不同濃度Pinacidil對兔心室肌細胞電生理特性的影響

王玉璟 黃從新 楊沙寧，金立軍，楊學新，余兆新，彭水先，潘 炎

(長江大學附屬第一醫(yī)院 荊州市第一人民醫(yī)院心血管內科，湖北 荊州 434000)(武漢大學人民醫(yī)院心血管內科，湖北 武漢 430060)(長江大學附屬第一醫(yī)院 荊州市第一人民醫(yī)院心血管內科，湖北 荊州 434000)

不同濃度Pinacidil對兔心室肌細胞電生理特性的影響

王玉璟 黃從新 楊沙寧，金立軍，楊學新，余兆新，彭水先，潘 炎

(長江大學附屬第一醫(yī)院 荊州市第一人民醫(yī)院心血管內科，湖北 荊州 434000)(武漢大學人民醫(yī)院心血管內科，湖北 武漢 430060)(長江大學附屬第一醫(yī)院 荊州市第一人民醫(yī)院心血管內科，湖北 荊州 434000)

目的：通過觀察不同濃度的ATP敏感性鉀通道(KATP)開放劑Pinacidil對家兔心室肌細胞電生理特性的影響，從而間接了解它不同程度的激活是否引起電活動的不均一性。方法：取健康新西蘭大耳白家兔25只，體質量1.25～1.75kg，肝素處理后按改良的Taniguchi法分離單個心室肌細胞。分離出的單個細胞在12h內進行記錄。用0.1mmol/L CdCI2阻斷鈣電流，分別用不同濃度的特異性開放劑Pinacidil干預，用全細胞膜片鉗技術記錄動作電位并測量相關參數(shù)。全細胞膜片鉗記錄按Hamill法進行。實驗記錄到的各項指標均進行統(tǒng)計學處理。結果： 分別用3、10、30、100、300μmol/L的Pinacidil灌注，使細胞的復極化50%(APD50)和復極化90%(APD90)明顯縮短，且隨劑量增大縮短增加(r=-0.967，Plt;0.01)。對動作電位最大上升速度(Vmax)也有一定程度的影響，但無相關性(r=0.106，Plt;0.01)。不同濃度的Pinacidil對動作電位幅度(APA)幾乎沒有影響(r=0.038，Plt;0.01)。結論：不同濃度Pinacidil均能使APD縮短，其量效關系提示對KATP的激活程度不同，KATP可能使代謝狀態(tài)不同的細胞之間產生電不均一性。

鉀通道/三磷酸腺苷敏感性；心室??；電生理；吡哪地爾

任何原因的心肌細胞代謝障礙，可使細胞內三磷酸腺苷(ATP)的濃度發(fā)生改變而影響心肌ATP敏感性鉀通道(KATP)的狀態(tài)[1-3]。在急性心肌缺血或心肌慢性代謝改變時，即使同一區(qū)域的心肌細胞，其心肌代謝狀態(tài)也不盡相同。這種不同是否通過KATP使心肌細胞表現(xiàn)出不同的電生理特性，從而導致心肌電活動的不均一性，目前尚不清楚。Pinacidil是KATP的特異開放劑，它能不依賴于細胞內ATP濃度的下降而激活KATP。因此，我們用不同濃度的Pinacidil灌注家兔心肌細胞，使心肌細胞的KATP不同程度地激活，觀察心肌細胞電生理特性有何變化。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1溶液成分和試劑 常臺氏液(mmol/L)：NaCl 136.9， NaHCO311.9， KCl 5.4， MgCl20.53，NaH2PO40.33， HEPES 5.0, Glucose 10, 用NaOH滴定至pH 7.4；低鈉臺氏液(mmol/L)：Choline chloride 100， NaCl 50， KCl 5.4，CaCl21.8，MgCl22.0，HEPES 5.0， Glucose 10，用NaOH調節(jié)pH至7.4；電極內液(mmol/L)：KCl 140，MgCl20.53， EGTA 10， HEPES 10，Na2-ATP 3μmol/L,用KOH調節(jié)pH至7.2；Pinacidil及Glibenclamide以50%的乙醇配成母液待用，實驗時用臺氏液稀釋為所需的濃度。

膠原酶Ⅰ、BSA、EGTA、HEPES、Choline chloride，Pinacidil, Glibenclamide、Na2-ATP及CdCI2均為Sigma公司產品，其余試劑均為國產分析純。

1.1.2儀器設備 多功能電子蠕動泵DDB-320、微電極玻璃毛細管、PB-7型玻璃微電極拉制器、三維液壓操縱器、膜片鉗系統(tǒng)。

1.2方法

1.2.1單個心室肌細胞的分離 取健康新西蘭大耳白家兔25只(雌雄不拘，30min分鐘后按改良的Taniguchi法[4]分離家兔心室肌細胞。

1.2.2全細胞膜片鉗記錄技術 全細胞膜片鉗記錄按Hamill[5]法進行。分離出的單個細胞在12h內進行記錄。

2 結 果

圖1 不同濃度Pinacidil與APD的關系曲線

Pinacidil灌注前后分別記錄心室肌細胞動作電位，測量其動作電位參數(shù)：復極化50%和90%時間(APD50、APD90)、動作電位幅值(APA)、0相最大上升速度(Vmax)。

2.1不同濃度Pinacidil對APD的影響使用Pinacidil后，心室肌的APD50與APD90均明顯縮短，且隨劑量增大縮短作用增強，用藥前后以及不同劑量Pinacidil之間相比均有統(tǒng)計學差異(Plt; 0.05)。Pinacidil灌注濃度與APD的相關性分析顯示(見圖1)，APD50和APD90與Pinacidil濃度呈顯著負相關(r分別為-0.967、-0.961，Plt;0.01)。見表1。

