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蛋白激酶C亚型特异性调控慢激活延迟整流钾电流及其分子机制

目录

中文摘要 (1)

英文摘要 (6)

英文缩写 (13)

研究论文蛋白激酶C亚型特异性调控慢激活延迟整流钾电流及其分子机制

引言 (14)

第一部分不同PKC亚型激动剂对I Ks作用

前言 (16)

材料与方法 (17)

结果 (23)

附图 (26)

讨论 (30)

小结 (31)

参考文献 (31)

第二部分中介I Ks不同调节的PKC亚型

前言 (35)

材料与方法 (36)

结果 (43)

附图 (46)

讨论 (50)

小结 (51)

参考文献 (51)

第三部分PKC亚型特异性调控I Ks的分子机制

前言 (54)

材料与方法 (55)

结果 (56)

附图 (60)

讨论 (66)

小结 (67)

万方数据

参考文献 (68)

结论 (71)

综述延迟整流钾电流(I Ks)的调节与心律失常 (72)

致谢 (91)

个人简历 (92)

万方数据

高钾、低钾血症对心肌兴奋性的影响(1)

(wuwei1970的博客) 原来心肌复极、静息状态的电活动分别是由不同类型的钾通道负责:高钾、低钾血症对心肌兴奋性的影响 问题1:高钾血症时,心肌复极时钾通道通透性增大,钾外流变快,但心肌静息状态时钾外流却减慢,两者不是矛盾吗? 问题2:低钾血症时,为什么骨骼肌、平滑肌的兴奋性下降、而心肌细胞的兴奋性升高? 答:可兴奋细胞(心肌、骨骼肌、平滑肌等)细胞膜上钾通道电流越强,钾外流越多,细胞内负电荷就越多,细胞的兴奋性越低;反之,钾外流越少,细胞内负电荷越少,细胞的兴奋性就越高。 心肌细胞的钾通道种类多,分为: 1. 电压依赖性钾通道,包括: Ik (延迟外向整流钾通道):Ikr(快激活整流钾电流), Iks(慢激活整流钾电流), Ikur (ultra-rapid激活整流钾电流) Ik1(内向整流钾通道(inward rectifier potassium current),Ito (瞬时外向钾通道) 2. 配体/ 受体激活的钾通道,包括:IkATP (ATP依赖性钾通道), IkAch(乙酰胆碱依赖性钾通道, IkAA(花生四烯酸依赖性钾通道) 上述各种钾通道,在心肌细胞的正常电生理活动和病理状态下的电活动中各自发挥其特定的作用。一般而言,电压依赖性钾通道和IkAch在心肌细胞的正常电生理活动中起重要作用,而在心肌缺血等病理条件下,配体/ 受体激活的钾通道如IkATP,IkAA等变得重要。 心肌细胞动作电位复极化及静息膜电位的形成,分别由不同类型的钾通道参与: (1)心肌细胞动作电位复极相的主要离子流取决于Ikr(快激活整流钾电流), 其辐值大小决定了动作电位复极的速率。细胞外钾离子浓度变动对心肌Ikr的通透性会产生影响,即: 细胞外低钾时,心肌细胞Ikr变弱,钾外流减少,复极变慢,故心肌收缩性(平台期钙内流)

高钾、低钾血症对心肌兴奋性的影响(1)

() 原来心肌复极、静息状态的电活动分别是由不同类型的钾通道负责:高钾、低钾血症对心肌兴奋性的影响 问题1:高钾血症时,心肌复极时钾通道通透性增大,钾外流变快,但心肌静息状态时钾外流却减慢,两者不是矛盾吗 问题2:低钾血症时,为什么骨骼肌、平滑肌的兴奋性下降、而心肌细胞的兴奋性升高 答:可兴奋细胞(心肌、骨骼肌、平滑肌等)细胞膜上钾通道电流越强,钾外流越多,细胞内负电荷就越多,细胞的兴奋性越低;反之,钾外流越少,细胞内负电荷越少,细胞的兴奋性就越高。 心肌细胞的钾通道种类多,分为: 1. 电压依赖性钾通道,包括: Ik (延迟外向整流钾通道):Ikr(快激活整流钾电流), Iks(慢激活整流钾电流), Ikur(ultra-rapid 激活整流钾电流) Ik1(内向整流钾通道(inward rectifier potassium current),Ito (瞬时外向钾通道) 2. 配体/ 受体激活的钾通道,包括:IkATP (ATP依赖性钾通道), IkAch(乙酰胆碱依赖性钾通道, IkAA(花生四烯酸依赖性钾通道)

