钙离子激活的氯离子通道-1与呼吸疾病的气道黏液高分泌
钙离子通道 钙依赖钾离子通道 起步点 BK通道 SK通道 IBTX apamin 节律共存
钙离子通道论文：钙依赖性钾通道阻断剂对神经起步点自发放电节律的影响 【中文摘要】有机体和外界发生互动的结构基础是神经系统,信息在神经元上是以动作电位的形式传递。动态变化的外界信息会通过影响神经动作电位的产生而引起神经放电节律的动态变化。动作电位的产生是神经元上各种离子通道共同作用的结果,所以任何影响通道开关的因素都可能影响动作电位的出现和放电频率、放电节律的改变。近几年来,根据理论模型研究结果的提示,围绕着外周神经损伤区自发放电的节律及分岔规律,我们进行了深入的实验研究,例如改变 胞外钙离子浓度,发现损伤区存在十分丰富的节律模式和转化规律, 而用TEA阻断钾离子通道,也会使放电呈现丰富的节律模式和很多的节律转迁历程。上述结果提示,钙离子通道和钙激活性钾离子通道可能对神经放电的调节起着关键作用。本实验主要研究钙激活钾离子通道对神经放电活动的影响。实验分为以下三个部分：第一部分利用钙离子螯合剂EGTA观察胞外钙离子浓度对神经电活动的影响；第二部分利用非特异性钾离子通道阻断剂TEA观察钾离子通道对神经电活 动的影响；第三部分利用BK通道特异性阻断剂IBTX、SK通道特异性阻断剂apamin观察钙依赖钾离子通道对神经电活动的影响。实验重点观察损伤神经自发放电节律的转迁变化,力求对神经电活动的分... 【英文摘要】Interaction between organism and the outside
world is based on the structure of the nervous system, the information is transfered in the form of action potential on nerve, but how the nervous system distinguish action potential to identify different information and how to integrate and characterize the information is remain unknow, which has been a problem in the field of neuroscience, peope have successively proposed the concept of coding by pulse frequency and coding by rhythm, density of neural firing of... 【关键词】钙离子通道钙依赖钾离子通道起步点 BK通道 SK 通道 IBTX apamin 节律共存 【英文关键词】calcium channel calcium-activated potassium ion channel pacemaker BK channels SK channels bursting transitions among states 【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848 【目录】钙依赖性钾通道阻断剂对神经起步点自发放电节律的影响摘要3-5Abstract5-7第一部分文献综述 10-15 1.1 神经元传递信息的方式11-12 1.1.1 动作 电位和信息编码11 1.1.2 动作电位形成的离子基础 11-12 1.2 研究神经放电活动的模型12-13 1.2.1 研 究神经电活动的慢性痛模型12 1.2.2 研究神经电活动的数学模型12-13 1.3 钙依赖钾通道参与神经电活动的调节
钙离子通道阻滞剂对心肌缺血的保护
