α-,1-腎上腺素受體對(duì)糖尿病大鼠心臟電活動(dòng)的調(diào)控.pdf

1、目的：糖尿病心肌病變(Diabetic Cardiomyopathy)是獨(dú)立于冠狀動(dòng)脈供血障礙、高血壓和其它已知心血管疾病的特異性心肌疾病，是糖尿病常見(jiàn)的重要并發(fā)癥之一，是糖尿病病人的主要死亡原因。
　　 1.心臟功能障礙表現(xiàn)為泵血功能和電活動(dòng)障礙兩個(gè)方面：泵血功能障礙無(wú)論是在糖尿病病人還是糖尿病模型動(dòng)物心臟上均表現(xiàn)為收縮力下降、舒張末期壓力上升、心輸出量下降以及心儲(chǔ)備功能下降。電活動(dòng)障礙表現(xiàn)在糖尿病病人和糖尿病模型動(dòng)物QT間期

2、延長(zhǎng)及心律失常和心臟性突然死亡的發(fā)病率提高，在糖尿病模型動(dòng)物心臟上還表現(xiàn)為動(dòng)作電位時(shí)程延長(zhǎng)以及多種K+電流密度下降(如瞬時(shí)外向K+電流和穩(wěn)態(tài)K+電流等)。
　　 2.心臟功能調(diào)控障礙方面表現(xiàn)為β腎上腺素受體對(duì)心臟收縮功能調(diào)控能力下降及β腎上腺素受體表達(dá)下降，而α1腎上腺素受體對(duì)糖尿病動(dòng)物心臟調(diào)控能力上升，α1A腎上腺素受體表達(dá)增加。
　　 綜合文獻(xiàn)報(bào)道，發(fā)現(xiàn)α1腎上腺素受體以及各亞型(α1A，α1B和α1D)對(duì)糖尿病心肌

3、病變心臟電活動(dòng)調(diào)控的研究仍然落后于β腎上腺素受體的調(diào)控，與糖尿病心臟泵血功能調(diào)控相比，α1腎上腺素受體對(duì)糖尿病心肌病變的電活動(dòng)調(diào)控的研究在許多方面仍有待闡述。
　　 盡管糖尿病心肌病變表現(xiàn)為泵血功能和電活動(dòng)兩個(gè)方面障礙，在對(duì)其調(diào)控方面至少受β腎上腺素受體和α1腎上腺素受體兩個(gè)類(lèi)型受體的調(diào)控，但本研究將重點(diǎn)研究α1腎上腺素受體及其亞型對(duì)糖尿病心臟電活動(dòng)的調(diào)控。比較正常同齡大鼠和鏈佐星(Streptozotocin， STZ)誘導(dǎo)糖

4、尿病大鼠心臟對(duì)α1腎上腺素受體激動(dòng)劑新福林(Phenylephrine PE)在QT間期調(diào)控上的差異性，解析造成該差異性的分子和離子通道水平的機(jī)理。
　　 方法：采用反轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法(RT-PCR)和蛋白免疫印記法(Western blot)分析正常同齡的和鏈佐星(STZ)誘發(fā)的四周齡糖尿病大鼠左心室肌細(xì)胞α1A，α1B和α1D三種亞型在mRNA和蛋白水平上的表達(dá)。采用離體心電圖法分析正常同齡和四周齡糖尿病大鼠QT間期對(duì)α

5、1腎上腺素受體激動(dòng)劑新福林敏感性的差異，并用膜片鉗全細(xì)胞式電流鉗和電壓鉗技術(shù)解析造成該差異的動(dòng)作電位和離子通道的機(jī)理。用電流鉗法記錄兩組大鼠左心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位，用電壓鉗法記錄L型Ca2+電流(ICa-L)、延遲整流K+電流(IK)、內(nèi)向整流K+電流(IKI)、瞬時(shí)外向K+電流(I/to)和穩(wěn)態(tài)K+電流(Iss)。
　　 結(jié)果：
　　 1.α1腎上腺素受體對(duì)正常同齡的和鏈佐星(STZ)誘發(fā)的四周齡糖尿病大鼠心率矯正的QT

