膜片鉗技術(shù)在中藥對心肌鈣離子通道作用研究中的應用

1、膜片鉗技能在中藥對心肌鈣離子通道作用研究中的應用【摘要】膜片鉗技能自覺明以來，被普及用于生物學、生理學、藥理學等多種學科的底子研究和應用研究中，為辦理生物學跨膜信號傳導題目提供了革命性的檢測本領(lǐng)。如今該技能已運用于中藥對離子通道作用的研究中，尤其是心肌鈣離子通道。本文綜述了比年來中藥對心肌鈣通道的作用?！娟P(guān)鍵詞】膜片鉗技能；中藥；鈣離子通道TheAppliatinfPathlapintheResearhfTraditinalhineseediinenardiauslealiuhannelsKeyrds:pathlap;traditinalhineseediine;aliuhannels膜片鉗技

2、能是以薄弱電流信號丈量為底子,利用玻璃微電極與細胞膜封接來丈量多種通道電流,其丈量值可到達皮安級(pA,10-12A),是一種典范的低噪聲的丈量技能。膜片鉗技能的問世給細胞生物學的研究帶來了一場革命。當前該技能已經(jīng)成為細胞電生理學的緊張研究要領(lǐng)。尤其是該技能比年來滲出到中醫(yī)藥研究的各個范疇,對中醫(yī)藥研究程度的進步起到了很大的鞭策作用。1膜片鉗技能的根本原理膜片鉗的根本原理是利用負反響電子線路，將微電極尖端所吸附的一個至幾個平方微米的細胞膜的電位結(jié)實在必然程度上，對通過通道的微小離子電流作動態(tài)或靜態(tài)不雅察，從而研究其成果。膜片鉗技能實現(xiàn)膜電流結(jié)實的關(guān)鍵步調(diào)是在玻璃微電極尖端邊沿與細胞膜之間形成高

3、阻密封，其阻抗數(shù)值可達10100G。由于此阻值云云之高，故根本上可當作絕緣，其上之電流可當作零。此密封不但電學上近乎絕緣，在機器上也是較安穩(wěn)的。此時可通過膜片鉗放大器，選用差異的記載形式細胞吸附式ell-attahed，全細胞形式hel-ell等對細胞舉行電壓和電流鉗制，記載種種離子通道電流、細胞的靜息膜電位及行動電位等。2心肌細胞鈣離子通道1958年Fart和Katz等領(lǐng)先創(chuàng)造了鈣離子通道(L型鈣通道),如今已證明心肌細胞上存在B型、L型和T型三種鈣通道且后二者屬電壓依靠性通道(Vltagedependenthannels,VDs)。B型鈣通道即配景鈣通道(bakgrunda2hannels

4、)，是靜息鈣通道；L型(lng-lasting)鈣通道是細胞快樂歷程中鈣離子內(nèi)流的重要途徑；T型transient鈣通道的成果與維持細胞自律性和低膜電位(靠近靜息膜電位)時鈣的跨膜活動有關(guān)。心肌細胞上的L型鈣通道，其啟閉對行動電位平臺期的形成、細胞內(nèi)鈣離子增高以及心肌細胞的電生理特性等起緊張作用。3部門中藥對心肌鈣離子通道的作用如今膜片鉗技能的應用重要在以下幾個方面：離子通道特性的研究；離子通道活動調(diào)控的研究；離子通道生理與病理環(huán)境下作用機制的研究；單細胞形態(tài)與成果干系的研究；藥物作用機制的研究。對中藥研究而言，現(xiàn)階段重要利用膜片鉗單通道大概全細胞技能，不雅察中藥對離子通道特性的影響來說明藥物

5、作用的機理，這將有利于闡發(fā)中藥在細胞程度的作用機制。我們通過中藥提取物對心肌種種鈣通道的影響研究，來探究其防治心率變態(tài)、強心的作用機制，大概創(chuàng)造其引起心率變態(tài)的離子通道緣故原由。3.1人參當代研究創(chuàng)造人參根中含有多種人參皂甙。包羅齊墩果酸型人參皂甙單體R0，人參二醇組皂甙R,Rd，人參皂甙Rg1，人參三醇組皂甙單體Rh等。齊墩果酸型人參皂甙單體R0(200l/l)對心肌L、B、T型3種范例鈣通道的活動均無影響1。但是人參皂甙Rg1、人參二醇組皂甙R,Rd1500g/l、人參三醇組皂甙單體Rh160l/L可使心肌鈣通道的均勻開放時間收縮,均勻封閉時間延伸,開放概率減小，但對3種范例鈣通道的電流幅

