硫化氫對(duì)大鼠心功能的影響及其離子通道機(jī)制.pdf

1、H2S是一種內(nèi)源性氣體信號(hào)分子，在心血管系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的生理和病理作用。已有報(bào)道H2S可抑制心肌細(xì)胞L型鈣通道，還可濃度依賴性地降低離體灌流大鼠心臟的心功能。但灌流實(shí)驗(yàn)并未鉗制離體大鼠心臟的心率，而心率的變化對(duì)心功能也會(huì)產(chǎn)生影響，此外我們?cè)陬A(yù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)低于生理濃度的H2S有改善心臟的舒張功能。因此研究低濃度H2S對(duì)心臟的保護(hù)作用和機(jī)制具有重要意義。
　　 目的:本工作在離體灌流大鼠心臟觀察在固定心率情況下，硫化氫對(duì)大鼠心臟冠脈

2、流量及心功能的影響；以急性分離的大鼠心肌細(xì)胞為模型，應(yīng)用膜片鉗技術(shù)，觀察硫化氫對(duì)心肌細(xì)胞L型鈣通道電流（Ica,L）、鈉鈣交換電流（INaCa）、ATP敏感鉀通道(IKATP)等電流的影響，以進(jìn)一步明確硫化氫對(duì)心肌舒縮功能的影響及其離子電流機(jī)制。
　　 方法:離體SD大鼠心臟采用 Langendorff系統(tǒng)用KH液進(jìn)行逆行恒壓（80cmH2O）灌流，并固定離體心臟心率。觀察不同劑量NaHS對(duì)左室收縮壓（LVSP）、左室舒張末壓（

3、LVEDP）、左心室內(nèi)壓最大上升/下降速率（±dp/dtmax），冠脈流量（CF）的影響。以 LVSP和 LVEDP 差值作為左室發(fā)展壓（LVDP）。應(yīng)用酶解法分離心肌細(xì)胞，用膜片鉗技術(shù)記錄單個(gè)心肌細(xì)胞Ica,L、INaCa、IKATP，給藥組以不同濃度NaHS的細(xì)胞外液灌流心肌細(xì)胞5min；對(duì)照組直接以細(xì)胞外液灌流5min，記錄并觀察電流曲線的變化。
　　 結(jié)果:1、硫化氫對(duì)離體大鼠心臟功能的影響：給藥前平衡灌流期間，各實(shí)驗(yàn)組

4、冠脈流量和各項(xiàng)心功能觀察指標(biāo)基本保持穩(wěn)定，各組間所測(cè)指標(biāo)無(wú)顯著差異。對(duì)照組灌流KH液15min，LVEDP為7.06±0.42mmHg，12.5、25μmol/L（低于生理濃度）NaHS組，灌流15min，LVEDP分別為5.88±0.97mmHg和5.42±0.88 mmHg，顯著性低于對(duì)照組（P<0.01，n=8)；50 μmol/L（生理濃度）NaHS組，LVEDP無(wú)明顯變化，與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異（P>0.05，n=6），100

5、和200 μmol/L NaHS組，LVEDP顯著升高，分別達(dá)15.22±3.34 mmHg、24.81±3.61 mmHg。NaHS 12.5、25μmol/L組冠脈流量增加，NaHS 50、100和200 μmol/L組冠脈流量呈時(shí)間依賴性下降。以上提示，在心率固定的條件下，低濃度的NaHS可能對(duì)冠脈有擴(kuò)張作用，因而冠脈流量增加。NaHS 25μmol/L（n=8)，50、100和200 μmol/L(n=6)灌流 15min，LV

6、DP均降低，分別下降 10±6％、19±2％、51±5％和76±6％；+dp/dtmax的抑制百分?jǐn)?shù)分別為16±4％、23±10％、52±10％和65±9％；-dp/dtmax的抑制百分?jǐn)?shù)分別為17±4％、23±11％、61±6％、74±5％，分別與空白對(duì)照組相比較，有顯著性差異（P<0.05）。以上結(jié)果表明，NaHS能夠濃度依賴性地抑制離體大鼠心臟的收縮功能。 2、硫化氫對(duì)大鼠心肌細(xì)胞 L 型鈣電流的影響：硫化氫呈濃度依賴性抑制大鼠心

