN 5A)表 达上调,导致心肌细胞膜钠离子通道失活关闭不正常,钠离子内流 增加[241;促进L一型钙离子通道基因(Cavl 2)的mRNA表达,引起L 一型钙离子通道电流密度增加,细胞内钙离子浓度升高【20 ;降低 瞬时外向钾电流基因(Kv43)的mRNA表达,改变It。,从而导致APD平 台期延长,复极异常,引起复极时程的离散和后除极的发生,导致 心律失常_2 。 L一型钙通道属于电压依赖性钙通道,其开放与关闭主要取决于膜电位的变化, 属长时程钙通道。 心室肌细胞膜上的钙通道以L型钙通道为主,生理情况下细胞内钙浓度上升主要 取决于细胞内钙释放,经L型钙通道产生的内向钙电流是内钙释放触发的主要机 制【剐。Ic,-L主要在快速去极化时引起动作电位的传导,参与心肌动作电位 平台期的形成和维持。L一型钙离子通道电流的升高会导致心肌细胞内钙超负荷,而各种细胞内钙增加将会引发心律失常。广泛的相关研究结果显示,L一型钙通 道编码基因的突变会导致包括Brugada综合征在内的多种类型的遗传性心律失常『2 。Sun等发现,由于L一型钙通道编码基因表达上调而引起的钙离子浓度增加,可能是脑缺血所致严重心律失常的可能机制之一[28】。Timothy综合征是 一种由于L一型钙离子通道基因(Cavl 2)的突变所致的多器官异常及心律失常综 合征。Cavl 2基因G406R的突变不仅改变了其电压依赖性失活动力学,而且显著 减缓了通道时间依赖性失活,导致L型钙通道“功能增强”,动作电位平台期内 向电流增加,QT间期延长。在后续研究中发现,L一型钙离子通道阻断剂(尼索 地平)能抑制突变通道显著增强的钙离子内流,因而具有治疗Timothy综合征的 潜力 根据以上充足的研究证据可以推测,粉防己碱通过非特异性抑制钙 离子的跨膜转运,对抗乌头碱引起的细胞内钙离子浓度升高,从而 阻止严重心律失常的发生 ______基于知识发现工具Arrowsm ith探求防己与附子配伍减毒机制的研究

常用抗心律失常药分类及用法

(一) I类药物阻断心肌和心脏传导系统的钠通道,具有膜稳定作用,降低动作电位0相除极上升速率和幅度,减慢传导速度,延长APD和ERP。对静息膜电位无影响。 Ⅰa类适度阻滞钠通道,复活时间常数1~10s,以延长ERP 最为显著。 1. 奎尼丁(Ia):是最早应用的抗心律失常药物。适应症:口服适用于房性早搏、心房颤动、阵发性室上性心动过速,预激综合征合并室上心律失常,室性早搏、室性心动过速及颤动或心房扑动经电转复后的维持治疗。肌注及静注已不用。 用法用量:1、口服:第1天,每次0.2g,每2小时1次,连续5次;如无效而又无明显毒性反应,第2天增至每次0.3g、第3天每次0.4g,每2小时1次,连续5次。每日总量一般不宜超过2g。恢复正常心律后,改给维持量,每日0.2~0.4g。若连服3~4日无效或有毒性反应者,应停药。2、静注:在十分必要时采用,并须在心电图观察下进行。每次0.25g,以5%葡萄糖液稀释至50ml缓慢静注。小儿每次2mg/kg。

注意事项:1、用于纠正心房颤动、心房扑动时,应先给洋地黄饱和量,以免心律转变后心跳加快,导致心力衰竭。2、奎尼丁与地高辛联合应用时,由于奎尼丁可减少地高辛的经肾排泄而增加地高辛的血浓度,故联合应用时应减少地高辛的用量。3、每次给药前应仔细观察心律和血压改变,并避免夜间给药。在白天给药量较大时,夜间也应注意心律及血压。4、患心房颤动的病人,用药过程中,当心律转至正常时,可能诱发心房内血栓脱落,产生栓塞性病变,如脑栓塞、肠系膜动脉栓塞等,应严密观察。5、对于有应用奎尼丁的指征,但血压偏低或处于休克状态的病人,应先提高血压、纠正休克,然后再用。如血压偏低是由于心动过速、心脏排血量小所造成,则应一面提高血压,一面使用奎尼丁。6、严重心肌损害的病人和孕妇忌用。7、静注常引起严重的低血压,有较大的危险性,须注意。禁用于有严重心肌病变。Ⅱ或Ⅲ度房室传导阻滞、洋地黄中毒、原有Q-T间期延长、妊娠、严重肝肾功能损害及对本品有过敏反应者,慎用于Ⅰ度房室传导阻滞、显著心动过缓、低血压、重症肌无力者。每次服药前要检查血压、心率和心律,并记录心电图,避免低血钾。 不良反应:1、心血管系统:本品有促心律失常作用,产生心脏停搏及传导阻滞,较多见于原有心脏病患者,也可发生室性早搏、室性心动过速及室颤。诱发室性心动过速(扭转性室性心动过速)或室颤,可反复自发自停,发作时伴晕厥现象,此作用与剂量无关,可发生于血药浓度尚在治疗范围内或以下时。本品可使血管扩张产生

