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目的：研究Ca2+对大鼠肾脏髓袢升支粗段管周膜钾通道活性的影响及其机制。
方法：急性分离肾小管,镜下取髓袢升支粗段,采用细胞贴附式膜片钳技术记录单通道钾电流,观察Ca2+对髓袢升支粗段钾通道的作用。
结果：1.Ca2+升高对大鼠肾脏髓袢升支粗段管周膜50-pS钾通道具有抑制作用。在大鼠肾脏髓袢升支粗段管周膜记录到三种钾通道：50-pS、70-pS、100-pS钾通道。实验结果统计,在肾小管髓袢升支粗段管周膜共成功封接1847次,记录到687次电流,其中,50-pS钾电流记录到509次,占记录总数的74.09％；70-pS钾电流记录到105次,占总数的15.28％；100-pS钾电流记录到73次,占总数的10.63％。这三种钾通道都是随着膜的超级化,电流的幅值逐渐增加。Ca2+从1mmol/L升至3mmol/L能显著抑制肾脏髓袢升支粗段管周膜50-pS钾通道的活性,通道活动度NP0从0.37±0.18下降至0.02±0.01℃a2+对50-pS钾通道的抑制作用具有剂量依赖性,Ca2+浓度越高,抑制作用越明显。Ca2+浓度从1mmol/L升至1.2mmol/L对50-pS钾通道的活性无显著影响(通道活动度NPo稍减小,但无统计学意义);当Ca2+浓度从1mmol/L升至1.5mmol/L时,50-pS钾通道的活动度下降至对照值的63±33％；当Ca2+浓度从lmmol/L升至2mmol/L时,通道NPo降至对照值的35±13％；当Ca2+浓度从1mmol/L升至3mmol/L时,通道NPo进一步降至对照值的5±3％。而用10μmol/L的低Ca2+浴液直接洗脱,可使50-pS钾通道的活性显著增强。2.细胞外Ca2+升高对大鼠肾脏髓袢升支粗段50-pS钾通道的抑制作用不依赖于环一磷酸腺苷(cAMP)-蛋白激酶A(PKA)信号转导途径和磷脂酶A2(PLA2)-花生四烯酸(Arachidonic acid,AA)信号转导途径。PKA激活剂db-cAMP不能阻断Ca2+浓度升高对髓袢升支粗段管周膜50-pS钾通道的抑制效应。Ca2+浓度升高对髓袢升支粗段管周膜50-pS钾通道的抑制作用也不能被PLA2抑制剂AACOCF3、环氧合酶抑制剂Indomethacin和细胞色素P450加单氧酶抑制剂17-ODYA阻断。表明Ca2+浓度升高对髓袢升支粗段管周膜50-pS钾通道的抑制作用不是由eAMP-PKA途径或PLA2-AA信号途径介导的。3.磷脂酶C(PLC)-蛋白激酶C(PKC)信号转导途径介导了细胞外Ca2+升高对大鼠肾脏髓袢升支粗段50-pS钾通道的抑制作用。在PKC抑制剂Calphostin C存在的条件下,Ca2+浓度升高对髓袢升支粗段管周膜50-pS钾通道的抑制作用被阻断,PLC抑制剂U73122也能阻断Ca2+浓度升高对管周膜50-pS钾通道的抑制效应。表明PLC-PKC信号转导途径介导了对髓袢升支粗段管周膜50-pS钾通道的抑制作用。4.Ca2+升高对大鼠肾脏髓袢升支粗段50-pS钾通道的抑制作用可能是通过Ca2+激活细胞膜上的钙敏感受体(Ca2+-sensing receptor,CaSR)实现的。50μM的CaSR激动剂Neomycin显著抑制了髓袢升支粗段管周膜50-pS钾通道的开放,通道NPo从0.2±0.06降低到0.04±0.01。50μM的Neomycin对50-pS钾通道抑制作用的幅度及时间变化过程与Ca2+浓度从1mmol/L儿升至3mmol/L时相似,表明Ca2+浓度升高对50-pS钾通道的抑制作用可能是经CaSR激活途径实现的。
结论：1.在大鼠肾脏髓袢升支粗段管周膜主要存在三种钾通道：50-pS、70-pS和100-pS钾通道,其中50-pS钾通道出现的频率最高。2.细胞外Ca2+升高显著抑制大鼠肾脏髓袢升支粗段50-pS钾通道的活性,Ca2+对50-pS钾通道的调节作用有剂量依赖性。3.细胞外Ca2+升高对大鼠肾脏髓袢升支粗段50-pS钾通道的抑制作用不依赖于cAMP-PKA途径和PLA2-AA途径。4.PLC-PKC信号转导途径介导了细胞外Ca2+升高对大鼠肾脏髓袢升支粗段50-pS钾通道的抑制作用。5.Ca2+升高对大鼠肾脏髓袢升支粗段50-pS钾通道的抑制作用可能是通过Ca2+激活细胞膜上的CaSR实现的。