7、肌細(xì)胞Ica,L，6.25μmol/LNaHS灌流1 min和5min后，Ica,L分別下降4±2％、8±3％，12.5μmol/LNaHS灌流1 min和5min后，Ica,L分別下降8±3％、14±5％，與空白對(duì)照組相比雖無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但此濃度對(duì)Ica,L已經(jīng)有一定的抑制作用。25、50、100和200 μmol/L NaHS灌流1 min后，Ica,L分別下降13±2％、19±2％、23±4％和27±5％，與對(duì)照組的3±1％相比均

8、有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05，n=8）；灌流5min后，Ica,L分別下降22±4％、25±3％、29±7％和52±9％，均顯著高于對(duì)照組的6±2％（P<0.01，n=8）。200 μmol/L NaHS灌流1 min后IV曲線明顯上移，但不改變Ica,L的電壓依賴關(guān)系和反轉(zhuǎn)電位。對(duì)照組Ica,L激活曲線的半激活電位為-19.52±0.54 mV，斜率為4.85±0.52 mV；200 μmol/L NaHS灌流灌流1 min后半激活電位

9、為-19.03±0.59 mV，斜率為5.43±0.55mV，二者比較尚無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P >0.05，n=8）。對(duì)照組Ica,L失活曲線半失活電位為-23.61±0.15mV，斜率為5.32±0.13 mV；200 μmol/L NaHS灌流灌流1 min后半失活電位為-24.57±0.15mV，斜率為5.44±0.13，二者無(wú)明顯區(qū)別（P>0.05，n=8）。上述結(jié)果表明上述濃度硫化氫不改變L型鈣通道激活和失活的門(mén)控特點(diǎn)。 3、硫化氫

10、對(duì)大鼠心肌細(xì)胞鈉鈣交換電流的影響: 硫化氫對(duì)正、反向鈉鈣交換電流均有增大作用。給予濃度為6.25、12.5、25、50、100、200μmol/L的NaHS 5min后，正向INaCa比給藥前分別增大15±6％、20±5％、33±8％、16±4％、25±3％、29±7％，均顯著高于對(duì)照組（（P<0.05，n=10），6.25、12.5、25、50、100、200μmol/L組反向INaCa分別增大2±1％、6±3％、10±2％、11±2

11、％、21±4％、25±3％，后五組與對(duì)照組比較顯著增大（P<0.05，n=10），對(duì)照組單純給予細(xì)胞外液5min后正、反向INaCa分別減小5±2％和 3±2％。4、硫化氫對(duì)大鼠心肌細(xì)胞ATP敏感性鉀通道電流的影響：在由50 mV到-100 mV持續(xù)125ms的斜坡刺激下記錄心肌細(xì)胞KATP通道電流。給予pinacidil后該電流明顯增加，并且能被glibenclamide阻斷（說(shuō)明該電流是IKATP）。50、100和200 μmol/

12、L NaHS不能使KATP通道開(kāi)放。400、800和1600 μmol/L NaHS能使KATP通道開(kāi)放，ATP敏感鉀通道開(kāi)放后的電流密度分別為17.25±8.45pA/pF、20.33±8.56 pA/pF和22.87±6.23 pA/pF。各組間比較無(wú)顯著差異（P>0.05，n=8）。表明較高濃度的NaHS才能開(kāi)放KATP通道，但此濃度已經(jīng)達(dá)到顯著抑制心肌細(xì)胞膜L型鈣通道。
　　 結(jié)論:高于正常生理濃度的NaHS可以濃度依賴

13、性地抑制離體灌流大鼠心臟心功能，低濃度的NaHS能改善心肌舒張功能。NaHS可以濃度依賴性地抑制急性分離的大鼠心肌細(xì)胞膜上的L型鈣通道電流，在沒(méi)有改變鈣離子通道動(dòng)力學(xué)特征的情況下減少了通道開(kāi)放時(shí)的外鈣內(nèi)流，從而減弱了心肌細(xì)胞的收縮功能。低濃度的NaHS可以增大大鼠心肌細(xì)胞的正向鈉鈣交換電流，提示低濃度的NaHS對(duì)心肌舒張功能的改善可能部分是通過(guò)增加正向鈉鈣交換電流實(shí)現(xiàn)的。高濃度的NaHS可以使急性分離的大鼠心肌細(xì)胞ATP敏感性鉀通道開(kāi)放