慢性房颤患者心肌瞬时外向钾通道电流密度变化

李忠稳　陈　丽　孔德虎　柯道平　杨　艳　曾晓荣

【摘要】 目的 旨在研究慢性房颤患者心房肌瞬时外向钾通道电流的变化，为房颤机制的阐明提供更多的实验依据。方法 心房肌标本取材于体外循环手术患者右心耳。采用全细胞膜片钳技术研究心房肌瞬时外向钾通道电流密度的变化。结果 慢性心房颤动患者心房肌瞬时外向钾通道电流密度降低，在测试电位-20 mV以上各电位水平时均有显著性差异(n=16，P<0．05)。结论 慢性房颤时瞬时外向钾电流密度降低对房颤的电重构起一定的作用。

【关键词】瞬时外向钾通道；膜片钳；人体心房肌细胞；心房颤动

心房颤动是一种常见的慢性心律失常，60岁以上人群中的发病率为2%~4%，随着人口的老龄化，心房颤动变得更加常见^[1]。心房有效不应期的缩短^[2-4]和折返环的存在^[5-7]在心房颤动中起重要作用。瞬时外向钾通道电流(Ito)是复极早期的主要电流，对于动作电位的形态和调节非常重要，对动作电位时程和有效不应期的改变起重要作用。

本文旨在研究慢性房颤患者心房肌Ito的变化，为阐明心房颤动的机制提供更多的实验依据。

1 资料与方法

1．1 实验对象 随机分为两组:慢性心房颤动组(AF组)和窦性心律组(SR组)，AF组6例，SR组10例,患者均来自三级医院，通过χ²检验比较性别、年龄、房颤持续时间、心功能、心脏各腔室直径两组间无显著差异。

1．2 心肌细胞的分离 心肌标本取材于体外循环手术时患者的右心耳，质量50~100 mg。标本采用无钙离子、100%氧饱和的心肌麻痹液保存送往实验室。心肌麻痹液含有(mM)：KH₂PO₄50，MgSO₄8，Adenosine 5，HEPES 10，Glucose 140，Mannitol 100，Taurine 10(pH 7．4)。标本切成小块后用EGTA液清洗脱Ca²⁺。EGTA液含有(mM)：NaCl 137,KH₂PO₄5，MgSO₄1,Glucose 10，HEPES 5，Taurine 10，EGTA 0．1(pH 7．4)。然后将标本放入含有150 U/ml胶原酶(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，维持35℃，持续冲以100%氧气，消化一段时间。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，再用只含胶原酶的EIM液消化，直到镜检出现杆状的细胞为止。细胞用KB液保存备用。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记录 选用静止、杆状、横纹清楚的细胞,采用全细胞电压钳制技术记录I_to。玻璃微电极尖端电阻2~4 MΩ。电极内液含有(mM)：KCl 20，K-aspartate 110，MgCl₂1，HEPES 10，EGTA 5，Phosphocreatine 5(pH7．2)。细胞浴液含有(mM)：NaCl 136，KCl₅．4，CaCL₂2，MgCl₂1，NaH₂PO₄0．33，HEPES 5，Glucose 10，CoCl₂3。电极连接于膜片钳放大器(Axopatch 200B，Axon Instruments)，数据通过数模转换器(Digidata 1200，Axon Instruments)连于计算机进行记录与分析。采样频率10 kHz，低通滤波频率2 kHz。形成封接以前把电极电位调至零，吸破细胞膜形成全细胞构型后，补偿串联电阻使其最小化。记录时浴液的温度为22℃~25℃，钳制方案见图1。

1．4 统计学方法 实验结果中计量资料均以均数±标准差(x±s)表示，采用t检验，以P<0．05为差异有统计学意义。数据处理采用SPSS 11．0软件。

2 结果

记录到的电流为四氨基吡啶(4-AP)敏感的电流，2 mM 4-AP可特异性的阻断此电流。通过比较电流密度来排除细胞体积大小的影响，电流密度为电流幅度除以细胞膜电容，单位为pA/pF。细胞膜电容AF组为(44．2±2．1)pF，SR组为(50．2±2．3)pF，组间比较没有显著性差异。I_to电流密度在测试电位-20 mV以上各电位水平时，AF组比SR组小，差异均有统计学意义(P<0．05)(表1，图1)。

3 讨论

I_to是由瞬时外向钾通道介导的，此通道是一种产生外向电流的电压依赖性钾通道。该通道无整流特性、激活迅速、失活快(时间常数10~40 ms)、但活性恢复较慢。激活阈值为-40~-20 mV，通道电流约在激活l0 ms时达到最大幅度，到达峰值的确切时间依赖于测试电位，在更大的去极化电压时到达峰值的时间缩短，I_to能被4-AP特异性阻断，本研究记录到的电流符合这些特点。

流行病学调查指出心房颤动具有自我维持性，房颤的快速心率可以产生心房肌电生理的改变，这些改变又可促进心房颤动的维持^[8]。心房颤动的持续时间越长，心房颤动自发转化为窦性心率和电复律后窦性心率的维持越困难。心房颤动的急性期和慢性期心房肌电生理的改变包括：心房动作电位时程缩短、心房有效不应期缩短和不应期离散度增加^[9]。

有文献报道房颤时L-型钙电流(I_ca-L)减少，I_ca-L是平台期的主要离子流，其减少可导致动作电位平台期缩短，进而缩短动作电位时程和有效不应期。I_to是复极早期的主要电流，它与0期去极化电流共同形成了动作电位的锋电位，决定动作电位平台期起始的电位高度，影响平台期其它电流的激活，I_to的减少可提高平台期起始的电位高度，延长平台期，因此I_to减少可能是对心房肌动作电位时程和有效不应期缩短的一种补偿，它降低心房肌动作电位时程和有效不应期缩短的程度。这些改变表明I_to电流密度的减少是房颤时电重构的一个因素。

慢性房颤时I_to电流密度降低，这些改变对房颤的电重构起一定的作用。

参考文献

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