慢性房顫患者心肌瞬時外向鉀通道電流密度變化

李忠穩　陳　麗　孔德虎　柯道平　楊　艷　曾曉榮

【摘要】 目的 旨在研究慢性房顫患者心房肌瞬時外向鉀通道電流的變化，為房顫機制的闡明提供更多的實驗依據。方法 心房肌標本取材于體外循環手術患者右心耳。采用全細胞膜片鉗技術研究心房肌瞬時外向鉀通道電流密度的變化。結果 慢性心房顫動患者心房肌瞬時外向鉀通道電流密度降低，在測試電位-20 mV以上各電位水平時均有顯著性差異(n=16，P<0．05)。結論 慢性房顫時瞬時外向鉀電流密度降低對房顫的電重構起一定的作用。

【關鍵詞】瞬時外向鉀通道；膜片鉗；人體心房肌細胞；心房顫動

心房顫動是一種常見的慢性心律失常，60歲以上人群中的發病率為2%~4%，隨著人口的老齡化，心房顫動變得更加常見^[1]。心房有效不應期的縮短^[2-4]和折返環的存在^[5-7]在心房顫動中起重要作用。瞬時外向鉀通道電流(Ito)是復極早期的主要電流，對于動作電位的形態和調節非常重要，對動作電位時程和有效不應期的改變起重要作用。

本文旨在研究慢性房顫患者心房肌Ito的變化，為闡明心房顫動的機制提供更多的實驗依據。

1 資料與方法

1．1 實驗對象 隨機分為兩組:慢性心房顫動組(AF組)和竇性心律組(SR組)，AF組6例，SR組10例,患者均來自三級醫院，通過χ²檢驗比較性別、年齡、房顫持續時間、心功能、心臟各腔室直徑兩組間無顯著差異。

1．2 心肌細胞的分離 心肌標本取材于體外循環手術時患者的右心耳，質量50~100 mg。標本采用無鈣離子、100%氧飽和的心肌麻痹液保存送往實驗室。心肌麻痹液含有(mM)：KH₂PO₄50，MgSO₄8，Adenosine 5，HEPES 10，Glucose 140，Mannitol 100，Taurine 10(pH 7．4)。標本切成小塊后用EGTA液清洗脫Ca²⁺。EGTA液含有(mM)：NaCl 137,KH₂PO₄5，MgSO₄1,Glucose 10，HEPES 5，Taurine 10，EGTA 0．1(pH 7．4)。然后將標本放入含有150 U/ml膠原酶(V型,Sigma)、12．6 U/ml蛋白酶(XXIV型,Sigma)和1 mg/ml 白蛋白(Sigma)的EIM液中，維持35℃，持續沖以100%氧氣，消化一段時間。EIM液含有(mM)：NaCl 137，KH₂PO₄5,MgSO₄1,Glucose 10,HEPES 5，Taurine 10(pH 7．4)。之后用不含酶的EIM液洗1 min，去掉上清液，再用只含膠原酶的EIM液消化，直到鏡檢出現桿狀的細胞為止。細胞用KB液保存備用。KB液含有(mM)：KCl 20，KH₂PO₄10，Glucose 25，Mannitol 5，Albumin 1，L-Glutamic acid 70，β-hydroxybutyrate 10，Taurine 10，EGTA 10,(pH7．4)。

1．3 I_to記錄 選用靜止、桿狀、橫紋清楚的細胞,采用全細胞電壓鉗制技術記錄I_to。玻璃微電極尖端電阻2~4 MΩ。電極內液含有(mM)：KCl 20，K-aspartate 110，MgCl₂1，HEPES 10，EGTA 5，Phosphocreatine 5(pH7．2)。細胞浴液含有(mM)：NaCl 136，KCl₅．4，CaCL₂2，MgCl₂1，NaH₂PO₄0．33，HEPES 5，Glucose 10，CoCl₂3。電極連接于膜片鉗放大器(Axopatch 200B，Axon Instruments)，數據通過數模轉換器(Digidata 1200，Axon Instruments)連于計算機進行記錄與分析。采樣頻率10 kHz，低通濾波頻率2 kHz。形成封接以前把電極電位調至零，吸破細胞膜形成全細胞構型后，補償串聯電阻使其最小化。記錄時浴液的溫度為22℃~25℃，鉗制方案見圖1。

1．4 統計學方法 實驗結果中計量資料均以均數±標準差(x±s)表示，采用t檢驗，以P<0．05為差異有統計學意義。數據處理采用SPSS 11．0軟件。

2 結果

記錄到的電流為四氨基吡啶(4-AP)敏感的電流，2 mM 4-AP可特異性的阻斷此電流。通過比較電流密度來排除細胞體積大小的影響，電流密度為電流幅度除以細胞膜電容，單位為pA/pF。細胞膜電容AF組為(44．2±2．1)pF，SR組為(50．2±2．3)pF，組間比較沒有顯著性差異。I_to電流密度在測試電位-20 mV以上各電位水平時，AF組比SR組小，差異均有統計學意義(P<0．05)(表1，圖1)。

3 討論

I_to是由瞬時外向鉀通道介導的，此通道是一種產生外向電流的電壓依賴性鉀通道。該通道無整流特性、激活迅速、失活快(時間常數10~40 ms)、但活性恢復較慢。激活閾值為-40~-20 mV，通道電流約在激活l0 ms時達到最大幅度，到達峰值的確切時間依賴于測試電位，在更大的去極化電壓時到達峰值的時間縮短，I_to能被4-AP特異性阻斷，本研究記錄到的電流符合這些特點。

流行病學調查指出心房顫動具有自我維持性，房顫的快速心率可以產生心房肌電生理的改變，這些改變又可促進心房顫動的維持^[8]。心房顫動的持續時間越長，心房顫動自發轉化為竇性心率和電復律后竇性心率的維持越困難。心房顫動的急性期和慢性期心房肌電生理的改變包括：心房動作電位時程縮短、心房有效不應期縮短和不應期離散度增加^[9]。

有文獻報道房顫時L-型鈣電流(I_ca-L)減少，I_ca-L是平臺期的主要離子流，其減少可導致動作電位平臺期縮短，進而縮短動作電位時程和有效不應期。I_to是復極早期的主要電流，它與0期去極化電流共同形成了動作電位的鋒電位，決定動作電位平臺期起始的電位高度，影響平臺期其它電流的激活，I_to的減少可提高平臺期起始的電位高度，延長平臺期，因此I_to減少可能是對心房肌動作電位時程和有效不應期縮短的一種補償，它降低心房肌動作電位時程和有效不應期縮短的程度。這些改變表明I_to電流密度的減少是房顫時電重構的一個因素。

慢性房顫時I_to電流密度降低，這些改變對房顫的電重構起一定的作用。

參考文獻

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