第六篇第三章心力衰竭与离子通道
离子通道与心律失常1
心肌细胞AP大致可分为两类
参数
快反应AP
慢反应AP
产生细胞
心房肌、心室肌、房室束、窦房结、房室结 左右束支、浦肯野细胞
0期去极电流 去极最大速率
INa 200 ~700 V/s
ICa-L 1~15 V/s
超射
+20 ~ +40 mV
0 ~ +20 mV
阈电位
-60 ~ -75 mV
-40 ~ -60 mV
根据电压依赖性和对TTX的敏感性不同分为： 快（瞬时）钠通道：参与AP 0期去极化。 慢（持久）钠通道：参与AP 2期平台的形成。
心肌电压门控钙通道有两种亚型：
L-型 (long-lasting)：广泛存在于所有心肌细胞膜。 激活电压高、电流较大、持续时间长，可被DHPs和 Mn2+阻滞。直接参与窦房结、房室结0期去极化，心 房和心室肌的收缩，维持心房肌、心室肌2期平台。
根据离子通道离子选择性的不同分类：
三. 心肌电生理特性的相关离子通道
(一)钠通道 (sodium channels) 存在于快反应心 肌细胞膜，开放时选择性允许Na+内流。其特征是： （1）电压依赖性 去极化达到一定水平时被激活，通 道开放产生内向钠电流（INa），当达到最大效应后， 失活关闭。 （2）激活和失活速度快 前者1ms, 后者10ms内完成。
0 mV
-85 mV (-80 ~ -90)
Threshold potential
300 ms
Stim.
Differential APs in the Heart
• The cardiac APs are different in SA node and AV node from other specified conduction tissue in morphology and duration.
心力衰竭时的离子通道重构及心律失常
【 提要 】 心力衰竭 时存在 明确 的离子通道重构 ， 主要表现 为 Ｉ Ｉ、 ｉ ｋＩ 的下调及 Ｉ Ｉ ／ ：的 ｋ ｆ Ｎ Ｃ 、 ａ
上调等 ， 它们与心力衰竭 时室性心律失常的发生关 系密切 ， 本文就其 离子流和分子基础作一综
述。
【 关键词】 心力衰竭 心律失常 离子通道
充 血 性 心 力 衰 竭 患 者 临 床 死亡 率 较 高 ，０ ５％
由恶 性室 性 心 律失 常 导 致 心 源 性 猝 死 … 这 与 衰 １， 竭 心肌 细 胞 的 电生 理 特 征 密 切 相 关 ， 括 动 作 电 包
位 时 间 （ Ｐ 延 长 、 极 离 散 度 增 加 、 诱 发 或 Ａ Ｄ） 复 易 自发早 期 后 除极 （ ＡＤ） 晚期 后 除 极 （ Ｄ）出 Ｅ 及 ＤＡ 、 现 异 常 自律性 等 ［３。 】 ， １ 瞬 时 外 向 钾 电 流 （ ｔａ ｓ ｎ ｕｗ ｒ Ｉ ｒｎｉ ｔｏ ｔ ａｄＫ ｅ ｃｒｅｔ ｕｒｎ ）
Ｄ Ｄ Ａ
及
对 ４氨 基 吡 定 （－ 敏 感 ， 时 短 暂 ， 对 形 成 一 ４ＡＰ） 历 但
平 台期 电位非 常重 要 ， ４ ３是 其 主要 侯 选 编 码 Ｋｖ ． 基 因 ；ｔ 的激 活 依赖 于 肌 浆 网 的 Ｃ ２ 放 ， Ｉ２ ０ ａ 释 在动
的 发生 ， 因此与 心 力 衰竭 时 室性 心 律失 常 的
维普资讯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
国外 医 学 ・ 血 管 疾 病 分 册 心
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Ｉ 于 激 活 并 导 致 自发 性 去 极 化 。 Ｉ的上 调 可 导 ｆ 易 ｆ
