低鉀加重大鼠心肌細胞再灌注損傷的機制

1、低鉀加重大鼠心肌細胞再灌注損傷的機制作者：時間：2007-11-22 11:28:00 作者： 韋耿澤王波，金振曉，武峰，胡玉珍，周京軍【關鍵詞】 低鉀；鈉Mechanism of low K+ buffer aggravating reperfusion injury in rat ventricular myocytes 【Abstract】 AIM: To study the role of calcium oscillations in reoxygenation injury induced by perfusion with a low K+ buffer in isolated

2、rat ventricular myocytes. METHODS: The cells were firstly subjected to metabolic inhibition and anoxia for 25 min, then reperfused with normal K+ (5.4 mmol/L) or low K+ (3.0 mmol/L) Tyrode solution in the absence or presence of KBR7943, a selective inhibitor of the reversemode Na+/Ca2+ exchanger (NC

3、X). The changes of Ca2+i were measured with spectrofluorometry, using Fura2 as Ca2+ indicator. The changes in cell length were monitored and expressed as a recovery rate of cell length through the formula (endreperfusion length - endischemia length)/(initial length - endischemia length)100%, reflect

4、ing the reperfusion injury. RESULTS: Compared with normal K+ reperfusion group, reperfusion with the low K+ Tyrode solution suppressed the recovery of cell length P0.01, low K+: (24.306.01)% vs normal K+: (54.506.56)%, n=6 and increased the total number of Ca2+ oscillations P0.01, low K+: (138.809.5

5、4) vs normal K+: 82.308.16, n=6. However, these effects induced by low K+ reperfusion were significantly attenuated in the presence of 10 mol/L KBR7943 P0.01 vs low K+ without KBR7943, n=6; Ca2+ oscillations: 27.406.76, recovery of cell length: (58.907.30)%, respectively. CONCLUSION: Reperfusion wit

6、h low K+ buffer increases reversemode NCX activities, which results in an increased calcium oscillations, thus aggravating cardiac injury. 【Keywords】 potassium deficiency; NCX; ventricular myocyte; calcium/metabolism 【摘要】 目的：觀察低鉀灌流液對大鼠心肌細胞再灌注時鈣震蕩的影響并探討其作用機制. 方法：Ca2+熒光指示劑Fura2標記心肌細胞，在代謝抑制并低氧25 min后，改

7、用低鉀臺氏液（K+=3.0 mmol/L）灌流，記錄細胞鈣震蕩的變化. 以（再灌注末期細胞長度缺血末期細胞長度）（缺血前細胞長度缺血末期細胞長度）100%反映再灌注后細胞長度的恢復狀況. 結果：與含正常鉀濃度的灌流液對照組（K+=5.4 mmol/L）相比，在再灌注10 min內，低鉀灌流液組出現(xiàn)鈣震蕩的次數(shù)顯著增加(P0.01，低K+組：138.809.54 vs對照組：82.308.16，n=6)，心肌細胞長度的恢復顯著被抑制P0.01，低K+組：(24.306.01)% vs對照組：(54.506.56)%，n=6；再灌注期間給予鈉鈣交換體反向交換模式抑制劑KBR7943，可顯著抑制低鉀

8、溶液對鈣震蕩和細胞長度的影響P0.01 vs低K+組，n=6； 鈣震蕩：27.406.76和細胞長度恢復：(58.907.30)%. 結論：低鉀再灌注液通過增強反向鈉鈣交換體活性加重鈣震蕩，進而引發(fā)心肌損傷. 【關鍵詞】 低鉀；鈉鈣交換體；鈣震蕩；心肌細胞 細胞內鈣（Ca2+i）超載是缺血心肌在再灌注過程中細胞凋亡、壞死、以及心功能降低的重要原因1. 鈉鈣交換體（sodiumcalcium exchanger，NCX）是參與維持心肌鈣穩(wěn)態(tài)的重要轉運體. 研究發(fā)現(xiàn)，在缺血再灌注早期激活NCX反向交換模式（Ca2+進入細胞），將促發(fā)心肌Ca2+i超載，導致心肌損傷2-3. 目前，Zhang等4采用

9、膜片鉗技術觀察到，K+o升高可抑制NCX反向交換電流，而K+o降低則起促進作用. 如果再灌注早期K+o降低（K+o丟失），可能會通過促發(fā)NCX反向交換引起心肌Ca2+i超載，從而加重心肌損傷. 本實驗采用雙激發(fā)熒光光電倍增系統(tǒng)檢測細胞Ca2+i的方法，觀察低鉀灌流液對缺血后再灌注早期心肌Ca2+i震蕩的影響，旨在探討其可能的機制. 1材料和方法 1.1材料正常SD雄性大鼠（200250 g）15只由第四軍醫(yī)大學實驗動物中心提供. KBR7943英國Tocris公司；HEPES，I型膠原酶，BSA，谷氨酸鉀，K2EGTA，Taurine，F(xiàn)ura2/AM和脫氧葡萄糖（Deoxyglucose）均

10、為美國Sigma公司產品，其余試劑均為國產分析純；雙激發(fā)熒光光電倍增系統(tǒng)為美國IonOptix公司產品. 正常K+濃度臺氏液（mmol/L，Standard）：NaCl 140，KCl 4.2，MgCl2 1.0，KH2PO4 1.2，CaCl2 1.8，HEPES 10，葡萄糖10，用NaOH調pH至7.4；低濃度K+臺氏液（mmol/L，Low K+）：KCl 1.8，KH2PO4 1.2，其余成分與正常K+濃度臺氏液相同. KB液（mmol/L）：Kglutamate 120，KCl 10，KH2PO4 10，MgSO4 1.8，K2EGTA 0.5，?；撬?0，HEPES 10，glucose 20，用KOH調pH至7.2. 模擬缺血溶液：正常臺氏液中去除glucose，并添加10 mmol/L脫氧葡萄糖，并持續(xù)充以純N2，pH=6.4.