大电导钙激活钾离子通道是一种具有钙离子敏感性及电压依赖性且对血管张力调节具有重要作用的膜离子通道，糖尿病时血管平滑肌细胞大电导钙激活钾离子通道结构及功能发生改变，说明糖尿病血管病变可能与大电导钙激活钾离子通道异常有关。活性氧是体内一类氧的单电子还原产物，高血糖状态下活性氧生成增加。目前越来越多的证据表明高血糖状态下活性氧影响大电导钙激活钾离子通道功能，但具体机制尚不完全清楚。本文主要综述活性氧对糖尿病血管平滑肌细胞大电导钙激活钾离子通道的影响及其机制。

目的 探究瞬时受体电位C1(transient receptor potential channel 1,TRPC1)蛋白和大电导钙离子激活钾通道α亚单位(large conductance Ca2+-activated K+channel α subunit,BK-α)蛋白对大鼠糖尿病肾病(diabetic kidney disease,DKD)的影响.方法 将SD大鼠随机分为对照组(n=15)和模型组(n=15).利用高脂饲料和链脲佐菌素(streptozocin,STZ)构建DKD模型.采用血糖分析仪检测大鼠血糖变化;采用全自动生化分析仪检测大鼠肾功能水平;HE染色检测肾组织的病理变化以确定造模成功.实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和蛋白免疫印迹分别检测肾组织TRPC1 和BK-α的mRNA和蛋白表达水平;免疫组化检测TRPC1 和BK-α的分布和表达情况.结果 模型组大鼠空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、尿白蛋白排泄率(urinary albumin excretion rates,UAER)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)和肌酐(creatinine,Cr)均显著高于对照组(P<0.01);模型组大鼠肾小管内壁细胞出现膨胀现象,部分细胞脱离;可见肾小管发生病变或死亡;此外,在许多肾小管及肾间质区域发现有中性白细胞及其残骸;以上HE染色结果提示,DKD模型复制成功.TRPC1 和BK-α在肾小球部位最为丰富,且模型组大鼠肾组织中TRPC1 和BK-α的mRNA和蛋白水平都显著高于对照组(P<0.05).结论 大鼠糖尿病肾病影响TRPC1 和BK-α在肾组织中的分布和表达.

目的 探讨丙泊酚对脓毒症心肌收缩功能障碍的改善作用及其机制.方法 采用盲肠结扎穿孔术(cecal ligation and puncture,CLP)建立大鼠脓毒症模型,24只成年SD大鼠按照随机数字表法分为3组,①假手术组;②脓毒症组:造模12 h后取材;③丙泊酚治疗组:造模后腹腔注射丙泊酚(Propofol,10 mg/kg),12 h后再次注射丙泊酚,3 h后取材.利用细胞微张力仪,测量急性分离心肌细胞的肌节长度和细胞内钙离子荧光强度的变化情况.急性分离丙泊酚组心肌细胞,分别加入肌醇1,4,5-三磷酸受体(inositol-1,4,5-triphosphate receptor,IP3R)抑制剂[2-aminoethyl diphenylborinate(2-APB)]、肌浆网 Ca2+-ATP 酶(sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase,SERCA)抑制剂[2,5-di-t-butyl-1,4-benzohydroquinone(BHQ)]、雷诺丁受体(Ryanodine receptors,Ry Rs)抑制剂 Azumolene 及大电导钙激活钾通道(large conductance Ca2+-activated K+channels,BKCa)抑制剂 Paxiline 后,检测心肌细胞的肌节长度和细胞内钙离子荧光强度的变化情况.结果 与假手术组相比,脓毒症组心肌细胞收缩功能和钙瞬变幅度显著下降;丙泊酚治疗可显著恢复脓毒症心肌细胞的收缩功能和钙释放能力,最大收缩幅度恢复27.6％(P＜0.05),最大钙瞬变幅度恢复41.2％(P＜0.05),2-APB和BHQ明显抑制丙泊酚对心肌细胞的收缩功能的改善作用,其抑制率分别为62.61％(P＜0.05)和42.15％(P＜0.05),但Azumolene对收缩功能无显著影响.2-APB、BHQ和Azumolene对丙泊酚改善钙瞬变都有不同程度的抑制作用,其中Azumolene对钙瞬变抑制效果最小,其抑制率为46.94％(P＜0.05),而2-APB和BHQ的抑制率分别为65.28％(P＜0.05)、65.33％(P＜0.05).Paxiline对丙泊酚改善心肌细胞收缩功能和钙瞬变无显著影响.结论 丙泊酚可改善脓毒症心肌细胞的收缩功能,其机制可能与其通过IP3R和SERCA调节钙离子浓度相关.