6、間期(QTc)的調(diào)控：
　　 與正常同齡大鼠相比，α1腎上腺素受體激動(dòng)劑新福林(PE10μmol/L)均能明顯延長(zhǎng)正常同齡的和STZ誘導(dǎo)的四周齡糖尿病大鼠心率矯正的QT間期(QTc)(正常組從144±17.8 ms延長(zhǎng)到161±19.9 ms，n=5；糖尿病組從209±21.1 ms延長(zhǎng)到305±18.2 ms，n=6)。但延長(zhǎng)糖尿病大鼠的QTc更明顯(正常組的延長(zhǎng)率為11.8±2.1％，n=5；糖尿病組的延長(zhǎng)率為50.1±11

7、.9％，n=6；P<0.05)。此外正常組的與糖尿病組的QTc存在顯著性差異(144±17.8 ms，n=5；209±21.1 ms，n=6，P<0.05)。
　　 2.α1腎上腺素受體對(duì)正常同齡的和鏈佐星(STZ)誘發(fā)的四周齡糖尿病大鼠左心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位的調(diào)控：
　　 α1腎上腺素受體激動(dòng)劑新福林(PE100μmol/L)使正常大鼠的APD30由24±2.7 ms延長(zhǎng)到70±4.4 ms(P<0.05，n=8)，其延

8、長(zhǎng)率為212±31，4％(n=8)；與此同時(shí)，使糖尿病大鼠的APD30從56±6.4 ms延長(zhǎng)到159±12.0 ms(P<0.05，n=8)，其延長(zhǎng)率為200.0±24.6％。兩組的延長(zhǎng)率無(wú)明顯的差異(正常組為212±31.4％，n=8；糖尿病組為200.0±24.6％，n=8； P>0.05)。此外，正常組的和糖尿病組的APD30存在顯著差異(正常組為24±2.7 ms，n=8；糖尿病組為56±6.4 ms，n=8，P<0.05)。

9、新福林(PE100μmol/L)顯著延長(zhǎng)正常大鼠的APD90(從126±14.4 ms延長(zhǎng)到228±16.3 ms，P<0.05，延長(zhǎng)率為100±32.0％，n=8)，該劑量同樣顯著地延長(zhǎng)糖尿病大鼠的APD90(從204±19.4 ms延長(zhǎng)到494±18.7 ms，P<0.05，延長(zhǎng)率為195±23.8％，n=8)。但新福林作用于糖尿病大鼠APD90的延長(zhǎng)率顯著大于正常大鼠APD90的延長(zhǎng)率(正常大鼠的APD90延長(zhǎng)率為100±32.0

10、％，n=8；糖尿病大鼠APD90的延長(zhǎng)率為195±23.8％，n=8，P<0.05)。此外，糖尿病組的APD90明顯長(zhǎng)于正常組的APD90(正常組的為126±14.4 ms，n=8；糖尿病組的為204±19.4 ms，n=8，P<0.05)。
　　 3.α1腎上腺素受體對(duì)正常同齡的和鏈佐星(STZ)誘發(fā)的四周齡糖尿病大鼠左心室細(xì)胞L型鈣電流(Ica-L)的調(diào)控：
　　 新福林(PE100μmol/L)使正常大鼠的L型鈣電

11、流密度從10.9±0.84 pA/pF改變到10.7±1.10 pA/pF(P>0.05，n=5)，使糖尿病大鼠的L型鈣電流密度從10.2±1.19 pA/pF改變到11.0±1.21 pA/pF(P>0.05，n=5)。結(jié)果顯示新福林(100μmol/L)對(duì)正常的和糖尿病大鼠左心室L型鈣電流無(wú)明顯作用。同時(shí)正常組和糖尿病組的L型鈣電流密度無(wú)明顯變化。
　　 4.α1腎上腺素受體對(duì)正常同齡的和鏈佐星(STZ)誘發(fā)的四周齡糖尿病大