心力 衰竭 时 Ｉ下 调 。Ｔｓ 等 ［ 研 究 起 搏诱 ｋ ＠ ７ 】
钠离子通道与慢性心力衰竭
【关键词】钠离子通道；晚钠电流；慢性心力衰竭
【中图分类号】Ｒ５４１．６；Ｒ３３１．３＋８ 【文献标识码】Ａ 【ＤＯＩ】１０．１１９１５８．ｉｓｓｎ．１６７１－５４０３．２０１６．０２．０３６
Ｓｏｄｉｕｍ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｃｈｒｏｎｉｃ ｈｅａｒｔ ｆａｉｌｕｒｅ
ＬＩ Ｌｉｌ，ＬＩ Ｙａｎｇ扩，ＧＡＮ Ｆａｎｇ．Ｌｉａｎ９３，ＨＥ Ｘｉ—Ｚｈｅｎ３＋
中华老年多器官疾病杂志２０１６年２Ｊ习２８Ｂ第１５卷第２期Ｃｈｉｎ
Ｊ
Ｍｕｌｔ Ｏｒｇａｎ
Ｄｉｓ
Ｅｌｄｅｒｌｙ，Ｖ０１．１５，Ｎｏ．２，Ｆｅｂ ２８，２０１６。１５３・
・综
述・
钠离子通道与慢性心力衰竭
李 丽１，李 泱扩，甘方良３，何细珍３＋
（咸宁市中心医院：１药学部，３科教部，咸宁４３７１００；２解放军总医院心内科，北京１００８５３）
１
钠离子通道及其调控蛋白
钠离子通道是位于细胞膜的一种跨膜糖蛋白，
Ｎａｖｌ．２、Ｎａｖｌ．３、Ｎａｖｌ．６及骨骼肌钠离子通道 Ｎａｙｌ．４）在成年鼠心室肌细胞表面也有分布，并占
收稿日期：２０１５－０８－０６；修回日期：２０１５—０９—０１ 基金项目：北京市自然科学基金面上项目（７１５２１２９）；解放军总医院ｌ临床扶持基金（２０１２ＦＣ－ＴＳＹＳ一３０４３） 通信作者：何细珍，Ｅ－ｍａｉｌ：４０９４０５９５７＠ｑｑ．ｃｏｒｎ；李 泱，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｙａｎｇｂｓｈ＠１６３．ｃｏｒｎ
ｔｏ
ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ
ａｎｄ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｄｉａｃ ｄｕｒａｔｉｏｎ．Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌ，ａｎｄ ａｌｓｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｌａｔｅ ｓｏｄｉｕｍ ｃｈａｎｎｅｌ
浅析线粒体离子通道对心脏疾病的影响
浅析线粒体离子通道对心脏疾病的影响【摘要】线粒体在能量代谢、自由基产生、衰老、细胞凋亡中起重要作用。
线粒体的基因突变，呼吸链缺陷，线粒体膜的改变等因素均会影响整个细胞的正常功能，从而导致某些病变。
许多研究表明，线粒体功能异常与心脏疾病的发生发展过程密切相关，既是疾病病因之一，亦是疾病发病的早期征兆。
正常情况下线粒体为心脏提供能量，并维持细胞稳态，线粒体功能的稳定对于心脏正常生理功能的维持尤为重要。
【关键词】线粒体心脏疾病心脏是人体内最大的耗能器官，线粒体是能量的主要来源。
线粒体在心肌细胞中大量分布，约占心肌细胞总容积的40-60%。
正常情况下，线粒体通过磷酸化产生三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP），为心肌细胞的正常收缩及代谢提供能量，并维持细胞内稳态。
由于心脏本身的需氧特征，心肌细胞内的线粒体通过大量的非线性化学反应维持代谢的稳定性。
线粒体主要排列在相邻的肌原纤维间，且紧靠包膜下，该结构决定了线粒体可以准确地为心肌细胞的正常收缩提供能量。
总之，线粒体功能的稳定对于心脏正常生理功能的维持尤为重要。
线粒体是位于真核细胞浆中的一些小体（0.5～1μm），由内膜、外膜、基质和膜间隙构成。