钙离子通道阻滞剂对心肌缺血的保护 摘要：钙离子通道阻滞剂选择性地作用于L-型钙通道，通过非竞争性地阻滞电压敏感的L-型钙通道，使Ca2+经细胞膜上的慢通道进入细胞内，即减少Ca2+内流，抑制Ca2+通过心肌，降低心肌细胞内的游离Ca2+浓度，而使心肌的兴奋收缩发生脱偶联，呈现负性肌力作用，因此可降低心肌耗氧量。心肌缺血时，心肌细胞发生能量障碍，细胞内钙积聚，引起细胞凋亡或死亡。钙离子通道阻滞剂能减轻钙超载，从而对缺血的心肌细胞产生保护作用。 关键词：L型钙通道；钙离子通道阻滞剂；心肌缺血；作用 Calcium Channel Blockers On Myocardial Ischemia Protection SHEN Yan (Chengdu Medical College,Chengdu610083,China) ABSTRACT: Selective calcium channel blockers act on the L-type calcium channels, non-competitive manner by blocking voltage-sensitive L-type calcium channel, so that by the plasma membrane Ca2 + slow channel into the cell, a reduction of Ca2 + influx, inhibition of Ca2 + through the myocardium, reducing myocardial free intracellular Ca2 + concentration, leaving the excitement of myocardial contraction uncoupling occurs, a negative inotropic effect, thus reducing myocardial oxygen consumption. Myocardial ischemia, myocardial cell energy barrier, the accumulation of intracellular calcium, induce apoptosis or death. Calcium channel blockers can reduce calcium overload, which the myocardial cells in ischemic protection. KEY WORDS:L-type calcium channel; calcium channel blockers; myocardial ischemia;effects 心血管疾病现已成为世界范围内的一个“现代流行病”，其发病率和死亡率逐年升高的趋势日益明显。随着现代医学的的发展，心血管疾病的防治、诊断和治疗的等方面都取得了一定的进展，但由于心血管疾病发病率高，治愈率低，并发症多，预后欠佳，一般治疗以降血压、降血脂、扩冠改善心肌缺血缺氧、应用能量合剂以营养心肌为主等途径，疗效都不尽如人意，提高心血管疾病的防治水平势在必行[1]。 心肌缺血，是指心脏的血液灌注减少，导致心脏的供氧减少，心肌能量代谢不正常，不能支持心脏正常工作的一种病理状态。心肌缺血对心脏和全身都可能带来许多不利影响。氧是心肌细胞活动必不可少的物质，而氧是通过血液输送给细胞的。心脏没有“氧仓库”，完全依赖心肌血供，所以一旦缺血，立刻会引起缺氧。缺氧的直接后果是心肌细胞有氧代谢减弱，产能减小，使心脏活动时必需的能量供应不足，引起心绞痛、心律失常、心功能下降。同时，代谢的废物也不能被有效及时地清除，易产生不利影响。缺血、缺氧、缺能量，最终会影响心脏的收缩功能。若有20％～25％的心肌停止收缩，通常会出现左室功能衰竭；若有40％以上的心肌不能收缩，就会有重度心泵功能衰竭。如果这种情况突然发生，就会出现非常危险的心源性休克[2]。 钙离子通道阻滞剂以抑制心肌收缩力减少耗氧，对心肌细胞缺血具有一定的保护作用。 作为一种拮抗剂，钙离子通道阻滞剂是指作用于L-型钙通道，抑制C a2+经L-型钙通道进入细胞内的药物。钙拮抗剂的发现和应用是70年代后期心脏血管疾病治疗中的重大进展。钙拮抗剂是一组展示源性化合物，通过非竞争性地阻滞电压敏感的L型钙通道，使Ca2+经细胞膜上的慢通道进入细胞内，即减少Ca2+内流，抑制Ca2+通过心肌和平滑肌膜的药物[3]。现已广泛用于治疗高血压，冠心病心绞痛，心律失常及肥厚性心肌病。 Ca2+参与机体众多的生理生化反应，是维持生命活动的重要阳离子，但细胞胞浆内Ca2+
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。
成骨细胞钾、钙离子通道的研究进展
