α-,1-腎上腺素受體對糖尿病大鼠心臟電活動的調(diào)控.pdf

1、目的：糖尿病心肌病變(Diabetic Cardiomyopathy)是獨立于冠狀動脈供血障礙、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障礙兩個方面：泵血功能障礙無論是在糖尿病病人還是糖尿病模型動物心臟上均表現(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備功能下降。電活動障礙表現(xiàn)在糖尿病病人和糖尿病模型動物QT間期

2、延長及心律失常和心臟性突然死亡的發(fā)病率提高，在糖尿病模型動物心臟上還表現(xiàn)為動作電位時程延長以及多種K+電流密度下降(如瞬時外向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腎上腺素受體對心臟收縮功能調(diào)控能力下降及β腎上腺素受體表達下降，而α1腎上腺素受體對糖尿病動物心臟調(diào)控能力上升，α1A腎上腺素受體表達增加。
　　 綜合文獻報道，發(fā)現(xiàn)α1腎上腺素受體以及各亞型(α1A，α1B和α1D)對糖尿病心肌

3、病變心臟電活動調(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腎上腺素受體對糖尿病心肌病變的電活動調(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兩個方面障礙，在對其調(diào)控方面至少受β腎上腺素受體和α1腎上腺素受體兩個類型受體的調(diào)控，但本研究將重點研究α1腎上腺素受體及其亞型對糖尿病心臟電活動的調(diào)控。比較正常同齡大鼠和鏈佐星(Streptozotocin， STZ)誘導糖

4、尿病大鼠心臟對α1腎上腺素受體激動劑新福林(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理。
　　 方法：采用反轉錄多聚酶鏈式反應法(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胞α1A，α1B和α1D三種亞型在mRNA和蛋白水平上的表達。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α

5、1腎上腺素受體激動劑新福林敏感性的差異，并用膜片鉗全細胞式電流鉗和電壓鉗技術解析造成該差異的動作電位和離子通道的機理。用電流鉗法記錄兩組大鼠左心室肌細胞動作電位，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)、瞬時外向K+電流(I/to)和穩(wěn)態(tài)K+電流(Iss)。
　　 結果：
　　 1.α1腎上腺素受體對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腎上腺素受體激動劑新福林(PE10μmol/L)均能明顯延長正常同齡的和STZ誘導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延長到161±19.9 ms，n=5；糖尿病組從209±21.1 ms延長到305±18.2 ms，n=6)。但延長糖尿病大鼠的QTc更明顯(正常組的延長率為11.8±2.1％，n=5；糖尿病組的延長率為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胞動作電位的調(diào)控：
　　 α1腎上腺素受體激動劑新福林(PE100μmol/L)使正常大鼠的APD30由24±2.7 ms延長到70±4.4 ms(P<0.05，n=8)，其延

8、長率為212±31，4％(n=8)；與此同時，使糖尿病大鼠的APD30從56±6.4 ms延長到159±12.0 ms(P<0.05，n=8)，其延長率為200.0±24.6％。兩組的延長率無明顯的差異(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)顯著延長正常大鼠的APD90(從126±14.4 ms延長到228±16.3 ms，P<0.05，延長率為100±32.0％，n=8)，該劑量同樣顯著地延長糖尿病大鼠的APD90(從204±19.4 ms延長到494±18.7 ms，P<0.05，延長率為195±23.8％，n=8)。但新福林作用于糖尿病大鼠APD90的延長率顯著大于正常大鼠APD90的延長率(正常大鼠的APD90延長率為100±32.0

10、％，n=8；糖尿病大鼠APD90的延長率為195±23.8％，n=8，P<0.05)。此外，糖尿病組的APD90明顯長于正常組的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)。結果顯示新福林(100μmol/L)對正常的和糖尿病大鼠左心室L型鈣電流無明顯作用。同時正常組和糖尿病組的L型鈣電流密度無明顯變化。
　　 4.α1腎上腺素受體對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)對正常大鼠的IK無明顯作用(從12.0±0.59 pA/pF到11.6±0.49 pA/pF，P>0.05，n=5)，對糖尿病大鼠的IK密度同樣無統(tǒng)計學改變(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)。同時實驗結果顯示新福林(PE100μmol/L)對正常的和糖尿病的IK1電流密度抑制百分比無明顯的差異(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，實驗結果表明正常大鼠的IK1電流密度與糖尿病大鼠的IK1電流密度無統(tǒng)計學差異。
　　 6.α1腎上腺素受體對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胞瞬時外向K+電流(Ito)的調(diào)控。
　　 7.α1腎上腺素受體對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胞穩(wěn)態(tài)K+電流(Iss)的調(diào)控。
　　 結論：
　　 本研究獲得兩方面的結論：
　　 1.正常同齡大鼠與STZ誘導的糖尿病大鼠相比，糖尿病大鼠的QTc、動作電位時程APD30及APD90明顯長于正常組的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胞的α1腎上腺素受體在mRNA和蛋白水平的表達明顯高于正常組的表達。本文的實驗結果與已發(fā)表的完全相似(Casis等2004年，Zhang等2007年，Kamata等2006年)，為α1腎上腺素受體對兩組大鼠電活動調(diào)控的深入研究提供了良好的基礎。
　　 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胞的α1A腎上腺素受體在mRNA及蛋白水平表達明顯增高，在α1腎上腺素受體激動劑新福林作用下

17、，糖尿病大鼠的QTc和動作電位APD90的延長率明顯大于正常組的。其機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統(tǒng)計學差異。結合分子生物學研究結果，即與正常組相比，糖尿病大鼠左心室肌細胞的α1A腎上腺素受體在mRNA和蛋白水平的表達明顯增高。表明在糖尿病狀態(tài)下，α1A受體密度增加→α1腎上腺素受體激動劑新福林對Iss抑制更明顯→新福林延長糖尿病大鼠