线粒体作为细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所，是控制和调节新陈代谢的重要细胞器。
心脏中存在着丰富的线粒体，线粒体的正常功能对于维持心脏功能具有至关重要的作用。
分子量1万以下的小分子物质可透过外膜，而内膜对许多物质具有选择性，内膜的这种相对的不通透性对于合成三磷酸腺苷（ATP）时所需维持的质子梯度很重要。
线粒体的内、外膜上具有多种离子通道、受体，包括：线粒体ATP敏感性钾离子（mitochondrial ATP sensitive potassium channel, mitoKATP）通道，线粒体通透性转换孔道（mitochondrial permeability transition pore, mPTP），线粒体内膜钾离子（mitochondrial calcium-activated K+ channels, mitoKCa ）通道，线粒体转位蛋白（mitochondrial translocator protein, TSPO）等。
Piezo1离子通道在心血管病中的作用
•综述•PleZ〇l离子通道在心血管病中的作用吴霁.李萍南昌大学第二附属医院心血管内科，江西南昌330006机械信号转导是生理和病理条件下，细胞对各种 机械力的基本反应:1]。
细胞膜上离子通道的开放是机械力激活细胞信号的最早反应.参与机械转导的分子有机械敏感性离子通道、整合素、G蛋白耦联受体、细 胞骨架等。
Piezo蛋白是2010年发现的机械敏感性离子通道，是目前细胞机械力学研究热点。
不同的机械 信号.包括戳刺、拉伸、挤压力、剪切力均可使细胞膜上Piezo离子通道激活。
Piezo蛋白是一种非选择性阳离 子通道•可以引起钾、钠、钙离子内流.主要是钙离子内 流，引起细胞去极化[2:.参与胚胎发育、肿瘤转移、心室 重构、动脉粥样硬化、血压调节、骨质疏松等病理生理过程。
本文主要综述Piezol在心血管相关疾病—高 血压、动脉粥样硬化、心力衰竭和心律失常中的作用。
1P ie z o的结构和功能Piezo蛋白是Coste等[3]于2010年发现.他们通过 小干扰 RNA(small interfering R N A，siRNA)干扰小 鼠神经母细胞瘤Neur〇2A细胞•验证73个基因对机 械诱导的电流影响.发现敲除和Fuw38B基 因时对电流影响最大，并确定这2种基因编码的蛋白质是离子通道蛋白，命名为Piezol和Piezo2。
Piezo由希腊语“piesi”而来，意思为“压力”。
Pi e z o蛋白是一类 高度保守的离子通道蛋白.存在于细菌、古细菌、线虫、植物m，参与多种机械信号转导，包括触觉、本体感觉、血管发育和呼吸等生理过程。
P iezol蛋白是由2 500 多个氨基酸组成的大分子蛋白，是目前发现分子量最大的离子通道蛋白，具有38个跨膜螺旋组成的三叶结构，胞外结构域类似于三个远端叶片和一个中心帽。
这些跨膜螺旋片段形成三个外翼。
三个外翼包围离子 传导的中央孔模块.中央孔模块由外螺旋、C端胞外结 构域、内螺旋和C端胞内结构域组成，C端胞外结构域 形成了带有负电荷残基的“帽”结构，决定了阳离子人孔道而非阴离子-w(图1)。
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 综合征( short QT syndrome ,SQTS ) 等,可能还包括遗传性心脏传导阻滞、不可预测的夜间猝死综合征、婴儿猝死综合征等。
心力衰竭的分子机制与治疗进展
心力衰竭的分子机制与治疗进展概述心力衰竭是一种严重的心脏疾病，其发病率逐年增加。