综 述 成骨细胞钾、钙离子通道的研究进展 Advances in research on osteoblast potassium and calcium ion channels 孙中洋1，李东韬1,2 综述 张 舒1 审校 1第四军医大学 航空航天生物动力学教研室，航空航天医学教育部重点实验室，陕西西安 710032；2海军总医院 心脏中心，北京 100048 摘要：骨质疏松的发病率呈现逐年上升的趋势，患者生活质量下降，其所带来的危害已引起全世界的广泛关注。骨质疏松的发病机制复杂，涉及因素较多，但成骨细胞功能障碍处于中心环节。研究发现成骨细胞表达多种离子通道，本文将对钾离子和钙离子通道进行综述分析。 关键词：成骨细胞；骨质疏松；钾离子通道；钙离子通道 中图分类号：R 348 文献标志码：A 文章编号：2095-5227(2014)02-0186-04 DOI：10.3969/j.issn.2095-5227.2014.02.026网络出版时间：2013-10-24 10:19 网络出版地址：https://www.360docs.net/doc/8f16623131.html,/kcms/detail/11.3275.R.20131024.1019.002.html 骨质疏松症(osteoporosis，OP)是一种最常见的代谢性骨病，病理特征为骨量减低，骨组织微结构退行性变和骨脆性增加。OP主要症状是骨痛和肌无力，严重者可发生骨折和脊柱变形。成骨细胞在骨重建过程中起到核心作用。成骨细胞不仅调节骨的矿化，还间接调节破骨细胞的骨吸收功能，它的数量和功能变化直接影响代谢性骨病的发生、发展和预后[1]。作为骨代谢治疗药物的靶细胞，成骨细胞功能受许多激素和骨组织局部调节因子的影响。因此，成骨细胞的功能及调节机制已成为OP研究的重中之重。现已发现，成骨细胞存在多种离子通道，尤以K+通道和Ca2+通道的研究最为深入。这些离子通道不仅调节成骨细胞的分化和增殖等生理活动，还参与机械信号感知、传递及转导过程，进而影响其成骨功能。本文针对成骨细胞上K+通道和Ca2+通道的结构和特性等相关研究进行综述。 1 成骨细胞上钾、钙离子通道的分类与特征 K+是细胞内的重要离子，有很高的电化学活性。在成骨细胞的收缩过程起始阶段起作用。其在成骨细胞的线粒体上也有分布，并且和细胞的凋亡关系密切[2]。依据拓扑结构，成骨细胞上K+通道可划分为3大类，分别为电压依赖性钾离子通道(voltage-dependent potassium channels)，内向整流钾离子通道(inwardly rectifying potassium channels，Kir)和双孔钾离子通道(two-pore domain potassium channel，2PK+)。1.1 电压依赖性钾离子通道 具有6个跨膜段和1个孔区的K+通道亚型。成骨细胞上表达的电压依赖性钾离子通道主要有以下4种。电压门控性钾离子通道(voltage-gated potassium channels，Kv)由4个孔道形成亚基α和4个辅助亚基β组成，α亚基有6个穿膜结构域，其主要负责细胞膜的复极化[2-3]。大电导钙激活钾离子通道(large-conduc-tance calcium activated potassium channels，BK)由α亚单位和β亚单位组成，其中α亚单位组成孔道，β亚单位可调节通道的电学和药理学特点。BK属于机械敏感性通道，因其在成骨细胞上高表达和可在膜牵张时开放，能够使机械牵张转变成为胞内反应，可将其看作是骨组织的机械感受器[4]。BK参与许多胞内活动，比如细胞容积的调节，控制细胞的黏附，在机械负荷下调节细胞膜电位，调节细胞因子释放和细胞迁徙等[5-7]，并参与细胞形态的保持[8]。此外，成骨细胞上BK还可快速持续地反馈调节细胞膜去极化[9]。BK可被奎尼丁、粉防己碱和四乙胺阻断，被异松脂酸、甲状旁腺素和前列腺素E2激活，表现为Ca2+和电压依赖[10]。BK通道的活性还受到动态聚合状态或解离状态肌动蛋白等细胞骨架的影响[4]。中电导钙激活钾离子通道(intermediate-conductance calcium activated potassium channels，IK)与BK 相似，在成骨细胞上广泛表达，而且有着相似的电生理性质。即使在ATP足够的情况下，BK调控细胞膜电位的作用也较小； 相反，IK可在激动剂的作用下促进Ca2+的移动，从而调控细胞膜电位。ATP介导的细胞内Ca2+浓度增加主要是激活IK，引起细胞膜的超极化。