6、值無顯著影響,其作用與異搏定相似,與BayK8644相反24。通過與鈣通道停滯劑異搏定37.5g/l、鈣通道沖動劑BAYK8644(5nl/L)的比較實行,證明人參二醇組皂甙R200g/l對鈣通道有停滯作用而Rd200g/l那么無此作用5。3.2粉防己堿粉防己堿是從防己科多年生木質(zhì)藤本植物粉防己中提取的。運用膜片鉗單通道技能研究創(chuàng)造0.3300l/L粉防己堿濃度依靠性地停滯L型鈣電流,半數(shù)按捺濃度I50為13.3l/L，但對其電流-電壓曲線無顯著影響6。全細胞記載研究7卻創(chuàng)造1l/L粉防已堿可使電流-電壓曲線的各電流值均低落，0.13.2l/L使鈣電流呈濃度依靠性低落,I50為0.7l/L。別

7、的,0.3l/L就能停滯異丙腎上腺素0.1l/L引起的鈣電流增大。固然兩者在實行詳細效果上有差異，但仍證明粉防己堿可停滯心肌細胞L型鈣電流。3.3丹參丹參為活血化瘀的代表藥之一，除含脂溶性非醌類身分，丹參酮、丹參酮-A等外，另有水溶性身分。全細胞記載實行表白,丹參酮-A10、20和40l/L可使L型鈣電流的峰值別離淘汰35.2%、57.7%和74.7%,但對最大激活鈣電流的電壓依靠曲線及不變激活曲線無影響8，9。同樣利用全細胞記載，顛末20in的缺氧以及5in的復氧后,50、100、200g/L丹參別離將兔心室肌細胞L型鈣通道電流的峰值從(667.9158.7)pA減小至(537.1121.3

8、)pA、(497.247.9)pA、(343.873.1)pA10，11。顯然,丹參酮-A具有雷同異搏停樣L型鈣通道阻斷劑作用,其阻斷作用呈非電壓依靠性；丹參能有用地淘汰缺氧復氧后心室肌細胞的L型鈣電流,這種作用大概是其抗心肌缺血以及抗缺血再灌性心律變態(tài)的機制之一。3.4三七皂甙通過全細胞膜片鉗技能不雅察：三七皂甙Rb110l/L和30l/L別離使BayK8644和nifedipine敏感的鈣內(nèi)向電流即L型鈣電流淘汰16.2%3.7%和38.3%10.4%,且在3-1000l/L范疇內(nèi),其按捺作用呈濃度依靠干系；同劑量的三七皂甙Rg1對該電流無顯著影響1213；三七總皂甙100g/L和300g

9、/L對大鼠心肌細胞L型鈣電流的按捺率別離為(26.734.5)%和(4919.6)%14。因此可以以為三七總皂甙、Rb1為L型鈣通道停滯劑而Rg1對其無按捺作用。3.5黃芪研究創(chuàng)造黃芪對L型鈣電流有雙向調(diào)治作用。它一樣平常不影響正常心肌細胞L型鈣電流的幅度,但可按捺病毒熏染細胞L型鈣電流的增長,從而防范病毒熏染大概導致的細胞內(nèi)鈣超載,對熏染細胞起到庇護作用15。這大概是黃芪用于心肌炎治療的作用機制之一。另一方面，黃芪還具有規(guī)復受按捺的L型鈣電流的作用。急性心肌梗死1周時，兔梗死周邊區(qū)心室肌細胞L型鈣電流受到按捺,電流-電壓干系曲線(I-V)上移,失活曲線左移,半數(shù)最大失活電位由-13.14.2