它通常由心脏结构改变、心肌损伤、细胞通道失调以及多种代谢紊乱等因素引起。
本文将探讨心力衰竭的分子机制，并介绍当前关于治疗该疾病的最新进展。
一、分子机制1.1 心脏结构改变在心力衰竭中，心脏发生了一系列结构性改变，如左室扩张和重塑。
这些改变主要是由于长期压力负荷和心肌损伤所致。
调节这些结构性改变的信号通路对于预防和治疗心力衰竭至关重要。
1.2 心肌损伤损伤的心肌组织会导致更严重的功能障碍，加重患者的病情。
目前，许多学者正在寻找抑制或逆转这种损伤过程的方法，以减轻患者的痛苦并提高生活质量。
1.3 细胞通道失调心力衰竭患者的心肌细胞通常具有离子通道紊乱，这会导致动作电位异常和心脏节律失常等问题。
因此，研究人员正在努力找到可以调节这些通道的药物，以恢复正常心脏功能。
1.4 代谢紊乱心力衰竭患者的能量代谢也经常受到影响。
研究发现，调节葡萄糖、脂肪酸和氨基酸代谢可能对治疗心力衰竭非常关键。
目前，许多药物正在研发中，旨在修复代谢紊乱并改善患者的预后。
二、治疗进展2.1 药物治疗目前，针对心力衰竭的药物主要包括ACE抑制剂、β受体阻断剂和醛固酮拮抗剂等。
这些药物通过不同机制来减轻心脏负荷、降低血压、抑制交感神经系统活性等方式达到改善患者生活质量和延长寿命的效果。
2.2 细胞治疗细胞治疗作为一种新兴的治疗方式，已经在心力衰竭患者中取得了一定的进展。
干细胞移植和心肌修复是其中较为常见的方法。
这些治疗可以促进心肌再生和恢复功能，极大地改善了患者的预后。
2.3 器械支持对于严重心力衰竭患者，尤其是无法进行心脏移植的患者，器械支持是一种有效的治疗选择。
人工心脏辅助装置（VAD）和体外膜肺氧合（ECMO）等器械可以暂时或长期帮助患者维持生命，并提高生活质量。
2.4 基因治疗基因治疗作为一种前沿技术，近年来也逐渐用于心力衰竭的治疗。
通过基因测序和基因编辑技术，可以改变特定基因或调节信号通路来干预心力衰竭发展过程。
心脏离子通道药理(一)
心脏离子通道药理(一)心脏离子通道药理是一门研究心脏离子通道的药物作用机制和应用的学科。
心脏离子通道药理的研究对于治疗心律失常等心脏疾病具有重要的意义。
下面从心脏离子通道药理的定义、离子通道药物作用机制、影响离子通道药物的因素、心脏离子通道药物的临床应用等方面来探讨心脏离子通道药理的相关知识。
一、定义心脏离子通道药理是一门研究心脏离子通道的药物作用机制和应用的学科。
其中的离子通道指的是心肌细胞膜上的离子通道，这些离子通道通过调节离子在细胞内外的流动，影响心肌细胞动作电位的形成和传导，进而影响心脏的收缩和功能。
二、离子通道药物作用机制心脏离子通道药物可通过以下机制影响心脏离子通道的功能：1、直接作用于离子通道，改变通道的功能状态，如钾离子通道抑制剂阿米达林等。
2、通过调节细胞膜电位，改变离子通道的打开或关闭状态，如钙离子通道拮抗剂硫酸氨基比林等。
3、通过与离子通道结合，改变配体的结合和离开，影响通道活性，如钠离子通道拮抗剂普鲁卡因等。
三、影响离子通道药物的因素心脏离子通道药物的药效和安全性受多种因素影响，包括药物的化学性质、剂量、给药方式、药物代谢和排泄以及个体差异等因素。
其中，药物的化学性质和药物的剂量是对药物作用最直接、最重要的两个因素。
药物的化学性质直接关系到药物在体内的稳定性、代谢途径、药物靶向以及不良反应等。
而药物的剂量则是对药物效果和安全性最直接的一个因素，用药时应遵医嘱，不可随意改变药物剂量或给药方式。
四、心脏离子通道药物的临床应用心脏离子通道药物在临床上主要应用于治疗心律失常、心绞痛和心力衰竭等心脏疾病。
常用的心脏离子通道药物包括β受体拮抗剂、钙离子通道拮抗剂、钠离子通道拮抗剂和钾离子通道抑制剂等。