IK通道表现为Ca2+依赖，可被环磷酰胺阻断[11]。瞬时外向钾离子通道(transient outward potassium channels)电流在去极化刺激时被引出，表现出激活快，失活慢的特点[12]。细胞膜的去极化和细胞内Ca2+的浓度增加都可激活此通道，从而缓冲胞内Ca2+浓度。瞬时外向钾离子通道在成骨细胞中Ca2+信号转导机制起到重要作用，由于它的存在，细胞内Ca2+增加是暂时的[13]。 收稿日期：2013-09-02 基金项目：国家自然科学基金项目(31170889；30870595)；教育部留学回国启动基金(HG4406) Supported by the National Natural Science Foundation of China(31170889; 30870595); Project-sponsored by SRF for ROCS, SEM(HG4406) 作者简介：孙中洋，男，在读硕士。研究方向：航空航天医学。Email: szylpxt@https://www.360docs.net/doc/8f16623131.html, 通信作者：张舒，男，博士，教授，博士生导师。Email: shuzhang@ https://www.360docs.net/doc/8f16623131.html,
Ano2是钙激活氯离子通道的分子基础_藏雨轩
2014年11月第34卷第11期 基础医学与临床Basic ＆Clinical Medicine November 2014Vol．34No．11 收稿日期：2014-02-12 修回日期：2014-08-25 基金项目：国家自然科学基金（81202031）；吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目（2013-351）；2013年吉林省大学生创新创业训练计划（856号）；吉林医药学院大学生科研项目［吉医学科字（2012）第12号］ * 通信作者（corresponding author ）：haof863@126．com 文章编号：1001-6325（2014）11-1477-05 研究论文 Ano2是钙激活氯离子通道的分子基础 藏雨轩1 ，方 芳2，朱杭飞2，向国艳1，张雲乔1，李瑷彤1 ，郝 峰 1* （吉林医药学院1.生物化学检验教研室；2.免疫学教研室，吉林吉林132013） 摘要：目的探讨Ano2是否为钙激活氯离子通道的分子基础。方法用ＲT-PCＲ技术扩增Ano2编码基因，将Ano2 连接到真核表达载体pEGFP-N3；通过脂质体介导将Ano2转染至FＲT 细胞，抗生素筛选获得稳定表达Ano2的细胞系；倒置荧光显微镜下观察Ano2在FＲT 细胞中的表达和分布， Western blot 检测Ano2的表达；全细胞膜片钳技术研究Ano2的电生理学特性。结果成功构建pEGFP-Ano2真核表达载体；Ano2表达在FＲT 细胞膜上；Ano2电流呈Ca 2+、时间和电压依赖性，电流和电压关系呈外向整流。结论Ano2是钙激活氯离子通道的分子基础。 关键词：Ano2；FＲT 细胞；转染；钙激活氯离子通道 中图分类号：Q 424 文献标志码：A Ano2is the molecular identity of calcium-activated chloride channels ZANG Yu-xuan 1，FANG Fang 2，ZHU Hang-fei 2，XIANG Guo-yan 1，ZHANG Yun-qiao 1， LI Ai-tong 1，HAO Feng 1* （1.Dept．of Biochemistry Laboratory ；2.Dept．of Immunology ，Jilin Medical College ，Jilin 132013，China ） Abstract ：Objective To investigate that whether Ano2is the molecular identity of calcium-activated chloride channels．