hERG K+通道电流和药理学特性(Molecular Devices)

应用文献 IonFlux system 应用之一: hERG K +通道电流和药理学特性 简介 HERG (human ether-a go-go-related gene) K + 通道在心脏中高表达,是心肌动作电位三期快速复极化电流(IK r )的主要组成部分(Curran ‘95; Sanguinetti ‘95)。hERG 突变引起的功能缺失常伴随一些遗传性长QT 综合症(LQTS) 并且会增加发生严重的室性心律失常, 扭转性实行心动过速 (Tanaka ‘97; Moss ‘02)的风险。HERG 钾离子通道被作用于心脏或非作用于心脏的药物抑制,都被证实有非常大的可能性出现获得性药物诱导的长QT 综合症(LQTS),甚至导致猝死(V andenberg, Walker & Campbell ‘01)。实际上,hERG 钾离子通道被抑制引起的副作用是近年来药物撤市的主要原因,因而药物作用于外源性表达于哺乳动物细胞的hERG 通道的体外效应评价已被 国际药品注册协调会议(International Conference on Harmonization )推荐作为临床前安全性评价工作的一部分(ICHS7B Expert Working Group, ‘02)。 hERG 钾离子通道药物效应评价的金标准方法是手动膜片钳记录。然而,这种低通量、高成本的方法在大量的安全性筛选实验中非常受限制。近年来,全自动膜片钳技术发展越来越成熟,可以获得高通量的、可与手动膜片钳记录结果相媲美的数据。IonFlux? 系统结合了读板机的便捷和传统膜片钳技术的优秀性能。本文主要利用IonFlux 系统记录了在哺乳细胞中表达的hERG 电流以及一些阳性抑制剂对hERG 阻断效应的药理学特性分析。 材料和方法 细胞 实验中使用G418筛选的稳定表达hERG 通道的CHO 细胞(Millipore PrecisION? hERG-CHO Recombinant Cell Line, Cat# CYL3038)。细胞培养在含10%胎牛血清的Glutamax DMEM/F12 培养基 (Gibco, Cat# 11320) ,加有1% 青霉素-链霉素以及500 μg/mL G418。实验前至少提前24小时将细胞转移至30℃培养箱中,或传代后一直放置在30℃培养箱中。细胞密度不能超过90%。收集细胞时,使用Detachin (Genlantis, San Diego, CA, Cat# T100100)消化细胞,冲洗并轻柔吹打,最后细胞悬浮在细胞外液中,浓度为每毫升2-5百万个细胞。 溶液和化合物 细胞外液成分(ECS )含有(mM ):NaCl 145, KCl 4, MgCl 2 1, CaCl 2 2, HEPES 10, 葡萄糖 10,用NaOH 调pH 至7.4 。细胞内液成分(ICS )含有(mM ):KCl 120, HEPES 10, Na 2ATP 4, EGTA 10, CaCl 2 5.374, MgCl 2 1.75,用KOH 调pH 至7.2。 hERG 抑制剂购自Sigma 。化合物第一步全部溶于DMSO 中,制成高浓度的母液(10-50 mM ),然后按照浓度梯度和最终外液中的终浓度的倍数关系进行下一步的稀释,因而最终相应的DMSO 浓度为(0.1- 0.3%)。DMSO 溶液(0.1- 0.3%)作为阴性对照的记录始终开始于抑制剂作用之前, 且规定不能对电流幅度的影响超过10%。 Figure 1. IonFlux 高通量全自动膜片钳系统,采用“读板机”式模式,简化了工作流程、增加了实验通量。系统配有16通道和64通道两种型号,每天可以记录获取10,000 个数据点。

