目的：心房颤动(atrial fibrillation,AF,简称房颤)是最常见的心律失常之一,是由心房主导折返环引发多个小折返环导致的房律紊乱。AF几乎见于所有的器质性心脏病与部分非器质性心脏病,并引发严重并发症,如心力衰竭和动脉栓塞等。小电导钙激活钾通道(small conductance calcium-activated potassium channel, SK channel)在心血管系统主要分布于心房肌细胞,其中以SK2亚型为主。SK2通道开放引起的K+外流在心肌细胞膜复极过程中具有重要作用。钙调蛋白(calmodulin, CaM)是真核生物细胞中的胞质蛋白,是 SK2通道的亚单位之一,它通过与Ca2+及SK2通道上CaM结合区域(calmodulin bind domain,CaMBD)结合后对SK2通道进行调控。在AF状态下,SK2通道功能发生何种改变、CaM对SK2通道的作用机制是否发生改变尚不清楚;钙调蛋白依赖性蛋白激酶(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase,CaMK)是CaM作用于蛋白的介质,CaMK对 SK2通道功能是否有调节作用也鲜有报道,深入讨论这些问题对揭示AF的病理生理机制与防治有重要意义。本实验通过全细胞膜片钳技术观察AF患者心房肌细胞SK2通道电流的改变以及CaMK对SK2通道的调控,为探讨AF发生机制与防治方法提供理论基础和实验依据。方法:采用全细胞膜片钳技术研究人心房肌SK2通道电流变化:23例接受心胸外科体外循环手术患者分为两组:心房颤动组(atrial fibrillation,AF)9例,窦性心律组(Sinus rhythm, SR)14例。取患者手术过程中切除的右心耳组织,保存于氧饱和Cardioplegic液中,剪为1×1 mm3组织块,置于酶液中进行两步消化。选取贴壁良好,折光性强,具有立体感,表面光滑的心房肌细胞进行实验。将细胞置于浴液中,采用全细胞膜片钳技术记录电流,阶跃方波脉冲方案:保持电位(holding potential,HP):-60 mV,从-130 mV以10 mV阶跃除极至+60mV,脉冲时程200 ms。电流信号通过膜片钳放大器(Axopatch200B)放大,滤波器处理后(1 KHz)输入计算机,经Clampex10.1软件采集电流,Clampfit10.1软件系统进行数据分析。实验观察和比较CaMKII特异性阻断剂KN-93和L-型钙通道特异性阻断剂维拉帕米(verapamil)对SK2通道的影响。结果：⑴急性酶分离的心房肌细胞 SK2通道电流的基本特性:①全细胞膜片记录模式,记录到心房肌细胞混合电流,其I-V曲线上随细胞膜电位增加电流逐渐偏离(低于)欧姆定律的线性关系,呈现出内向整流特征。②SR组与 AF组内向整流混合电流密度分别为14.05±2.56 pA/pF(-130 mV,n=11)、43.05±28.93 pA/pF(-130 mV,n=6),P<0.01,两组电流密度有差异。③SK2通道特异性阻断剂 Apamin(1×10-7 mol/L)在20 min左右可以明显抑制实验条件引出的内向整流混合电流,加入Apamin前后电流密度分别为11.92±6.21 pA/pF、8.20±4.33 pA/pF(-130mV,n=6),即抑制31.51％±4.98,P<0.01,有明显差异。说明在本实验条件下可记录到 SK2通道电流,其电流密度为加入 Apamin前后的差值。SK2通道I-V曲线表明该电流呈现内向整流特征。④SR组与AF组SK2通道电流密度分别为3.67±0.37 pA/pF(-130 mV,n=9)、9.81±2.54 pA/pF(-130 mV,n=9),P<0.01,两组电流密度有明显差异。⑵KN-93对人心房肌细胞内向整流混合电流的影响:①全细胞膜片记录模式,KN-93(1×10-6 mol/L)在30 min左右可以明显抑制实验条件引出的内向整流混合电流,加入 KN-93前后电流密度分别为17.25±8.06 pA/pF、11.68±6.19 pA/pF(-130 mV,n=4), P<0.05,电流密度有差异。②细胞经 KN-93预处理30 min,加入Apamin电流抑制2.83％±7.72(-130 mV,n=3);细胞未经KN-93预处理,加入Apamin电流抑制31.51％±4.98(-130 mV,n=6),P<0.01,两组Apamin抑制作用有明显差异,说明KN-93可降低SK2通道对Apamin的敏感性。③SR组与AF组加入KN-93后,KN-93对心房肌细胞内向整流混合电流抑制分别为33.63％±13.84(-130 mV,n=5)、44.73％±28.19(-130 mV,n=4),P<0.01,两组KN-93的抑制作用有明显差异。⑶Verapamil对 SK2通道的影响：①细胞经 Verapamil(1×10-5mol/L)预处理10 min,加入 Apamin电流抑制2.37％±3.14(-130 mV,n=4);细胞未经Verapamil预处理,加入Apamin电流抑制31.51％±4.98(-130 mV,n=6),P<0.01,两Apamin抑制作用有明显差异。②细胞经Verapamil预处理10 min,加入Apamin前后电流密度为16.76±5.66 pA/pF(-130 mV, n=4)、16.68±5.01 pA/pF(-130 mV,n=4),P>0.05,电流密度无差异。以上两结果说明Verapamil可降低SK2通道对Apamin的敏感性。结论：⑴急性酶分离人心房肌细胞上可检测 SK2通道电流,其基本特征为:具有内向整流性质;SR组SK2通道电流密度低于AF组。⑵CaMKII参与SK2通道功能的调控,抑制CaMKII使SK2通道对Apamin的敏感性下降;SR组可被CaMKII影响的电流成份小于AF组。⑶L-型钙通功能状态可影响SK2通道功能,抑制L-型钙通道使SK2通道对Apamin的敏感性下降。