Methods The full length coding sequence of Ano2was amplified by ＲT-PCＲ，Ano2and eukaryotic ex- pression vector pEGFP-N3were ligated ；Then recombinant plasmids were transfected into FＲT cells using liposome ，and the stable transfection FＲT cells were selected with antibiotic ；the expression and location of Ano2was ob-served by the inverted fluorescence microscope and its expression was detected by Western blot ；the electrophysio-logical properties of Ano2were researched by whole-cell patch-clamp technique．Ｒesults pEGFP-Ano2was suc-cessfully constructed ，FＲT cell membrane expressed Ano2；the electrophysiological properties of Ano2were Ca 2+-，time-and voltage-dependent ，and an outward-rectifying I /V relationship was observed．Conclusions Ano2is the molecular identity of calcium-activated chloride channels． Key words ：Ano2；FＲT cells ；transfection ；calcium-activated chloride channels 钙激活氯离子通道（calcium-activated chloride channels ，CaCCs ）是一类在内皮细胞、平滑肌细胞和神经元等细胞广泛表达的阴离子通道，在跨上皮液体转运、嗅觉信号传导和平滑肌收缩等多种生理过程中扮 演重要角色 ［1-2］ ，同时CaCCs 也是治疗高血压、腹泻和 某些特定肿瘤等疾病潜在的药物靶点［3］ 。跨膜蛋白16 家族（transmembrane protein 16）共有10个成员，目前已证实Ano1（anoctamin 1）是CaCCs 的分子基础 ［4-5］ ，但
TRPC6在心脏疾病研究
TRPC6在心脏疾病研究 瞬时受体电位阳离子通道6（transient receptor potential channel 6）是一种非选择性的钙离子通道，在肾、心脏等多个器官均有表达，被认为以钙库操纵性钙离子通道（SOC）、受体操纵性钙离子通道（ROC）、牵张敏感性钙通道（SAC）形式发挥作用，在细胞信号转导中起着重要作用。TRPC6过量表达或基因突变可引起細胞内钙离子信号通路异常，使得大量钙离子内流，导致心脏等各种病理生理过程的变化。 标签：瞬时受体电位通道6；心脏 1 TRPC6的结构与功能 TRPC通道为细胞感受器，是一类非选择性的钙离子通道[1]，包括TRPC1-7。根据其功能结构的相似度和相近性，分为4个亚类：TRPC1、TRPC2、TRPC4/TRPC5、TRPC3/TRPC6/TRPC 7[2]。人类TRPC6基因定位于常染色体11q21222，共有13个外显子[3-4]。其表达产物TRPC6突变会影响其功能，通常TRPC6 突变有6 种，分别为N143S，P112Q，E897K，R875C，S270T，K874X[3，6-7]，均可导致氨基酸置换。对TRPC6位点定向突变的研究表明[5]，小孔区域的表达异常会出现一种负性优势作用，即在同一个同源或异源的四聚体通道中，只要有一个TRPC蛋白产生突变，就会使整个通道受到影响，甚至导致TRPC6通道的完全失活[8]。 2 TRPC6致肥厚性心肌病的可能机制 TRPC6 分子表达的变化可使心肌细胞内钙浓度增高，心肌肥厚过程的钙离子浓度改变成为诱发心肌肥厚的重要机制之一。Onohara 等[9]在体外通过血管紧张素Ⅱ诱导的新生大鼠心肌细胞肥大模型，通过PLC介导的DAG的生成增多有直接的激活作用导致TRPC3/TRPC6表达均显著上调，而敲除TRPC3或TRPC6基因中的任何一个，都会明显抑制AngⅡ诱导的新生大鼠心肌细胞肥大效应。