随着现代社会的发展,心血管疾病的发病率逐年升高.虽然近年来在心血管疾病的诊断和治疗方面取得了很大的进展,但急性心肌梗死、冠心病及其临床并发症仍然是全世界人类死亡的主要病因,也造成了社会巨大的经济负担[1].医学研究者们迫切需要进一步深入探索心血管疾病的发病机制,并寻找新的治疗心血管疾病的办法.

心脑血管疾病严重危害人类健康,其中血管功能受损是许多心脑血管疾病发生的共同机制之一.大量研究表明,离子通道广泛参与血管功能的调控[1],但其具体机制并未完全清楚.大电导钙激活钾离子通道(BK通道)是血管平滑肌细胞上最主要的钾离子通道之一[2],激活BK通道可引起血管舒张[3].近年来研究发现,BK通道与多种钙离子通道存在结构上的耦合,并形成功能性的复合体,进而发挥重要的血管功能调控作用[4-7].本文在介绍BK通道和钙离子通道的基础上,重点阐述血管平滑肌细胞BK通道/钙离子通道复合体对血管功能的影响及其机制,以期为寻找心脑血管疾病治疗的新靶点提供思路.

线粒体由内外两层膜封闭而成,其中线粒体内膜作用极为重要,呼吸链蛋白复合体附着于线粒体内膜,同时于此完成其生理功能.目前,线粒体内膜已鉴定出多种钾离子通道蛋白,如线粒体选择性钾离子通道,包括ATP依赖钾通道(mitoKATP)、电压依赖性钾通道(mitoKv 1.3)、小电导钙离子激活钾通道(mitoSKCa)、中电导钙离子激活钾通道(mitoIKCa)、大电导钙离子激活钾通道(mitoBKQ)、pH依赖钾离子通道(mitopH-sensitive K+ channels)以及TASK-3双孔钾通道(mitoTASK-3)[1-2].其中,Xu等[3]于2002年首次发现mitoBKCa在心血管疾病中扮演着极为重要的角色.随着对mitoBKCa研究的深入,发现mitoBKCa在细胞凋亡等多种生理、病理活动中也起着重要作用[4].笔者对mitoBKCa结构与功能研究的进展进行一个简要总结.

目的:探究慢性心衰大鼠下丘脑室旁核(PVN)内花生四烯酰乙醇胺(AEA)对心脏功能和交感神经活动的影响.方法:采用冠状动脉结扎法构建大鼠心衰模型,超声心动图检测心功能;PVN内连续4周分别灌注AEA、钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)选择性抑制剂KN-93、瞬时受体电位香草酸亚型1(TRPV1)通道特异性阻断剂辣椒平(CPZ)、Ca2+螯合剂BAPTA-AM和小电导钙激活钾通道(SK通道)阻断剂apamin后,检测交感驱动及心功能指标;同时采用不同浓度AEA孵育NG108细胞,荧光测定法检测细胞内钙离子浓度([Ca2+]i);Western blot检测CaMKII、SK2及磷酸化TRPV1蛋白水平.结果:与假手术组相比,心衰组左心室舒张末期压(LV-EDP)明显升高,左室压力最大上升、下降速率(±dp/dtmax)和射血分数(EF)明显下降;PVN内AEA含量、[Ca2+]i及CaMKII、SK2和磷酸化TRPV1蛋白水平均显著降低;与溶剂组相比,心衰组PVN内灌注AEA可显著降低心衰大鼠死亡率和交感驱动指标,并改善心功能;然而,PVN内分别灌注KN-93、CPZ、BAPTA-AM和apamin均显著增强交感驱动指标并恶化心功能;AEA可剂量依赖性增加NG108细胞内[Ca2+]i及CaMKII、SK2和磷酸化TRPV1蛋白水平.结论:室旁核内CaMKII/TRPV1/Ca2+/SK2信号通路可能参与了AEA对心衰大鼠心脏功能和交感神经活动的影响.