离子通道与癫痫

离子通道与癫痫 发稿时间:2010-3-14 摘要:离子通道在调解神经元的兴奋性方面有十分重要的作用。离子通道与癫痫关系的研究日益受到重视。本文在这里着重阐述了几种目前研究较多的离子通道与癫痫的关系、离子通道基因突变与癫痫方面的研究。随着对离子通道与癫痫关系的研究,开发出许多专门针对离子通道的药物,在这里也简要介绍了这些药物的研究进展。离子通道是所有真核生物细胞维持正常生理功能必须的一大类跨膜蛋白,是大脑思维、心脏跳动以及肌肉收缩等细胞电兴奋产生和传导的基础。对于兴奋的细胞,离子通道负责其膜电位的静息和兴奋。近年来随着分子生物学和膜电钳电生理技术的发展,许多编码离子通道蛋白的基因己被克隆、表达和定性。过去几年来的研究也不断证实和发现离子通道的遗传缺陷和许多神经系统遗传性疾病和遗传易感性疾病之间有着密切的关系。癫痫是其中的疾病之一,癫痫的特征是中枢神经元兴奋性升高,其中最主要的特征是一些中枢神经元会作爆发式放电。近年来研究较多的有钠、钾、钙、氯、氢等离子通道。其与癫痫的关系现分别讨论如下。 1.钾离子通道良性新生儿家族性惊厥(Benign Familial)是一种常染色体显性遗传病,与KCNQ2和KCNQ3通道基因突变有关。KCNQ2和KCNQ3钾离子通道分别由位于染色体20q13?3的EBN1和位于8q24的EBN2表达[1]。通过对家系的研究表明,KCNQ2上的基因缺陷包括两个错义突变,两个框移突变,一个剪切位点突变。这些突变有的在碳氮末端,有的在膜孔域。而KCNQ3上的基因缺陷仅有一个在膜孔域第177位点上由甘氨酸取代缬氨酸的错义突变。这些突变会影响钾离子通道的功能,导致膜复极化时程变长,神经兴奋性增强。另外,有研究表明,KCNQ2和KCNQ3通道亚基可形成异四聚体共同参与M电流的形成[2]。M电流是一种慢激活/失活的钾电流,它在决定电活性阈值及突触传入的反应中起重要的作用。KCNQ2或KCNQ3的基因突变导致M通道的功能下降,钾离子流减少或消失,受累神经元因此可兴奋性增强,引起癫痫。KCNA1基因编码电压门控Kv1?1通道的α亚单位,它位于染色体12P13上。其突变可导致发作性共济失调Ⅰ(EAⅠ)。EAⅠ为一种遗传性小脑及周围神经电压门控性钾离子通道病。有数据表明:EAⅠ的患者患癫痫的比例高出正常人10倍[3]。说明Kv1?1为癫痫的侯选基因之一。其致病机制可能为突变亚单位对钾离子通道有负性作用,延迟了神经元的复极化,因此易化了动作电位的产生和传导,降低了癫痫的发作阈值。GIRK2突变与癫痫发作有关。在GIRK2亚单位膜孔域上的突变导致蛋白质分子构型改变,使通道失去了对钾离子的选择性,也失去了对G 蛋白βγ二聚体的敏感性,这种突变通道还可导致wv小鼠脑颗粒细胞的死亡。死亡原因为失去GIRK2介导的钾离子电流而不是非选择性的其他正电流的表达。KCNAB2基因定位在1p36上,它编码电压门控钾离子通道β亚单位蛋白Kvβ2。它与1p36缺失综合征中的癫痫表型有关。1p36缺失综合征主要表现为智力障碍并发癫痫发作、听力丧失、发育迟缓、口唇裂等。Kvβ亚单位在钾离子通道早期的生物合成、稳定及Kv1α亚单位的表达中起一定的作用。Kvβ亚单位由至少三个基因表达KC-NAB1,KCNAB2,KCNAB3。在哺乳动物的大脑中,KC-NAB2表达的Kvβ2占主导地位。所以Kvβ2表达水平的下降会减少膜的功能性钾离子通道,进而减少钾离子流,这可能会增加动作电位的时程,导致钙离子内流增多,神经递质释放增加,进一步导致神经元的过度兴奋,癫痫发作的阈值降低。[4]2钠通道和癫痫1997年,Sheaffer等发现了一个遗传性癫痫家族。这个家族的5代人共60个体中有23人患有癫痫。表现为伴有高热惊厥的癫痫综合征(general-ized epilepsywith febrile seizures plus)。Mulley等研究发现此家族的染色体19上的基因突变导致了癫痫,并且认为这个突变的基因是电压依赖性钠通道β1辅基的基因SCN1B。哺乳动物脑组织钠通道含有α和β1辅基。β1辅基是一种膜蛋白,有一个小的胞内域、一个穿膜结构和一个大的胞外域,可以调节通道开关的速率。突变导致了辅基上的一个氨基酸发生改变,使钠通道的开关速率变慢[5]。体外实验发现,人类