TRPC3与TRPC6均可直接受DAG的激活开放，TRPC3与TRPC6之间有协同关系。Kuwahara 等[10]发现，促进心肌细胞肥大的效应是由TRPC介导的Ca2+-NFAT信号通路所完成的。TRPC6表达的程度与心肌细胞肥大密切相关，在Ca2+通道被持续激活后，小鼠的心肌细胞膜的TRPC6表达量会明显增加；同时发现在人类心力衰竭的心肌细胞中，TRPC6 亦出现了类似的过表达。Chu等[11]将初生小鼠心肌细胞在轻度缺氧（10%O2）环境下培养，证实低氧诱导因子HIF-1α 被上调，进而激活TRPC6 通道，导致胞外钙内流增加胞内钙离子，进而激活了NFAT信号通路，而使心肌细胞重建引起心肌肥厚[12]。心脏血管的内稳态是通过心肌细胞分泌脑钠肽（brain natriuretic peptides，BNP）和心钠肽（atrial natriuretic peptides，ANP）来进行调节的[13-14]，二者受体为鸟苷环化酶-A （GC-A）。ANP/BNP通过消除多种心肌肥大前信号途径，包括钙调磷酸酶-NFAT 来发挥抗心肌肥厚功能。而ANP/BNP对肥大前信号的遏制，是通过促进蛋白激酶G对TRPC6蛋白69位苏氨酸磷酸化，进而抑制NFAT 以及钙离子流入细胞
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
心脏的离子通道疾病
心脏离子通道病的研究进展 发布时间： 2009-9-24 12:00:52 编辑： cqlihua 字体：大中小我 要投稿 摘要心脏离子通道病是离子通道病的重要组成部分,在心血管疾病中扮演 着重要角色,几乎所有的心律失常都有离子通道病变参与,是心脏性猝死的主要原因。本文对遗传性心脏离子通道病、获得性心脏离子通道病及心脏离子通道病的治疗作一简要介绍。 1995 年Keating 研究组确定了长QT间期综合征(long QT syndrome ,LQTS) 与心脏离子通道基因突变有关,从此揭开了心律失常基因机制研究的新时代。2002 年1 月,Nature 杂志刊登了“心脏离子通道病”一文,较系统地介绍了心脏离子通道分子缺陷在心律失常发生发展中的作用和地位[1 ]。2004 年5 月,Nature Medicine 杂志发表了“心脏离子通道病:基因的缺陷”一文,对心脏离子通道病 的分子机制进行了详细阐述[2 ]。随着研究的深入,越来越多的心律失常被证实与基因缺陷有关,其中多数为心脏离子通道基因异常,少数为非离子通道基因异常。目前心脏离子通道病正日益受到国际心脏病学界的高度关注,对心肌离子通道病 的全面认识,可以从分子水平更好的解释心肌电生理及病理机制,为心律失常的防治奠定基础。 1 心脏离子通道病及细胞分子机制 近年来分子生物学及分子电生理的迅速发展,开创了心律失常机制研究新纪元。心律失常与离子通道基因表达异常明确相关,多个离子通道基因的突变可引起各种心律失常。目前,已知绝大多数的原发性心电异常都是由编码各主要离子通道亚单位的基因突变引起的,因此,这类病可通称为“离子通道病”[3 ] 。如LQTS、Brugada 综合征(Brugada syndrome , BRS) 、儿茶酚胺敏感的多形性室速(catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia , CPVT) 、短QT 综
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
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
离子通道疾病心电基础及心电图表现
离子通道疾病心电基础及心电图表现 1 基础知识 1.1 心室肌动作电位的离子基础及心脏离子通道病 心室肌动作电位分5个期，即0、1、2、3、4期。0期（去极化）为动作电位的上升支，主要由细胞外钠离子经过细胞膜的电压门控钠通道迅速内流，使细胞内电位迅速上升，膜电位曲线迅速上移形成，T型钙通道（ICa-T）和L型钙通道（ICa-L）也参与0期后段的形成。Ⅰ期（快速复极早期）是继动作电位0期之后，膜电位迅速下降，形成一个尖锋，主要由钠通道的失活和瞬间外向钾电流（Ito）的激活及氯离子外流所致。Ⅱ期（平台期）是内外向电流平衡的结果。