上述各种钾通道,在心肌细胞的正常电生理活动和病理状态下的电活动中各自发挥其特定的 作用。一般而言,电压依赖性钾通道和IkAch在心肌细胞的正常电生理活动中起重要作用,而在心肌缺血等病理条件下,配体/ 受体激活的钾通道如IkATP,IkAA等变得重要。 心肌细胞动作电位复极化及静息膜电位的形成,分别由不同类型的钾通道参与: (1)心肌细胞动作电位复极相的主要离子流取决于Ikr(快激活整流钾电流), 其辐值大小决定了动作电位复极的速率。细胞外钾离子浓度变动对心肌Ikr的通透性会产生影响,即: 细胞外低钾时,心肌细胞Ikr变弱,钾外流减少,复极变慢,故心肌收缩性(平台期钙内流)\自律性(复极4相自发钠内流)增强; 反之,细胞外高钾时,Ikr变强,钾外流增多, 复极变快,心肌收缩性、自律性下降。 (2) 心肌细胞静息膜电位(正常:-90mv) 则主要受Ik1(内向整流钾通道)及背景钠内流的影响(参见人卫,朱大年等主编的“生理学”第8版P101-102)这一点与骨骼肌、平滑肌不同,骨骼肌、平滑肌无Ik1)。整流是引用物理学上的名词,指电流易向一个方向流动,而不易向反方向流动;内向整流(inward rectification)是指正离子易从细胞外流入胞内,而不易从细胞膜内流向膜外(参见人卫,姚泰的“生理学”第5版P88)。Ik1(内向整流钾通道)开放程度受膜电位的影响。低钾血症,心肌细胞膜发生超极化趋势时(静息膜电位在-85mv 以下),Ik1激活,促进钾内流的电场力大于促进钾外流的浓度势能,钾则内流;以阻止钾外流,而基础的钠内流又使膜部分去极化,从而使心肌细胞的静息电位绝对值减小,故兴奋性增高。而骨骼肌、平滑肌无Ik1,所以低钾血症骨骼肌、平滑肌发生超极化趋势时,无法阻断钾的外 流,从而最终引起超极化现象,骨骼肌、平滑肌的兴奋性下降。 (3) 高钾血症,心肌细胞静息状态时根本无超极化发生(因为高血钾导致心肌细胞静息状态时细胞内外钾浓度差缩小,钾外流变少,静息膜电位绝对值变小,如为-75mv),心肌兴奋性会因为较接近阈电位而暂时升高,但当静息膜电位过于接近阈电位-60mv时,快钠通道完全失活,心肌兴奋性下降。 综合(1)(3)点可回答问题1,第(2)点可回答问题2。 总之,细胞外钾变化对心肌的影响是:低钾血症时,钾外流变少,心肌兴奋性、自律性升高; 高钾血症时,(复极)钾外流变多,自律性下降,心肌兴奋性先升后降。因自律性就是心肌自律细胞的兴奋性,故简而言之,低钾血症时心肌兴奋性升高,高钾血症时心肌兴奋性降低!

缓慢激活延迟整流钾通道(IKs)的研究进展

协同参与调节其复极过程, 并以延迟整流钾通道(delayed rectifier potassium cur- rent,IK)的作用最为重要。20 世纪60 年代末,Noble 和Tsien 首次在羊浦 成分, 分别称为IK1和IK2[1]。1990 年Sanguinetti等观察了E24031对豚鼠单 不同的敏感性分别命名为快速激活的延迟整流钾通道(rapidly activated delaye ctivated delayed rectifier potassuim curr- ent, IKs)。目前,普遍认为IK 包含3个成分,除了上述的两种通道以外,还包含超快激活的延迟整流钾电流(ul

至少两倍。有研究证明在KCNQ1/KCNE1通道上有两个功能各不相同的PKC作用位点,KCNE1上的磷酸化位点N102是PKC对IKs进行调控的作用位点[13]。除此之外,PKC预调控会阻碍PKA对IKs的调控,而且PKC对于已经因为PKA调控而增强的IK s电流不产生作用,这说明PKA和PKC对IKs的调控是互相排斥的。 4 IKs阻断剂 IKs对甲磺酸盐类有抵抗作用,但可被色原烷醇类(293B、HMR-1556),吲 哚帕胺,硫喷妥钠,异丙酚和地西泮(L-768、673,L735、821或L-7)选择性阻断[15~17]。此外,色原烷醇类对于开放通道的阻断作用具有对映选择性,(-)3 R,4S-293B和(-)3R,4S-HMR1556为有效的IKs选择性阻断剂就是很好的例子[1 8]。 IKs一开始就是Ⅲ类抗心律失常药的非常有吸引力的作用靶点。这是因为I Ks由于它的缓慢失活特性在高速驱动频率下会出现累积,于是IKs阻断剂有希望在高频率下更有效地延长APD。实际上,在人心室肌细胞中,293B延长APD和不应期且与频率无关,所以认为IKs阻断剂与IKr阻断剂相比较而言,致心律失常性更低[19]。另外,因为IKs激活发生0mV附近,而这个电压较浦肯野纤维的动作电位更正,IKs在这个水平上应该不会延长APD。而在心室肌细胞中,平台电位更正(≈+20mV),使得IKs本质上更多地被激活,反而阻断IKs可能会明显延长APD。这两种作用的净结果可能是减少了极化过程中药物诱发的离散程度并降低致心律失常性。 IKs阻断剂延长心脏APD和QT间期,并能缓解已治愈心肌梗死动物由于急 性冠脉缺血、运动而引发的室性快速心律失常,这种QT间期延长可因为受到β-肾上腺素的刺激而得到增强。犬左心室动脉灌流中,293B延长心室APD和QT间期, 并且并不引发TdP,然而在293B存在的情况下,异丙肾上腺素会缩短心内膜和心外膜上的ADP,但对M细胞没有影响,这样就加强了复极化过程中的透壁不均一性, 引发TdP[20]。这就是为什么β-肾上腺素对LQT1及LQT5型病人有治疗作用,但

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