硫化氫對大鼠心功能的影響及其離子通道機制.pdf

1、H2S是一種內源性氣體信號分子，在心血管系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的生理和病理作用。已有報道H2S可抑制心肌細胞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。但灌流實驗并未鉗制離體大鼠心臟的心率，而心率的變化對心功能也會產(chǎn)生影響，此外我們在預實驗中發(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對心臟的保護作用和機制具有重要意義。
　　 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胞為模型，應用膜片鉗技術，觀察硫化氫對心肌細胞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，以進一步明確硫化氫對心肌舒縮功能的影響及其離子電流機制。
　　 方法:離體SD大鼠心臟采用 Langendorff系統(tǒng)用KH液進行逆行恒壓（80cmH2O）灌流，并固定離體心臟心率。觀察不同劑量NaHS對左室收縮壓（LVSP）、左室舒張末壓（

3、LVEDP）、左心室內壓最大上升/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）。應用酶解法分離心肌細胞，用膜片鉗技術記錄單個心肌細胞Ica,L、INaCa、IKATP，給藥組以不同濃度NaHS的細胞外液灌流心肌細胞5min；對照組直接以細胞外液灌流5min，記錄并觀察電流曲線的變化。
　　 結果:1、硫化氫對離體大鼠心臟功能的影響：給藥前平衡灌流期間，各實驗組

4、冠脈流量和各項心功能觀察指標基本保持穩(wěn)定，各組間所測指標無顯著差異。對照組灌流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，顯著性低于對照組（P<0.01，n=8)；50 μmol/L（生理濃度）NaHS組，LVEDP無明顯變化，與對照組相比無顯著差異（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可能對冠脈有擴張作用，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的抑制百分數(shù)分別為16±4％、23±10％、52±10％和65±9％；-dp/dtmax的抑制百分數(shù)分別為17±4％、23±11％、61±6％、74±5％，分別與空白對照組相比較，有顯著性差異（P<0.05）。以上結果表明，NaHS能夠濃度依賴性地抑制離體大鼠心臟的收縮功能。 2、硫化氫對大鼠心肌細胞 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％，與空白對照組相比雖無統(tǒng)計學意義，但此濃度對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％，與對照組的3±1％相比均

8、有統(tǒng)計學差異（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的電壓依賴關系和反轉電位。對照組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，二者比較尚無統(tǒng)計學意義（P >0.05，n=8）。對照組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±0.13，二者無明顯區(qū)別（P>0.05，n=8）。上述結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控特點。 3、硫化氫

10、對大鼠心肌細胞鈉鈣交換電流的影響: 硫化氫對正、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％，后五組與對照組比較顯著增大（P<0.05，n=10），對照組單純給予細胞外液5min后正、反向INaCa分別減小5±2％和 3±2％。4、硫化氫對大鼠心肌細胞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（說明該電流是IKATP）。50、100和200 μmol/

12、L NaHS不能使KATP通道開放。400、800和1600 μmol/L NaHS能使KATP通道開放，ATP敏感鉀通道開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。各組間比較無顯著差異（P>0.05，n=8）。表明較高濃度的NaHS才能開放KATP通道，但此濃度已經(jīng)達到顯著抑制心肌細胞膜L型鈣通道。
　　 結論: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胞膜上的L型鈣通道電流，在沒有改變鈣離子通道動力學特征的情況下減少了通道開放時的外鈣內流，從而減弱了心肌細胞的收縮功能。低濃度的NaHS可以增大大鼠心肌細胞的正向鈉鈣交換電流，提示低濃度的NaHS對心肌舒張功能的改善可能部分是通過增加正向鈉鈣交換電流實現(xiàn)的。高濃度的NaHS可以使急性分離的大鼠心肌細胞ATP敏感性鉀通道開放