离子通道与疾病

摘要 细胞离子通道的结构和功能正常是维持生命过程的基础,其基因变异和功能障碍与许多疾病的发生和发展有关.离子通道的主要类型有钾、钠、钙、氯和非选择性阳离子通道,各型又分若干亚型.离子通道的主要功能是:提高细胞内钙浓度,触发生理效应;决定细胞的兴奋性、不应性和传导性;调节血管平滑肌的舒缩活动;参与突触传递;维持细胞的正常体积.离子通道的主要研究方法为膜片钳技术、分子生物学技术、荧光探针钙图像分析技术.离子通道病是指离子通道的结构或功能异常所引起的疾病.疾病中的离子通道改变是指由于某一疾病或药物引起某一种或几种离子通道的数目、功能甚至结构变化,导致机体发生或纠正某些病理改变.从离子通道与疾病的关系角度,加强分子生物学、生物物理学、遗传学、药理学等多学科交叉深入研究,对于深入探讨某些疾病的病理生理机制、早期诊断及发现特异性治疗药物或措施等均具有十分重要的理论和实际意义. 0 引言 离子通道(ion channel)是细胞膜上的一类特殊亲水性蛋白质微孔道,是神经、肌肉细胞电活动的物质基础.随着分子生物学、膜片钳技术的发展,人们对离子通道的分子结构及特性有了更加深入的认识,并发现离子通道的功能、结构异常与许多疾病的发生和发展有关[1].近年来,对于离子通道与疾病关系的研究取得了重大进展,不仅阐明了离子通道的分子结构突变可导致某种疾病,而且还明确了某些疾病可影响某种离子通道功能甚至结构.本文论述离子通道的主要类型、功能、研究方法及其与疾病的关系. 1 离子通道的主要类型 离子通道的开放和关闭,称为门控(gating).根据门控机制的不同,将离子通道分为三大类:(1)电压门控性(voltage gated),又称电压依赖性(voltage dependent)或电压敏感性(voltage sensitive)离子通道:因膜电位变化而开启和关闭,以最容易通过的离子命名,如K+、Na+、Ca2+、Cl-通道4种主要类型,各型又分若干亚型.(2)配体门控性(ligand gated),又称化学门控性(chemical gated)离子通道:由递质与通道蛋白质受体分子上的结合位点结合而开启,以递质受体命名,如乙酰胆碱受体通道、谷氨酸受体通道、门冬氨酸受体通道等.非选择性阳离子通道(non-selective cation channels)系由配体作用于相应受体而开放,同时允许Na+、Ca2+ 或K+ 通过,属于该类.(3)机械门控性(mechanogated),又称机械敏感性(mechanosensitive)离子通道:是一类感受细胞膜表面应力变化,实现胞外机械信号向胞内转导的通道,根据通透性分为离子选择性和非离子选择性通道,根据功能作用分为张力激活型和张力失活型离子通道.此外,还有细胞器离子通道,如广泛分布于哺乳动物细胞线粒体外膜上的电压依赖性阴离子通道(voltage dependent anion channel,VDAC),位于细胞器肌质网(sarcoplasmic reticulum,SR)或内质网(endoplasmic reticulum,ER)膜上的Ryanodine受体通道、IP3受体通道. 2 离子通道的主要功能 离子通道的主要功能有:(1)提高细胞内钙浓度,从而触发肌肉收缩、细胞兴奋、腺体分泌、Ca2+依赖性离子通道开放和关闭、蛋白激酶的激活和基因表达的调节等一系列生理效应;(2)在神经、肌肉等兴奋性细胞,Na+ 和Ca2+通道主要调控去极化,K+主要调控复极化和维持静息电位,从而决定细胞的兴奋性、不应性和传导性;(3)调节血管平滑肌舒缩活动,其中有K+、Ca2+、Cl-通道和某些非选择性阳离子通道参与;(4)参与突触传递,其中有K+、Na+、Ca2+、Cl-通道和某些非选择性阳离子通道参与;(5)维持细胞正常体积,在高渗环境中,离子通道和转运系统激活使Na+、Cl-、有机溶液和水分进入细胞内而调节细胞体积增大;在低渗环境中,Na+、Cl-、有机溶液和水分流出细胞而调节细胞体积减少. 3 离子通道的主要研究方法 研究离子通道功能的最直接方法是用膜片钳技术直接测定通过离子通道的电流或测量细胞膜电位的变化.膜片钳技术是利用一个玻璃微吸管电极完成膜片或全细胞电位的监测、钳制和膜电流的记录,通过观测膜电流的变化来分析通道个体或群体的分子活动、探讨离子通道特性.分子生物学技术为离子通道的分子结构分析、基因克隆、功能表达研究提供了有力工具,对于编码离子通道亚单位的基因结构可采用基因定位克隆确定其在染色体上的定位,用逆转录-聚合酶链反应、Northern杂交等明确其在器官组织中的分布,用Western杂交检测基因表达产物等.荧光探针钙图像分析技术为检测细胞内游离钙离子浓度提供了有效

