觀察AngⅡ對人心房肌細胞膜鉀電流的作用,揭示其參與房性心律失常的電生理機制,為套用AngⅡ受體拮抗劑治療房性心律失常提供實驗基礎.方法:急性分離單個人心房肌細胞,採用全細胞膜片鉗方法記錄內向整流鉀電流(Ik1)、短暫外向鉀電流(Ito).實驗分4組:對照組,AngⅡ(01μmol/L)組,替米沙坦(001μmol/L)組,AngⅡ+替米沙坦組.結果:與對照組相比,01μmol/LAngⅡ使人心房肌細胞膜Ito峰值電流密度明顯下降(pA/pF,655±052vs1265±106,P<001),在-100mV電壓下使IK1峰值電流密度顯著升高(pA/pF,-931±102vs-523±098,P<001).0.01μmol/L替米沙坦對人心房肌細胞膜ItoIK1無明顯影響,但可拮抗AngII的作用;AngⅡ+替米沙坦組的Ito峰值電流密度(pA/pF,1174±128)和IK1峰值電流密度(pA/pF,-613±115)與AngⅡ組相比有顯著差別(P<001).結論:AngⅡ對人心房肌細胞具有明顯的電生理學作用,01μmol/LAngⅡ可促進人心房肌細胞膜IK1並抑制Ito,替米沙坦可拮抗AngⅡ對人心房肌細胞膜鉀電流的作用.
【關鍵字】替米沙坦;鉀通道;膜片鉗術;心房;肌細胞;血管緊張素Ⅱ
0引言
血管緊張素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AngⅡ)是腎素血管緊張素系統中的主要活性肽產物,與許多心血管疾病密切相關.近年來發現血管緊張素轉換酶抑制劑具有防治房顫的作用,AngⅡ在心律失常發生中的作用受到關注[1,2].研究證實AngⅡ不僅可引起室性心律失常,且對心房電重構有促進作用,有利於心房顫動的發生與維持,而AngⅡ受體拮抗劑可抑制心房電重構[3,4].本實驗旨在通過研究AngⅡ對人單個心房肌細胞鉀離子流的作用,了解其誘發房性心律失常可能的電生理學機制;並觀察替米沙坦(telmisartan)的拮抗作用,為套用AngII受體拮抗劑治療房性心律失常提供實驗基礎.
1材料和方法
11材料
111對象200306/200406西京醫院接受心臟體外循環手術的先天性心臟病患者10(男6,女4)例;平均年齡(148±56)歲.患者皆無持續性房顫病史,無嚴重左室功能不全,2wk未使用過血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑或血管緊張素轉換酶抑制劑.建立體外循環前取右心耳組織,放入氧飽和的4℃心臟停搏液中,5min內送回實驗室.
112溶液成分和試劑①正常Tyrode氏液組成為(mmol/L):NaCl126、KCl54、MgCl208、CaCl21、NaH2PO4033、Glucose55、hepes10,用NaOH調pH至74.②無鈣Tyrode氏液為上述正常Tyrode氏液中不含CaCl2.③KB液的組成為(mmol/L):谷氨酸70、KCl0、牛磺酸10、KH2PO410、EGTA10、Glucose10、用KOH調pH至74.④記錄鉀通道電流的電極內液(mmol/L):KCl140、MgCl205、HEPES10、EGTA10、Na2ATP5.pH用KOH校至72.電極外液:NaCl135、KCl54、CaCl21、MgCl22、HEPES5、Glucose15,pH用NaOH校至74.⑤AngⅡ和替米沙坦的配製:AngⅡ以1mmol/L濃度溶於雙蒸餾水中,分裝後-20℃保存,實驗時以分裝液溶於細胞外液而得到01μmol/L終濃度.替米沙坦結晶粉末幾乎不溶於水和pH39的水溶液.溶液配置方法:稱取替米沙坦52mg,加入60mLDMEM培養基中;用1mol/LNaOH調pH至95,攪拌至藥物完全溶解;再加DMEM培養液至溶液總量為100mL;用1mol/LHCl調pH至74備用.替米沙坦配製濃度為01mmol/L,實驗時終濃度為001μmol/L.實驗所用AngⅡ、膠原酶、蛋白酶、EGTA、HEPES、TTX、CdCl2、4AP為美國Sigma公司產品,DMEM培養基為美國GIBCO公司產品,替米沙坦為江蘇天士力帝益藥業有限公司贈送,其餘為國產分析純.
12方法
121單個人心房肌細胞的分離根據我科實驗室的方法進行[5].人右心耳標本在氧飽和無鈣台氏液中剪成約01mm×01mm×01mm的組織塊,洗滌;在37℃、磁力攪拌及充氧條件下,用含膠原酶(333mkat/L)、蛋白酶(3334μkat/L)的無鈣台氏液消化15min後,換為含膠原酶333mkat/L的無鈣台氏液進一步消化;5~10min後將組織塊在KB液中輕輕吹打,細胞懸液用200目濾網過濾;細胞在KB液中保存60min後進行電生理記錄.
122實驗分組實驗分4組:對照組;AngⅡ組:以含AngⅡ01μmol/L的電極外液灌流;替米沙坦組:以含替米沙坦001μmol/L的電極外液灌流;AngⅡ+替米沙坦組:電極外液先加替米沙坦001μmol/L,2min後再加AngⅡ01μmol/L.各組皆採用全細胞膜片鉗方法記錄內向整流鉀電流(Ik1)和短暫外向鉀電流(Ito).
123膜片鉗全細胞記錄取細胞懸液1~2滴,轉入倒置顯微鏡上的自製灌流槽中,室溫下靜置5~10min,使細胞充分貼壁;以正常含鈣10~20mmol/L的台氏液進行灌流,速度為10mL/min.採用兩步拉製法拉制微電極,沖灌電極內液後阻抗4~8MΩ,將電極固定在電極夾持器上與Axon200B放大器相連,在倒置顯微鏡下找到邊界清楚、紋理清晰、大小適中的細胞;迅速將電極靠近細胞,在液接電位補償後利用負壓抽吸,使形成高阻抗封接;快電容補償後破膜,慢電容補償後即可對細胞進行電壓鉗制,建立全細胞記錄模式.刺激脈衝通過pClamp80軟體控制的D/A轉換器操縱,記錄的信號經膜片鉗放大器(Axon200B)A/D轉換及2KHz濾波放大後存入計算機硬碟.記錄心肌細胞Ito和IK1及每個細胞電容,計算電流密度(pA/pF)=電流(pA)/電容(pF).