论文部分内容阅读
冬眠动物的心血管系统能够应对冬眠和激醒过程中特殊的生理条件,具有耐低体温、抗心律失常和耐缺氧等适应性机能特点。心肌细胞是一种可兴奋性细胞,它的功能活动与其电生理特性密切相关,目前冬眠动物心肌细胞耐低温、抗心律失常的电生理机制尚没有明确。
我们选用大鼠作为非冬眠动物模型,与冬眠动物黄鼠进行心室肌细胞电生理特性比较。运用电流钳记录的方法,我们研究了黄鼠心室肌细胞在动作电位基本特性方面与大鼠心室肌细胞的区别。结果表明,在20-25℃,黄鼠心室肌细胞的静息膜电位负于大鼠,维持静息电位的内向整流钾电流(IK1)密度显著大于大鼠。这两点相辅相成,意味着黄鼠心室肌细胞更不容易产生触发性活动。其次,黄鼠心室肌细胞动作电位幅度和去极化速率均显著高于大鼠,有力地证明了黄鼠心室肌细胞在低温下能够保持良好的兴奋性。
心肌细胞内钙离子的动态过程直接影响其生理功能,维持胞内钙稳态的适应机制是冬眠动物生存的关键之一。本文采用全细胞膜片钳的方法,比较了大鼠和黄鼠心室肌细胞L型钙通道的特性。我们发现黄鼠心室肌细胞L型钙电流稳态激活曲线和失活曲线都比大鼠向更正的电位方向偏移。这可以避免在静息膜电位附近由L型钙通道窗流介导的内向电流引起细胞内钙超载,减小触发性活动的可能性。同时我们用H89抑制PKA的活性,发现黄鼠心室肌细胞的L型钙电流幅度显著降低,说明在生理状态下黄鼠心肌细胞L型钙通道的活性就受到一定程度的磷酸化修饰,这为黄鼠在不同季节、不同状态下调节L型钙电流的特性提供了可能性。用KN93抑制CaMKⅡ活性证明了CaMKⅡ磷酸化调节对于黄鼠心室肌细胞L型钙通道在较正的电位下失活有一定作用。
冬眠是伴随季节出现的一种生物学现象,而对于冬眠动物心室肌细胞L型钙通道在不同季节和状态下的特性变化尚不清楚。在冬眠状态时,黄鼠心室肌细胞L型钙电流幅度显著下降,L型钙通道的稳态失活曲线向更正的电位移动。与非冬眠季节相比,冬眠季节时黄鼠心室肌细胞L型钙通道稳态失活曲线显著右移。
综上所述,本文的工作阐明了冬眠动物黄鼠心室肌细胞电生理方面的特性。这些发现对进一步研究冬眠动物心脏耐低温、抗心律失常等特点的机制具有重要意义。