大动脉血管平滑肌细胞膜上存在许多大电导钙激活钾(BKCa)通道,其在维持细胞正常生理活动及血管舒缩功能中起重要作用.研究发现,当细胞膜去极化和(或)细胞内钙离子浓度增加时可激活BKCa通道,使其开放,细胞内钾离子外流增加,导致细胞膜超极化,阻断电压依赖性钙通道,钙离子内流减少,引起血管平滑肌舒张.在高血压、糖尿病、尿毒症、缺氧、心力衰竭和老化等许多生理、病理情况下,BKCa通道结构、功能及门控特性发生改变,从而影响其正常生理功能以及对血管舒缩功能的调节.本文主要综述近年来BKCa通道在大动脉血管平滑肌细胞舒缩调节机制中的研究进展.

目的 二十二碳六烯酸对心血管系统的保护机制尚未完全阐明,文中探讨其代谢产物13,14环氧化二十二碳六烯酸(13,14-EpDPE)对正常大鼠冠状动脉的舒张作用机制. 方法 酶消化法分离冠状动脉平滑肌细胞,采用单通道膜片钳技术研究不同浓度(分别为0、1、10、100pmoL/L)13,14-EpDPE对冠状动脉平滑肌细胞BK通道开放概率的影响,采用全细胞膜片钳技术研究13,14-EpDPE对冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流密度的影响.采用血管张力测定检测BK通道特异性阻滞剂蝎毒素预孵育与未孵育时(即预孵育和未孵育组),不同浓度13,14-EpDPE对正常大鼠冠状动脉的舒张作用. 结果 在电极外液钙离子浓度为1 μmol/L,刺激电位60 mV条件下,在0、1、10和100 pmol/L 13,14-EpDPE灌流后,正常大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道NP.分别为0.25+0.03、0.34±0.03、0.44±0.06和0.85±0.16,其中100 pmol/L 13,14-EpDPE灌流时较0、1、10pmoL/L差异有统计学差异(P＜0.05).BK通道被13,14-EpDPE浓度依赖性激活,其半效浓度EC50为(15.94± 1.21) pmol/L.在维持电位-60mV和测试电位+100 mV下,10pmol/L 13,14-EpDPE灌流前、灌流后的BK通道电流密度分别为(58.27± 16.35)pA/pF和(95.94±23.00) pA/pF,差异有统计学意义(P＜0.05).使用内皮素收缩血管后,10-12、10-11、10-10、10-9、10-8和10-7moL/L的13,14-EpDPE对IBTX未孵育组及预孵育组大鼠冠状动脉的舒张百分率均依次增加,且相同浓度13,14-EpDPE作用下,IBTX预孵育组较未孵育组大鼠冠状动脉舒张百分率均降低(P＜0.01). 结论 13,14-EpDPE可通过激活正常大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道,从而舒张冠状动脉,这可能是13,14-EpDPE对心血管系统具有保护作用的机制之一.

目的 考察欧前胡素衍生物OW1对大鼠不同动脉的舒张作用,并探讨其可能的舒张作用机制.方法 采用多通道微血管张力测定方法,以高钾预收缩的大鼠主动脉、肾动脉、大脑中动脉、冠状动脉、肺动脉以及肠系膜动脉,评价OW1对这6种动脉的舒张效应;分别考察内皮、β-肾上腺素受体、3种钾离子通道考察其对OW1舒张曲线的影响;干预细胞内钙及外钙的浓度,检测其对OW1抑制收缩曲线的影响.结果 OW1可以完全舒张上述6种动脉,Emax均在90％以上,pEC50分别为(6.11±0.09),(5.76±0.01),(6.22±0.08),(5.78±0.05),(5.65±0.01)和(6.59±0.07).阻断内皮、β-肾上腺素受体、ATP敏感性钾通道和内向整流钾通道后均对OW1的舒张曲线无影响,阻断钙离子激活钾离子通道可使OW1的舒张曲线明显地非平行性右移,Emax降低,并且OW1可以抑制外钙的内流以及内钙的释放,降低细胞内的钙离子浓度,从而抑制血管收缩.结论 OW1可以舒张上述6种血管,其涉及的血管舒张机制主要包括抑制电压依赖性钙通道和受体介导的Ca2*的内流和释放.