12、鼠左心室肌細(xì)胞延遲整流鉀電流(IK)的調(diào)控：
　　 正常組與糖尿病組的IK電流密度無(wú)明顯變化(正常組12.0±0.59 pA/pF， n=5；糖尿病組13.0±1.1 pA/pF， n=4；P>0.05)。新福林(100μmol/L)對(duì)正常大鼠的IK無(wú)明顯作用(從12.0±0.59 pA/pF到11.6±0.49 pA/pF，P>0.05，n=5)，對(duì)糖尿病大鼠的IK密度同樣無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)改變(從13.0±1.1 pA/pF到12.9

13、±1.2 pA/pF；P>0.05，n=4)。
　　 5.α1腎上腺素受體對(duì)正常同齡的和鏈佐星(STZ)誘發(fā)的四周齡糖尿病大鼠左心室肌細(xì)胞內(nèi)向整流鉀電流(IK1)的調(diào)控：
　　 新福林(PE)均能明顯抑制正常的和糖尿病大鼠左心室肌細(xì)胞的IK1電流密度。正常組的IKI密度由31.3±0.48 pA/pA減少到21.8±0.60 pA/pF(P<0.05，n=5)，糖尿病組的IKI密度由32.0±0.62 pA/pF減少到1

14、9.9±0.61 pA/pF(P<0.05，n=6)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示新福林(PE100μmol/L)對(duì)正常的和糖尿病的IK1電流密度抑制百分比無(wú)明顯的差異(正常組的抑制率為-30.1±2.83％，n=5；糖尿病組的抑制率為-34.1±1.10％，n=6；P>0.05)。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明正常大鼠的IK1電流密度與糖尿病大鼠的IK1電流密度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　 6.α1腎上腺素受體對(duì)正常同齡的和鏈佐星(STZ)誘發(fā)的四周齡糖

15、尿病大鼠左心室肌細(xì)胞瞬時(shí)外向K+電流(Ito)的調(diào)控。
　　 7.α1腎上腺素受體對(duì)正常同齡的和鏈佐星(STZ)誘發(fā)的四周齡糖尿病大鼠左心室肌細(xì)胞穩(wěn)態(tài)K+電流(Iss)的調(diào)控。
　　 結(jié)論：
　　 本研究獲得兩方面的結(jié)論：
　　 1.正常同齡大鼠與STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠相比，糖尿病大鼠的QTc、動(dòng)作電位時(shí)程APD30及APD90明顯長(zhǎng)于正常組的QTc、APD30及APD90； Ito和Iss電流密度明顯低

16、于正常組的電流密度；糖尿病大鼠左心室肌細(xì)胞的α1腎上腺素受體在mRNA和蛋白水平的表達(dá)明顯高于正常組的表達(dá)。本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與已發(fā)表的完全相似(Casis等2004年，Zhang等2007年，Kamata等2006年)，為α1腎上腺素受體對(duì)兩組大鼠電活動(dòng)調(diào)控的深入研究提供了良好的基礎(chǔ)。
　　 2.本研究首創(chuàng)性地發(fā)現(xiàn)，由于糖尿病大鼠左心室肌細(xì)胞的α1A腎上腺素受體在mRNA及蛋白水平表達(dá)明顯增高，在α1腎上腺素受體激動(dòng)劑新福林作用下

17、，糖尿病大鼠的QTc和動(dòng)作電位APD90的延長(zhǎng)率明顯大于正常組的。其機(jī)理是由于新福林抑制糖尿病大鼠的Iss的百分率明顯大于正常組的百分率，雖然新福林也能抑制兩組大鼠的Ito和IK1，但兩組的抑制百分率無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)合分子生物學(xué)研究結(jié)果，即與正常組相比，糖尿病大鼠左心室肌細(xì)胞的α1A腎上腺素受體在mRNA和蛋白水平的表達(dá)明顯增高。表明在糖尿病狀態(tài)下，α1A受體密度增加→α1腎上腺素受體激動(dòng)劑新福林對(duì)Iss抑制更明顯→新福林延長(zhǎng)糖尿病大鼠