这些药物通过不同的机制影响心脏离子通道的功能，从而达到治疗心脏疾病的目的。
总之，心脏离子通道药理是一门重要的学科，它的研究对于治疗心脏疾病具有重要的作用。
在临床上，要结合患者的具体情况，选择合适的药物和剂量，从而达到最好的治疗效果和安全性。
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第三章心力衰竭与离子通道心肌肥厚是心脏对多种诱发因素作出的一种适应性反应，表现为细胞体积增大、蛋白合成增加等。
高血压、心肌梗死、心律失常以及内分泌失调等均能诱发心肌肥厚。
心肌早期肥厚可代偿性增加心输出量，但长期心肌肥厚将导致扩张性心肌病、心衰和猝死。
心肌肥厚是心血管疾病发病和病死的最危险因素，心肌肥厚继续发展的结果即为心力衰竭。
心力衰竭是一种病理生理状态，此时心脏不能或仅在提高充盈压后方能泵出组织代谢所需要的相应血量。
心力衰竭心脏的一个特征是心脏电活动紊乱，有研究报道心衰死亡人群中30％~50％是由于突发性室性心动过速。
心脏复极异常增加了心衰心脏猝死的危险性，在心肌肥厚和心衰动物模型中，均发现心肌细胞动作电位时程延长，而动作电位时程延长本身又易造成复极过程不稳定。
因此，人们对肥厚心肌和心衰心脏的离子通道功能、表达进行了大量研究。
已证实在肥厚和衰竭心肌，存在细胞和分子水平的重要变化。
心衰心脏的兴奋-收缩耦联、收缩蛋白功能和能量学均发现异常，并观察到与正常心脏结构和功能密切相关的几种蛋白表达异常。
本章将重点介绍心力衰竭与心肌细胞离子通道和离子转运的关系。
第一节与心肌收缩、舒张有关的离子通道和离子转运（一）钙通道1．电压门控钙通道（voltage-dependent calcium channels）心肌细胞膜上表达的电压依赖性钙通道可分为L型和T型钙通道。
L型钙通道属高电压激活（high voltage activated）的通道，其电导大，自动衰减现象（rundown）明显，是心肌细胞兴奋时外Ca2+内流的主要途径。
T型钙通道属于低电压激活的（low voltage-activated）通道，其电导小，失活快，不易发生自动衰减现象，正常情况下与心脏起搏活动有关，在心衰和心肌肥厚动物模型中表达增强。
2．钙释放通道（Ca2+ release channels）这类通道位于细胞器膜上（如线粒体、肌质网），细胞器内储存的Ca2+经此通道进入胞浆，参与细胞活动，对兴奋-收缩耦联尤为重要。
目前，已发现两种不同的Ca2+释放通道，即分别由Ryanodine受体（RyR）和三磷酸肌醇受体（inositol triphosphate receptor, IP3R）调节的Ca2+释放通道。
（二）钾通道钾通道（potassium channels）的种类及亚型众多，仅电压依赖性钾通道就已克隆出几十种亚型。
钾通道的活性状态会影响心肌细胞膜电位的变化过程及Ca2+的跨膜转运，并间接参与收缩-舒张过程的调节。
（三）钠通道动作电位0期去极化反应起始于钠通道的开放，钠通道的激活阈值约为-70mV~-60mV（threshold of activation）。
在去极化的最初几毫秒，钠离子迅速内流。
在失活闸门缓慢关闭过程中有两个时间常数，第一时间常数小于1ms，在此期间钠电流被迅速阻断；第二时间常数较慢，约为4ms，与动作电位晚期钠电流的持续减小有关。
钠通道可处于静止态、激活态、失活态中的任何一期。
静止态的钠通道受到一定强度的刺激后可进入激活态，而失活态的钠通道必须恢复到静息态后才可在一定强度的刺激下进入激活态。
（四）钠-钙交换体细胞内钙离子外流约80%是通过钠-钙交换体完成的，其驱动力来自细胞膜两侧的钠离子梯度，此梯度由Na+-K+-ATP酶维持。
