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心脏的功能活动是心肌动作电位变化和收缩力变化的统一体,心肌动作电位和收缩力受到心率的影响。心肌的兴奋收缩过程伴随着细胞内外离子浓度的变化,其中钙离子是参与心脏活动最关键的离子。经典瞬时受体电位通道(transient receptor potential canonical channel, TRPC)是TRP的一个亚家族,包括TRPC1-7共七个成员。TRPC广泛分布于心血管系统,是一类对钙通透的非选择性阳离子通道。TRPC的功能及表达异常可见于心肌肥厚、心律失常、心肌缺血等多种心血管疾病。心率的变化会造成细胞内离子的跨膜移动,进而影响心肌动作电位时程(action potential duration, APD)和收缩力,这一过程是否有TRPC参与,值得探讨。目的：通过电刺激控制心率,观察各种刺激频率对不同种属动物APD及收缩力的影响；探讨APD-频率依赖性与TRPC的关系,进一步分析TRPC在APD-频率依赖性中的作用；药物的延长APD作用是否有TRPC的参与。方法：1.各种刺激频率对不同种属动物心肌APD的影响采用心外膜接触电极记录不同频率刺激下豚鼠、家兔及大鼠在体心室单相动作电位(monophasic action potential, MAP),标准微电极技术记录大鼠心室乳头肌的动作电位,观察各种刺激频率对不同种属动物APD的影响。2.心肌APD-频率依赖性与TRPC表达的关系选用家兔为实验对象,采用心外膜接触电极记录家兔在体心室MAP,在4.5Hz、6Hz、7.5Hz不同频率下给予电刺激控制心率,10min后取心脏,做TRPC的mRNA及蛋白表达分析。3.甲基莲心碱对家兔心肌APD-频率依赖性及TRPC表达的影响(1)家兔静脉注射甲基莲心碱(2.5mg/kg)、胺碘酮(5mg/kg),记录并比较给药前后不同刺激频率下(4.5-7Hz)MAP的变化。(2)家兔静脉注射甲基莲心碱(2.5mg/kg)、胺碘酮(5mg/kg),给药后选取4.5Hz连续电刺激10min,迅速取心脏做TRPC的mRNA及蛋白表达分析。4.各种刺激频率对不同种属动物心肌收缩力的影响(1)对大鼠、家兔心室乳头肌标本进行离体组织灌流,依次给予不同频率刺激标本,记录不同刺激频率下心室乳头肌收缩力变化。(2)给予1Hz基础频率刺激3min,然后停止刺激,记录静息不同时间恢复刺激时心室乳头肌首次收缩力的变化。结果：1.各种刺激频率对不同种属动物心肌APD的影响(1)在体豚鼠心室肌MAP记录,在4.5Hz、5Hz、5.5Hz、6Hz、6.5Hz、7Hz刺激条件下,心肌APD90从对照水平(4.5Hz)的96.84±5.43ms,分别缩短至91.77±3.88ms (5Hz)、87.07±3.78ms (5.5Hz)、81.79±3.92ms (6Hz)、76.84±2.91ms (6.5Hz)、76.52±1.40ms (7Hz);与对照水平(4.5Hz)相比,缩短的百分比分别为5.2±0.9%、10.1±1.1%、15.6±1.5%、20.5±1.3%、20.4±3.0%。表明：在4.5-7Hz范围,随频率的增加APD逐渐缩短,呈现明显的APD-频率依赖性。(2)在体家兔心室肌MAP记录,在4.5Hz、5Hz、5.5Hz、6Hz、6.5Hz、7Hz、7.5Hz刺激条件下,心肌APD90从对照水平(4.5Hz)的141.53±3.85ms,分别缩短至138.44±3.45ms(5Hz)、131.65±3.23ms(5.5Hz)、125.94±3.11ms(6Hz)、119.77±3.31ms (6.5Hz)、112.64±1.83ms (7Hz)、104.69±1.58ms (7.5Hz);与对照水平(4.5Hz)相比,缩短的百分比分别为2.1±1.5%、6.9±1.3%、10.9±1.7%、15.3±1.8%、20.2±2.1%、25.8±2.0%。提示：在4.5-7.5Hz范围,随频率的增加APD逐渐缩短,呈现明显的APD-频率依赖性。