目的：在心肌细胞中，线粒体占细胞总体积的30％，并与肌丝结构并行，便于将所产生的能量物质迅速传给肌丝。心肌细胞兴奋．收缩偶联等生理过程所需的能量几乎完全依赖于线粒体的氧化磷酸化。Ca2+是线粒体功能调控的关键因子，但线粒体内Ca2+过度蓄积(超载)又是导致线粒体结构和功能破坏的关键因素，是心肌细胞缺血/再灌等导致病理损伤的主要原因。因此寻找保护线粒体的关键靶点，对于缺血再灌导致心肌细胞结构和功能损伤机制的理解，进而提出心肌保护的新策略至关重要。抑制线粒体游离钙([Ca2+]m)可明显改善缺血后的心功能，但[ca2+]m是否在胞浆游离钙([Ca2+]c)稳态/超载的发生已及收缩功能恢复/损伤中起决定性作用还不明确。心肌α1-肾上腺素受体(a11)参与心肌细胞内钙信号、收缩调控和能量代谢有关的多种细胞内反应。有研究证明α1-ARs可能参与了心脏对抗缺血/再灌心肌损伤的作用，改善再灌后的心脏的收缩功能，减少心梗面积，同时其信号通路在缺血/再灌时也发生了显著的变化。但其心肌保护作用是否与其对心肌细胞钙稳态特别是线粒体钙稳态的调控有关还不清楚；同时，α1-ARs亚型在其中的作用一直都存在争议。间歇性低氧适应(IHA)可以显著地减轻心肌缺血/再灌所致的细胞内静息钙([Ca2+]i)的超载，同时间歇性低氧处理的心肌细胞α1-ARs各亚型密度和亲和力有显著变化。这种变化是否参与了IHA的心肌保护作用，是否与其对[Ca2+]m和[Ca2+]。稳态的调控有关还未阐明。因此，本研究旨在验证如下假说1)α1-ARs可能通过维持[ca2+]m稳态，改善缺血/再灌时心肌细胞线粒体的功能，从而维持心肌细胞内ATP的水平以及[ca2+]。稳态、进而促进再灌后收缩功能的恢复；2)间歇性低氧可能也是通过α1-ARs信号通路，维持[Ca2+]m稳态来实现其保护效应。为此，本工作从心肌细胞功能到分子生化水平研究缺血/再灌过程α1-ARs对[ca2+]m和[Ca2+]c、线粒体结构和功能的影响以及其介导的相关信号通路；并进一步证实了α1-ARs参与间歇性低氧的心肌保护作用中，同时探讨了其相关机制。 方法：雄性SD大鼠随机分为常氧组(Normoxia)和间歇性高原低氧组，间歇性高原低氧组于低压氧舱接受42天相当5000m高度的减压低氧处理，每天6h。低氧暴露结束后，利用成体大鼠急性分离的心肌细胞，分别对两组大鼠心肌细胞进行模拟缺血(20分钟)/再灌(30分钟)的损伤。用indo-1作为ca2+的荧光指示剂，检测模拟缺血再灌注过程中细胞内钙瞬变和线粒体内钙的变化，并同步检测其细胞收缩。在此过程中，分别加入针对其钙信号通路的激动剂或抑制剂，观察其对细胞功能的影响。同时收集各组的心肌细胞，提取蛋白，利用Western Blotting方法检测蛋白激酶C epsilon(PKCε)的转位情况，线粒体细胞色素C的释放并检测胞浆ATP含量的变化。 结果：在细胞水平，缺血/再灌导致明显的胞浆和线粒体钙超载，并显著抑制了细胞的收缩功能，同时我们发现，线粒体钙的升高要明显早于胞浆钙超载的发生。线粒体ATP敏感钾(mitoKATP)通道的开放剂diazoxide可以显著抑制由于缺血/再灌引起的线粒体和胞浆钙超载，改善再灌后的细胞收缩功能；在分子水平，diazoxide可以显著抑制缺血/再灌导致的线粒体细胞色素C释放到胞浆和胞浆ATP含量的降低。α1-ARs激动剂phenylephrine(10 μM)可以显著抑制缺血/再灌导致的线粒体和胞浆钙超载，抑制线粒体细胞色素C的释放和胞浆ATP含量的降低。Phenylephrine同样可以显著促进PKCe亚型在缺血/再灌时的转位。Phenylephrine所引起的心肌保护作用可以基本上被α1B-AR抑制剂CEC(chlorethylclonidine)消除，而α1A-AR抑制剂5-MU(5-methyl-urapidil)和α1D-AR抑制剂BMY 7378并不影响其保护作用。为进一步证实α1B—AR在心肌保护中的重要作用，我们利用了有效的心肌保护模型一一IHA，验证α1B-AR是抗心肌缺血/再灌损伤信号转导通路中的重要组成部分。IHA不影响缺血前的心肌细胞内钙瞬变，线粒体内钙及细胞收缩，但IHA显著抑制了缺血/再灌导致的线粒体和胞浆钙超载，并抑制缺血/再灌导致细胞色素C从线粒体释放和胞浆ATP含量的降低，从而改善了缺血/再灌对心肌细胞钙瞬变和细胞收缩的抑制。以上由IHA诱导的心肌保护作用可以基本上被α1B-AR抑制剂CEC消除，而α1A-AR抑制剂5-Mu和αiD-AR抑制剂BMY 7378并不影响其保护作用。IHA可以显著提高大鼠左心室心肌细胞内的PKCs的表达，并促进PKCs在缺血/再灌时的转位。我们发现PKCe亚型抑制肽段PKCs V1-2以及线粒体KATP通道抑制剂5-HD(5-hydroxydecanoate)都可以显著抑制phenylephrine和IHA维持的线粒体和胞浆钙稳态的心肌保护作用。 结论：上述结果表明，phenylephrine通过激动α1B-AR可以抑制线粒体和胞浆钙超载，以及线粒体细胞色素C的释放，明显改善缺血后心肌细胞收缩功能，维持线粒体结构的完整，促进再灌时线粒体功能的恢复，改善了缺血/再灌过程中细胞内ATP含量，为心肌功能恢复提供能量基础；基于以上的研究结果我们进而证实了，间歇性低氧适应通过上调α1B-AR在缺血/再灌注中促进PKCε转位，开放mitoKATP通道，能有效地降低线粒体和细胞内钙的超载，从而进减轻了心肌细胞的损伤程度。因此，激动α1B-AR通过促进PKCs转位和开放mitoKATP通道，从而维持线粒体功能及其结构的完整，在抗缺血/再灌损伤的心肌保护中起着重要作用。