心筋細胞膜伸展に伴う電気現象におけるカルシウム電流の役割

钙电流在与心肌细胞膜拉伸相关的电现象中的作用

• 批准号: 06770516
• 负责人: 松田 直樹
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo Women's Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06770516/
• 关键词: 心筋細胞; 膜伸展; カルシウム電流

心臓に伸展刺激が加わることにより、様々な現象が引き起こされることが知られている。洞結節が機械的伸展刺激を受けることにより、心拍数は増加する(陽性変時作用)が、その電気生理学的機序については全く明らかにされていない。一方、カルシウム電流は、洞結節細胞のペースメーカー電位形成において最も重要な構成要素である。本研究では、細胞膜伸展刺激によりカルシウム電流がどのような影響を受けるかを検討する。家兎単一洞結節ならびに心房筋細胞にガラスパッチ電極を用いてwhole-cell電圧固定法を行なった。10mM EGTAを含む電極内液を用い細胞内カルシウムをキレートし、2mM カルシウムを含む外液潅流下で、細胞膜伸展前後における電流変化を測定した。細胞膜の伸展にはパッチ電極を介して直接細胞膜に陽圧を加える方法と細胞外液に低浸透圧液を潅流させる方法を用いた。細胞膜伸展刺激によって内向き電流が増大し、この変化はNifedipineによって完全に抑制され、カルシウム以外にバリウム等も透過し得ることから、既存のL型カルシウム電流が膜伸展感受性を示すことが明かとなった。この細胞膜伸展によるカルシウム電流の増加は再現性をもって認めたが、カルシウム電流のキネティクスには影響を与えなかった。つぎに、細胞膜伸展によるカルシウム電流増加の機序を分析した。カルシウム電流の主な調節はCyclicAMP依存性タンパクキナーゼ(Aキナーゼ)によるチャンネルのリン酸化によることが知られている。Aキナーゼを特異的に抑制するProtein kinase inhibitor存在下でも膜伸展によりカルシウム電流は増加した。このことより、細胞膜伸展刺激は、これまで知られている機序を介さずにカルシウム電流を直接増加させることが判明した。この心筋細胞膜伸展によるカルシウム電流の増加は、既述した伸展による陽性変時作用のひとつの機序となると考えらた。

众所周知，各种现象可能是由于将延伸刺激应用于心脏而引起的。鼻窦节点经历了机械延伸刺激，这会增加心率（阳性成熟的作用），但其电生理机制尚未阐明。另一方面，钙电流是窦结节细胞中起搏器电位的最重要组成部分。在这项研究中，我们将研究钙电流如何受细胞膜延伸刺激的影响。使用玻璃贴片电极对兔单窦淋巴结和心肌细胞进行全细胞电压固定。使用含有10 mM EGTA的内部电极溶液螯合细胞内钙，并在含有2 mM钙的外部液体灌注下测量细胞膜延伸前后的电流变化。通过将正压直接通过贴片电极施加到细胞膜，并用低渗流体灌注细胞外流体，从而扩展细胞膜。由于细胞膜的延伸刺激而导致的内部电流增加，并且这种变化被硝苯地平完全抑制，除钙外，钡和其他物质还可以渗透，这清楚地表明现有的L型钙电流表现出膜延伸敏感性。由于细胞膜延伸而引起的钙电流的增加是可重现的，但不影响钙电流的动力学。接下来，分析了由于细胞膜扩展而导致的钙电流增加的机理。众所周知，钙电流的主要调节是由于环依赖蛋白激酶（一种激酶）对通道的磷酸化。即使在存在蛋白激酶抑制剂的存在下，钙电流也会增加，该蛋白激酶抑制剂特别抑制了激酶。这表明细胞膜延伸刺激直接增加了钙电流，而无需经过先前已知的机制。如上所述，由于心肌细胞膜延伸引起的钙电流增加被认为是延伸时间变化效应的机制之一。

项目成果

萩原誠久: "Molecular physiology and pharmacology of cardiac ion channels and transporters" Morad M,Kluwer academic publishers, (1995)

Masahisa Hagiwara：“心脏离子通道和转运蛋白的分子生理学和药理学”Morad M，Kluwer 学术出版社，（1995 年）

萩原誠久: "心不全と不整脈 伸展活性化チャンネルの意義" 呼吸と循環. 43. (1995)

Masahisa Hagiwara：“心力衰竭和心律失常：牵拉激活通道的意义”呼吸与循环43。（1995）

松田直樹: "Membrance stretch directly increases L-type calcium current in rabbit cardiac myocytes" Japanese Heart Journal. 35. 447- (1994)

Naoki Matsuda：“膜拉伸直接增加兔心肌细胞中的 L 型钙电流”日本心脏杂志 35. 447- (1994)。

萩原誠久: "洞結節細胞の膜伸展により活性化されるイオン電流" 心電図. 14. 12-17 (1994)

Masahisa Hagiwara：“窦房结细胞膜拉伸激活离子电流”心电图。14. 12-17 (1994)