表1 不同濃度Pinacidil對APD的作用 ms

2.2不同濃度Pinacidil對APA的影響不同濃度的Pinacidil對心肌細胞APA幾乎沒有影響，用藥前后以及不同濃度之間APA的比較亦無統(tǒng)計學差異(Pgt;0.05)，Pinacidil濃度與APA之間幾乎沒有相關性(r=0.038，Plt;0.01)。見圖2。

2.3不同濃度Pinacidil對Vmax的影響不同濃度的Pinacidil對心肌細胞的Vmax有一定程度的影響，用藥后Vmax雖有所增加，但與用藥前相比以及不同濃度下Vmax相比較，均無統(tǒng)計學差異(Pgt;0.05)，相關性分析顯示它們之間無明顯相關性(r=0.106，Plt;0.01)。見圖3。

3 討 論

特異性開放劑Pinacidil能特異地開放心臟KATP，使細胞內鉀離子外流，致細胞外鉀離子積聚與動作電位時程縮短，復極加速，減少鈣離子的內流或細胞內釋放，從而影響細胞的電活動[1-3,6-16]。本實驗用0.1mmol/L CdCI2阻斷鈣電流，使用不同濃度的Pinacidil(3～300μmol/L)灌注心室肌細胞，觀察其細胞電生理的變化。

實驗結果顯示，不同濃度Pinacidil均能使APD50、APD90縮短，且隨劑量增加縮短作用增強，呈顯著負相關。在Pinacidil濃度達到100μmol/L時，APD50和APD90的縮短接近最大效應。Pinacidil使心肌細胞的APD50和APD90縮短，與其他學者的報道[6-7]的KATP開放情況相一致。它們縮短的機制是心臟細胞復極時，外向鉀電流增加，使復極加速[2, 6, 9, 17-23]。

圖2 不同濃度Pinacidil對心室肌細胞APA的作用曲線 圖3 不同Pinacidil濃度對心室肌細胞Vmax的作用曲線

Pinacidil的上述量-效關系，提示在心臟病變的病理過程中，KATP不同程度的開放，使心肌細胞之間的復極速度不一致，導致心肌細胞之間復極不均一以及不應期的差別，從而導致心臟電活動的不穩(wěn)定性。由于KATP的活性與心臟能量代謝密切相關[1-3, 24]，任何使心臟能量代謝發(fā)生障礙的疾病，如心肌缺血，均可使此通道激活，而且不同心肌細胞之間的病變程度及能量代謝障礙程度不可能相同，因此有可能使KATP的激活程度出現(xiàn)差異，產生如不同濃度Pinacidil所導致的這種量效關系，致使心臟的電活動不穩(wěn)定，導致心律失常的發(fā)生、發(fā)展。

另一方面，心肌細胞APD縮短使復極加速，復極時鈣離子內流以及細胞內釋放減少，減輕缺血時心臟的鈣超載，從而有利于心臟的抗缺血作用，這也可能是心臟缺血預適應的機制[10-16, 25-28]。同時， APD的縮短使不應期與QT間期縮短，有利于抑制長QT間期或觸發(fā)活動所致的惡性心律失常，如尖端扭轉型室速[20, 24, 29]。然而，APD的縮短極易誘發(fā)缺血相關的折返性心律失常，甚至室顫[6-7]。因此，KATP在缺血-再灌注心律失常中的作用尚有爭議。

迄今為止，Pinacidil在臨床已應用了數(shù)千例病人，尚未發(fā)現(xiàn)致心律失常作用，甚至有抗心律失常的作用[24, 30]。一方面與它能抑制長QT間期或觸發(fā)活動所致的心律失常有關，另一方面可能它激活了KATP的心臟保護作用而產生非直接抗心律失常作用[29, 31-33]。此外，在缺血心臟中，Pinacidil對非缺血部位細胞KATP的作用是否更為明顯尚不得而知。由于缺血部位細胞的KATP已有部分被激活，如果Pinacidil誘發(fā)非缺血部位KATP的電流比缺血部位增加，可能導致心臟缺血程度不同的區(qū)域，或缺血與非缺血區(qū)域細胞的復極趨于均一，從而抑制心律失常的發(fā)生。要證實這一點，尚需做進一步的研究。

Pinacidil對心室肌細胞APA及Vmax的作用幾乎沒有影響，與其他學者[1, 17-22, 24]的報道相一致。這提示不同濃度Pinacidil或KATP不同程度的激活，可能不會對興奮在心肌細胞之間的傳導產生直接影響。

結論：不同濃度的Pinacidil能特異地開放心臟KATP，使APD50、APD90縮短，且呈量-效關系，濃度達到100μmol/L時接近最大效應，提示能量代謝狀況不同的心肌細胞(如缺血區(qū)域與缺血周圍區(qū)域)的KATP激活程度可能出現(xiàn)差異，引起電活動的不穩(wěn)定性(復極的不均一性)；Pinacidil對心室肌細胞APA及Vmax的作用幾乎沒有影響，可能不會對興奮在心肌細胞之間的傳導產生直接影響。但Pinacidil對缺血與非缺血心肌的作用是否不一致、是否使缺血程度不同的心肌細胞復極趨于均一、藥理應用時與自然狀態(tài)是否不同尚不清楚，需要進一步予以研究。

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[編輯] 一 凡

R331.3+8

A

1673-1409(2010)02-R001-04

10.3969/j.issn.1673-1409(R).2010.02.001

2010-04-18

王玉璟(1968-)，男，湖北咸寧人，主任醫(yī)師，博士，從事心血管內科臨床與研究工作。