钠-钙交换体在转运1个钙离子的同时反方向转运3个钠离子，因此钠-钙交换是生电的，电流方向与钙离子流动方向相反。
钠-钙交换产生的电流很小，只有几毫伏，因此对心肌膜电位影响不大。
钠-钙交换会影响膜电位，反过来膜电位也影响两种离子的交换。
例如，静息电位状态下的电位梯度会“拉动”钠离子进细胞，因此在舒张期此交换引起钙离子外流；但在心肌细胞动作电位的平台期，胞内带正电荷，此时钠-钙交换引起钙离子内流。
可见，当细胞处于收缩或舒张状态时，钙流动的方向有助于维持其状态。
（五）钠泵钠泵即Na+-K+-ATP酶，它利用ATP水解产生的能量建立细胞膜两侧的钠离子梯度。
由钠离子梯度形成的势能储备对维持细胞的组成，间接参与调节心肌收缩力起着重要作用。
钠离子梯度对心脏电活动也是必不可少的，它为心脏工作细胞和快传导细胞的主要除极化电流（钠电流）提供动力。
钠泵的直接作用是清除每次动作电位过程中进入胞内的少量钠离子，同时还原复极过程中胞内丢失的少量钾离子，尽管只有少量的钠离子和钾离子进行交换，但均逆浓度梯度进行，因此，需要一个主动转运过程恢复细胞膜两侧的离子成分。
第二节心肌肥厚和心衰时离子通道和离子转运的变化一、动作电位时程的变化心肌代偿并最终导致心衰的机制还不清楚，但在心衰病人和动物模型中均发现动作电位时程（action potential duration, APD）延长，APD延长是一种早期的代偿机制。
动作电位（action potential, AP）依赖于除极化和复极化电流的精确平衡。
通常情况下L型钙电流不变或者减小，因此对APD的延长不起作用。
在肥厚心肌Na+-Ca2+交换电流可能增加，而且压力过负荷使Na+-Ca2+交换表达增加，因此，这种交换产生的电流与APD的延长有关。
背景复极电流的改变也会影响肥厚和衰竭心脏的APD，但程度还不清楚。
在心肌肥厚动物模型中Na+-K+-ATP酶的活性降低，而且该酶的异构表达也发生改变。
钾电流是主要的复极电流，在动作电位的平台期激活，它的变化与APD的延长有关，在许多心脏肥大的动物模型和心衰病人都观察到钾电流的减弱。
无论物种、疾病阶段如何，其肥厚心肌中都发现瞬间外向钾电流（Ito）密度减小，Ito的减小是心肌肥厚和心衰时APD延长的主要因素。
其他复极钾电流的作用还不清楚。
APD是调节胞内钙储库释放钙的重要因素，APD延长会增加心肌细胞钙瞬变的幅度。
APD影响心肌兴奋时释放钙量的机制涉及两个膜蛋白即L型钙通道和Na+-Ca2+交换体，因为它们的功能直接受膜电位的影响。
APD平台期延长使通过L型钙通道内流的钙增多，而通过Na+-Ca2+交换途径外排的钙减少，因此细胞内钙增多。
钙瞬变幅度增加、钾通道表达减少、APD延长以及心脏负荷增加都可以增加心肌收缩力，使心脏的代偿成为可能。
二、钙通道的变化Ca2+在心肌的收缩和舒张过程中起关键作用。
晚期心衰患者移植前的患病心脏动作电位时程及收缩期明显延长，同时心脏舒张功能受损。
对心衰心脏的器官水平研究表明，心衰心脏的电生理特性和收缩特性的改变与心肌舒张过程中心肌细胞内Ca2+延迟升高有关。
细胞水平的研究表明，心衰心肌细胞除极过程中Ca2+内流迟缓，因此Ca2+较慢地释放至收缩结构，导致收缩期延长；在复极过程中Ca2+浓度下降缓慢，导致舒张期延长。
细胞内Ca2+浓度受肌膜、肌浆网上的钙离子通道及多种酶和线粒体的调节。
许多研究证明肥厚和衰竭心肌中多种蛋白的表达和/或功能发生改变（表6-3-1）。