心脏离子通道病的治疗与预后

心脏离子通道病的治疗与预后 发表时间:2012-12-05T10:20:19.000Z 来源:《中外健康文摘》2012年第31期供稿作者:李焱鑫[导读] 近年来,分子生物学和遗传学研究已发现离子通道缺陷与某些心脏、肾脏和神经系统疾患密切相关。李焱鑫(黑龙江省大兴安岭地区加格达奇区人民医院红旗社区医疗服务站 165000)【中图分类号】R322.1+1【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2012)31-0166-02 【关键词】离子通道病治疗预后近年来,分子生物学和遗传学研究已发现离子通道缺陷与某些心脏、肾脏和神经系统疾患密切相关。离子通道病(ion channelopathy,ICP or ion channel disease,ICD)是指由于细胞膜离子通道的结构和/或功能异常所引起的疾病,亦称为离子通道缺陷性疾病。心肌细胞离子通道(ion channels)是一种跨细胞膜蛋白质分子组成的特殊通道,选择性允许一些离子通过。通道的开放和关闭受电压门控或化学门控。心肌细胞的主要离子通道有钠通道、钾通道、钙通道和氯通道等,当离子通过开放的通道即形成离子电流,电流的方向是以阳离子通过细胞膜的方向来命名。阳离子内流和/或阴离子外流时形成的电流为内向电流,与细胞膜的除极化相关;而阳离子外流和/或阴离子内流时形成的电流为外向电流,与细胞膜的复极化或超极化相关。 1.分型 心脏离子通道病分为原发性和继发性两类,前者为先天性离子通道缺陷性疾病;后者为某些疾病(如缺血性心脏病、充血性心力衰竭等)引起的离子通道数目、功能和/或结构异常。原发性离子通道病包括原发性长QT综合征(1 2 4~6型为钾通道编码异常、Ikr和Ikx降低;3型为钠通道编码异常、INa增强)Brugade综合征(钠通道编码异常、INa降低)原发性短 QT综合征(钾通道编码异常、Ikr增强)特发性J波综合征、特发性心室颤动、家族性阵发性心室颤动、家族性猝死综合征等。“离子通道病”或“SCN5A病”最重要的特征是:同一基因上的突变可引起很多表型,而几种疾病表型间具有相似性(男性患者多发、高度致命性、心脏事件常发生于睡眠时和对β阻滞剂抵抗等)。有学者将遗传性心律失常和遗传性心肌病统称为遗传性心脏猝死综合征(inherited SCD syndroMe)。 2.基因突变与心律失常 越来越多的心律失常被证实与基因异常有关,其中多数为心脏离子通道异常,少数为非离子通道异常;一部分属于单基因异常,另一部分属于群体多基因遗传。致病基因(病变基因)可通过2种方式引起心律失常相关性疾病:(1)致病基因可通过胚胎发育而使病人患伴有心律失常的家族遗传性心血管病;(2)致病基因使病人对外源性致病因素有遗传易感性,最终患冠心病、高血压病等遗传相关性心血管病,而后者又有较高的心律失常发生率。基因突变改变离子通道功能的机制包括:(1)负显性效应:突变蛋白抑制野生型蛋白,使其具有功能的通道数不足50%;(2)单倍体不足:突变蛋白与野生型蛋白质之间不发生相互作用,从而使有功能的通道数目减半;(3)转运缺陷:突变蛋白阻滞在细胞内某个部位,不能到达细胞膜;(4)通道动力学改变:如突变蛋白电流灭活加速等;(5)内含子突变导致拼接异常:改变氨基酸序列或形成终止密码。 