内向电流包括ICa-L和INa/Ca和缓慢钠通道电流，参与平台的外向电流包括内向整流钾通道电流（Ik1）和延迟整流钾通道电流（IK）。Ⅲ期（快速复极末期），主要是外向钾离子流快速延迟整流钾电流Ikr、缓慢激活延迟整流钾电流Iks、乙酰胆碱敏感钾电流Ik-Ach、ATP敏感性钾电流Ik-ATP形成。Ⅳ期（静息或电舒张期或起搏阶段），使膜电位恢复到静息水平，其背景钾电流是内向整流钾通道电流Ik1。随着90年代心脏内膜、外膜和中层M细胞的发现，已知不同心肌细胞离子通道的数量和表达均不同，从而明确了心脏动作电位具有不同区域性分布。因为离子通道正常的结构和功能是维持心脏生物活性的重要基础。如果心脏离子通道基因缺陷与功能障碍，包括离子通道功能过度表达（功能获得）或衰减（功能丧失），导致心脏电紊乱即称为心脏离子通道疾病。 1.2 动作电位和ECG波群的关联 跨膜ECG记录及相关波形的产生（见图1-41-1）。QRS波起点与最早激动的内膜动作电位起点同步，QRS终点与内、外膜或M细胞层间动作电位穹窿压阶梯度值有关。T波顶峰与外膜复极终点同步，T波终点与M细胞复极终点同步。TpTe代表T波顶峰到T波终点的时间（见图2-41-1），在动作电位上为最短的动作电位时程和最长动作电位时程的差值（TDR）。 1.3 遗传学基本概念 细胞膜离子通道结构和功能正常是细胞进行生理活动的基础。如果离子通道的特定位点突变引起氨基酸改变从而影响通道蛋白功能，就可引起心脏机能紊乱，形成遗传性疾病。基因突变是指DNA分子中的核苷酸序列发生改变，使遗传密码编码产生相应的改变，导致蛋白质的氨基酸变化。如果这种突变在正常人群发生率不到1%，即称为致病基因。突变的方式包括碱基替换和移码突变等。 图1-41-1动作电位和跨膜ECG记录。上帧为心肌内膜、M细胞和外膜动作电位图，下帧为ECG形成与各层细胞动作电位的关系。
中药对心肌细胞钙离子通道作用的研究与展望
中药对心肌细胞钙离子通道作用的研究 与展望 （作者:___________单位: ___________邮编: ___________） 【关键词】心肌细胞；钙离子通道；膜片钳技术；中药；综述 心肌细胞具有两个重要特征：一是在细胞内外环境中存在着巨大的离子浓度差；二是通过短暂的特异离子通道的开启和关闭,可以使细胞膜去极化,引起一系列效应,包括心肌细胞的收缩和舒张,其中钙离子通道扮演了十分重要的角色。目前发现,心肌细胞中最主要的有L型和T型两种钙离子通道,二者同属于电压依赖性钙离子通道。L型钙离子通道分布于包括心室肌在内的所有心肌细胞中,它对动作电位平台期的形成、细胞内钙离子的增多和肌肉收缩期起重要的作用,通道约在-60～-40 mV被激活。T型钙离子通道主要分布于传导和起搏细胞中,一般认为它在舒张期去极化和心脏起搏活动中发挥作用,通道约在-60～-50 mV被激活。 作用于钙通道的药物主要有两大类：第一类是钙通道激动剂,目前多做工具药；第二类是钙通道阻断剂,是目前临床中应用很广的一类药。钙通道阻断剂对心血管系统的主要药理作用为：①对心脏有负
性频率、负性传导、负性激励作用,主要用于治疗心律失常；②对冠状血管有明显的舒张作用,主要用于治疗冠心病心绞痛。鉴于钙通道阻滞剂有如此重要的药理作用,20世纪80年代,原中国中医研究院陈可冀教授率先提出中药钙拮抗剂的研究方向。迄今为止,广大科技工作者对中药进行了大量筛选工作,发现很多活血化瘀、益气养血中药对心肌细胞钙通道有作用,其中以单味中药的有效成分发现为主,而中药复方钙通道影响作用的研究近几年也多有报道。 1 中药有效成分的钙通道作用 1.1 氧化苦参碱 该成分是从豆科槐属植物苦豆子中提取的生物碱,具有抗心律失常的作用。庄氏等[1]应用全细胞膜片钳技术,研究氧化苦参碱对豚鼠心室肌细胞膜L型钙通道电流(Ica-L)的影响,结果表明,氧化苦参碱可浓度依赖性增加Ica-L,在不同膜电位水平对Ica-L具有均匀一致的同等程度的增强作用。因而认为,氧化苦参碱的正性肌力作用是通过作用于心肌细胞膜L型钙通道促使钙内流完成的。这提示氧化苦参碱与现在临床上应用的钙通道拮抗型抗心律失常药物不同,它是具有正性肌力作用的抗心律失常药物。 1.2 白藜芦醇 该成分是植物界广泛分布的羟基二苯乙烯类化合物,亦具有抗心律失常作用。刘氏等[2]应用全细胞膜片钳技术,研究白藜芦醇对豚鼠心室肌细胞膜L型钙通道的影响,发现白藜芦醇能阻滞L型钙通道,减少细胞外的钙离子内流,延长有效不应期,减少早搏后除极的发生,并且