表6-3-1 衰竭人类心肌细胞内的Ca2+平衡细胞内Ca2+水平基础（舒张期）↑峰值（收缩期）↑舒张期下降速率↓控Ca2+蛋白和/或mRNA水平肌浆网Ca2+依赖ATP酶↓受磷蛋白（phospholamban, PLN）↓Ca2+释放通道↓电压依赖性Ca2+通道↓Na+/ Ca2+交换系统↑肌集钙蛋白←→（一）L型钙通道在所有的心肌细胞中都发现了L型钙通道，它能触发肌浆网释放钙和再摄取钙，并在兴奋-收缩耦联中起重要作用。
有关心衰心肌细胞L型钙通道的改变，许多研究从不同的动物模型得到的结果不尽相同，除了物种不同，还有很多原因导致不同的结果，如模型不同、心肌肥厚的程度不同、血流动力学状态不同、心衰的阶段不同等。
实验过程，尤其是用酶分离细胞的过程是选择性的，会引入误差。
另外，同一心脏组织不同的细胞，其肥厚和衰竭的程度也不同。
然而，一般的趋势是代偿性心肌肥厚时L型钙电流（I Ca-L）的密度不变或明显增加，心力衰竭时I Ca-L不变或明显减少，I Ca-L的电生理性质无明显变化。
在代偿性心肌肥厚和心衰时L型钙通道蛋白的活性是否发生变化现在还不确定。
尽管如此，心衰时L型钙通道与APD延长无关，因为I Ca-L降低或不变对心衰可能没有影响或影响较小。
心衰时，钙通道在兴奋-收缩耦联中的功能以及与正性肌力有关的生理调节受损，但钙通道密度和生物物理学性质的具体变化还不确定。
今后应从分子水平研究钙通道蛋白是否发生改变，亚型的组成和α1异构体的性质是否有变化，这可能与时间依赖性、电压依赖性和对磷酸化的敏感性改变有关。
（二）T型钙通道心肌细胞只表达L型和T型钙通道，30多年前就已证实L型钙通道的存在，至到1985年Nilius等才首次在豚鼠心肌细胞中发现T型钙通道。
1995年Lemaire等首次在人的心房肌中发现了一种低电压激活钙通道。
T型钙通道激活、失活及到达峰值电流所需的膜电位较L型低。
当钳制电压在-90mV时，两种钙通道均能被激活，而钳制电位在-50mV时，仅L型钙通道能被激活。
在电压钳制除极化过程中，I Ca-L快速衰减，缓慢失活，而I Ca-T持续时间短，快速失活。
T型钙通道可被选择性T型钙通道阻滞剂米贝地尔阻滞，也可被Ni2+阻滞，而对能阻滞L型钙通道的有机和无机化合物则相对不敏感。
T型钙电流在胚胎期心肌细胞中密度很高，其α1H亚单位mRNA随发育下降，而编码L型钙通道α1C亚单位的mRNA随发育上升。
T型钙通道可以被一种由磷脂酶C释放的细胞内信号分子—甘油二酯（DAG）所激活。
Wang等以HEK-293细胞为模型首次证明过量表达T型钙通道α1H亚单位基因能直接促进细胞增殖，并认为可能是通过细胞周期的Gi/S期的某种机制发挥作用。
研究发现T型钙电流在新生大鼠心室肌细胞中有表达，但在成年大鼠心室肌细胞中不存在。
除豚鼠外，T型钙电流在成熟哺乳动物心肌细胞中罕见，当压力超负荷引起心肌肥厚或心肌损伤后心肌细胞发生重构时，可导致这种Ca2+电流的重新出现，这些发现支持T型钙通道具有调控心肌细胞生长过程的作用。
三、与钙平衡相关的蛋白变化在心衰的病理生理过程中，兴奋-收缩耦联的变化起了主要作用，包括收缩蛋白被钙激活，随后钙被转移，易化舒张。
心衰时兴奋-收缩耦联出现障碍是由于与钙平衡相关的蛋白密度和功能发生了改变。
1．肌浆网Ca2+-ATP酶肌浆网对Ca2+的再摄取主要由依赖ATP的Ca2+-ATP酶调节，与该酶相关的受磷蛋白对其活力有抑制作用，受cAMP调节的受磷蛋白的磷酸化能够解除这种抑制作用。
抑制作用解除后，肌浆网对Ca2+的再摄取能力增强，因此加速心肌舒张过程。
肌浆网再摄取Ca2+对正常心肌的收缩功能非常重要，因为收缩期触发心肌收缩需要肌浆网释放大量可利用的Ca2+。
对这些观点尽管还有争议，但已发现晚期心力衰竭患者心肌肌浆网Ca2+-ATP酶活力，受磷蛋白mRNA及肌浆网Ca2+-ATP酶蛋白含量均下降。