1995年Keating研究组划时代地确定了长QT综合征(LQTS)与心脏离子通道基因突变相关,开始了心律失常基因机制研究的新纪元。至今至少确定了12个单基因突变引起的心律失常。研究最多的是LQTS、Brugada综合征、儿茶酚胺依赖型多形性室速心动过速(CPVT)的相关基因,其次是短QT综合征(SQTS)致心律失常性右室心肌病(ARVC)的致病基因,另外还发现病窦综合征(SSS)家族性心脏传导阻滞、家族性心房颤动发病的可能基因。 3.离子通道病与心律失常 心肌细胞离子通道与心律失常(下表)的主要关系为:(1)离子通道功能异常时,可引起冲动发生异常和/或冲动传导异常性心律失常;(2)离子通道病常伴发严重心律失常;(3)抗心律失常药物常通过离子通道纠治心律失常或致心律失常。 冲动发生异常性心律失常包括自律性异常性心律失常和触发活动性心律失常。心肌细胞离子通道与冲动发生异常性心律失常的关系包括: (1)心肌细胞自律性正常与自律性异常性心律失常:与心肌细胞自律性相关的离子通道有外向衰减钾离子通道、内向起搏钠离子通道、钠/钙交换离子通道、内向T型和L型钙离子通道,以及慢钙内流钙离子通道等。在正常生理情况下,上述离子通道功能正常,心肌细胞自律性正常而形成窦性心律。当各种病因或诱因侵袭上述离子通道并引起其功能异常时,即可引起心肌细胞自律性异常,产生窦房结自律性异常和异位自律性异常性心律失常。 (2)触发活动性心律失常:由早期后除极和/或延迟后除极引起,前者与L型钙离子通道及钠离子通道相关,后者与非选择性阳离子通道和钠/钙交换离子通道相关。当上述离子通道在各种病因或诱因侵袭时发生功能异常,过多的钙离子进入细胞内,即可引起早期后除极、延迟后除极和触发活动性心律失常。 心肌细胞的传导性取决于多种因素,而离子通道是影响传导速度的重要因素。如浦肯野氏纤维的钠离子通道密度最高,兴奋后形成O 相除极速度快、幅度高,形成的局部生物电流大,故传导速度最快(2~5M/s);而心房肌和心室肌细胞的钠离子通道密度较低,因而兴奋后的传导速度较慢(0.2~0.5M/s);决定窦房结和房室结细胞兴奋和传导的主要是钙离子通道,传导速度最慢(0.2~0.05M/s)。当各种生理或病理因素引起上述离子通道的密度和功能降低时,即会发生各种传导阻滞;如若发生单相传导阻滞时,又可促发折返性心律失常等快速性传导异常性心律失常。 4.表型与基因型的关系 表型与基因型之间并非一定是一一对应的。有相当一部分突变基因携带者心电图表现正常,如32%的LQTS突变基因携带者QTc在正常范围内,但他们较正常人群更易于发生心律失常;同样的表型可由多种基因突变引起,如LQTS有多个致病基因;同一种基因的不同突变或同一突变又可导致不同的临床表型,如心脏钠通道基因SCN5A突变可导致3种疾病:LQTS、Brugada综合征和家族性进行性心脏传导系统疾病,由此可见同样的单基因突变,由于突变位点的微小差异和/或微环境的改变,临床表现型复杂多变。目前发现的只有一种基因突变引起Brugada综合征,只占临床表型的20%。此外,同一基因型可引起表型的重叠,临床心律失常间歇性发作的机制尚不清楚。目前认为修饰基因、环境因素、心脏结构改变均参与基因型与表型间的表达,而离子通道表达自身稳定性调节(正、负反馈机制)也在维持心肌细胞稳定电生理表型中起重要作用。 5.治疗进展

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