(3)在体大鼠心室肌MAP记录,频率范围在5-8.5Hz；离体大鼠心室乳头肌跨膜动作电位记录,范围在1-8Hz,随频率的增加APD等无明显变化,未见显著的APD-频率依赖性。2.心肌APD-频率依赖性与TRPC的关系在4.5Hz、6Hz和7.5Hz三个刺激频率组中,与4.5Hz组(对照水平)相比,6Hz组、7.5Hz组家兔心肌TRPC3的mRNA表达水平均显著增加(P<0.05)。在同样的刺激条件下,心肌TRPC1～2、TRPC4-7的mRNA表达均无显著影响。与4.5Hz组(对照水平)相比,6Hz、7.5Hz组增加TRPC3的蛋白表达,后者显著增加TRPC3的蛋白表达水平(P<0.05)。同样条件下,心肌TRPC1和TRPC6的蛋白表达水平无显著影响。表明：随着刺激频率(4.5-7.5Hz)的增加,家兔心肌TRPC3的mRNA水平和蛋白表达都逐渐增高。3.甲基莲心碱对家兔心肌APD-频率依赖性及TRPC的影响(1)静脉注射5mg/kg胺碘酮(AM),刺激频率4.5Hz.5Hz、5.5Hz、6Hz、6.5Hz,与给药前水平相比,APD90延长的百分比分别为11.4±4.1%、10.6±3.4%、6.5±1.6%、7.7±1.8%、8.8±3.0%。静脉注射2.5mg/kg甲基莲心碱(Nef),刺激频率4.5Hz、5Hz、5.5Hz、6Hz.6.5Hz、7Hz,与给药前水平相比,APD90延长的百分比分别为5.8±1.6%、2.0±1.7%、2.4±0.4%、3.1±0.5%、2.5±0.3%、6.2±1.2%。提示：在所给刺激频率范围,胺碘酮(AM)和甲基莲心碱(Nef)均能延长家兔心室肌APD。两药作用性质相似,在各个刺激频率下,延长动作电位的比例(%)均无显著差异,呈非频率依赖性特点。(2)与对照组(4.5Hz)相比,Nef(2.5mg/kg)明显增加TRPC3的mRNA和蛋白表达水平(P<0.05),而AM(5mg/kg)对TRPC3的mRNA和蛋白表达无明显作用。同样条件下,Nef和AM给药组对TRPC1-2.TRPC4-7的mRNA表达无显著差异,对TRPC1和TRPC6的蛋白表达水平也无显著影响。4.各种刺激频率对不同种属动物心肌收缩力的影响(1)在0.4Hz、0.6Hz、0.8Hz、1.0Hz、1.5Hz.2Hz、3Hz刺激条件下,大鼠心室乳头肌收缩力分别从对照水平(以0.2Hz收缩力为100%)降至78.2±3.4%、66.3±4.9%、60.4±5.6%、56.0±6.0%、51.5±6.8%、49.3±6.9%、43.7±5.8%,表明随着刺激频率的增高(0.2-3Hz),收缩力逐渐减弱。同样刺激频率条件下,家兔心室乳头肌收缩力分别从对照水平(以0.2Hz收缩力为100%)升至109.6±3.5%、120.2±5.4%、130.6±7.5%、141.44±10.4%、142.7±12.4%、137.3±13.9%、125.5±14.4%,在0.2-1.5Hz范围,收缩力逐渐增强。(2)静息15s、30s、60s、120s、180s和240s,大鼠心室乳头肌收缩力分别从对照水平(以静息1s时收缩力为100%)增加至299.8±7.3%、386.7±14.9%、451.3±32.3%、455.7±35.8%、451.1±44.0%、445.9±46.6%,表明随静息时间的延长,收缩力呈逐渐增强。而在同样条件下,家兔心室乳头肌收缩力分别从对照水平(以静息1s时收缩力为100%)降至88.1±2.3%、82.7±1.9%、78.7±2.0%、77.8±2.6%、76.7±3.1%、76.5±3.5%,表明随静息时间的延长,收缩力逐渐减弱。结论：1.刺激频率对大鼠、豚鼠和家兔心脏APD的影响不同。在本实验所用频率范围,豚鼠和家兔心肌呈明显的APD-频率依赖性缩短,而对大鼠心肌APD无明显影响。大鼠和家兔心室乳头肌在收缩力-频率相关性方面也存在差别。2.家兔心肌APD-频率依赖性缩短的作用,可能与频率改变(增加)伴随的TRPC3增加有关。3.Nef能明显延长家兔心肌APD并呈现非频率依赖性特征(各频率下延长APD的作用无明显差异),提示Nef的这一作用与TRPC3增加有关。