10、V左移至-25.97.0V,失活速率加速16。這大概是急性心梗后室性心律變態(tài)產(chǎn)生的緣故原由之一。利用黃芪后，缺血引起的L型鈣電流的按捺有部門改進。3.6其他中藥對心肌鈣離子通道作用的研究川芎嗪、丹皮酚、芍藥苷、青藤堿28阻斷L型鈣電流，但不使I-V曲線的峰值產(chǎn)生偏移。此中丹皮酚、青藤堿可使I-V曲線上移，這些可部門說明其抗心律變態(tài)作用機制。芍藥苷激活曲線沒有顯著的改變，失活曲線向較負電壓的標的目的偏移,通道從失活中規(guī)復的時間顯著延伸。蓮心堿29阻斷L型鈣電流后使峰電位略右移，而烏頭堿30、大豆皂甙單體AI31固然能明顯阻斷L型鈣通道的活動,使其開放時間收縮、封閉時間延伸、開放概率落落但對通道的

11、電流幅度無顯著影響。4討論和預測綜上所述，中藥對心肌細胞鈣通道作用的研究不但品種繁多，并且要領(lǐng)多樣，既有膜片鉗單通道記載，也有全細胞記載。上述大部門中藥具有雷同鈣拮抗劑的作用，也有少部門雷同鈣沖動劑，比方黃連素、異馬錢子堿等。以是上世紀80年代，陳可冀傳授領(lǐng)先提出關(guān)于中藥鈣拮抗劑的研究標的目的。這可當作是鈣通道藥理學在我國生長的一個特別分支學科。如今對中藥影響心肌細胞鈣通道作用的研究雖多，但是仍存在不少題目。起首，只管研究已經(jīng)深化到中藥的有用身分，但對中藥復方研究的文獻尚少。而中醫(yī)治療以復方為主，復方研究只管龐大，但意義龐大，必要引起器重。其次，對通道的研究尚處在初條理。文獻效果多以開放時間、

12、開放概率、電流幅度、I-V曲線的變革等參數(shù)為主。每每滿意于不雅察到對通道表示出按捺大概激活這一征象，而沒有進一步闡發(fā)通道按捺大概激活的緣故原由。我們知道通道的開放受氧化復原反響、磷酸化或去磷酸化反響、以及卵白激酶等等因素調(diào)控，外界刺激可以直接作用于通道產(chǎn)生作用，大概通過細胞信號轉(zhuǎn)導的途徑間接作用于通道。我們施加的中藥到底是直接照舊間接作用于通道，這就必要單通道膜片鉗記載和全細胞記載結(jié)合起來一起研究，兩者的效果彼此參考。假設(shè)某種中藥施加到浴液中，對通道只有直接作用而無間接作用，理論上電流只出如今全細胞記載，而不出如今單通道記載。而我們?nèi)缃竦难芯慷嘀皇抢靡环N膜片鉗的記載形式。假設(shè)是間接作用于通道

13、，那它信號轉(zhuǎn)導通路的上游和卑劣途徑又是怎樣的。這些題目都必要我們做進一步的研究。因此，我們應該把膜片鉗技能和PR技能、激光共聚焦技能結(jié)合起來，對通道舉行研究。用膜片鉗技能研究了單個細胞的通道電學特性后，利用PR技能對該細胞內(nèi)這種通道亞基RNA的表達環(huán)境舉行闡發(fā)。細胞內(nèi)的RNA程度變革經(jīng)常反響卵白產(chǎn)物的變革，激光共聚焦技能可以直接掃描細胞外貌的通道卵白的表達，三者的結(jié)合可以確定通道在細胞膜上真正的布局與成果的干系。這應該是以后中藥對離子通道作用的一個研究標的目的。膜片鉗技能在研究離子通道方面有著得天獨厚的上風。因此,將膜片鉗技能運用于中藥對離子通道作用的研究中，不但僅是驗證中藥的傳統(tǒng)成果,更緊張

14、的是可以用當代醫(yī)學的檢測本領(lǐng)和客不雅檢測指標來闡發(fā)中藥的作用機理,以此為橋梁實現(xiàn)中西醫(yī)在底子醫(yī)學上的結(jié)合?！緟⒖嘉墨I】1趙萍，孫成文，鐘國贛，等.齊墩果酸型人參皂甙R0對心肌細胞單鈣通道活動與自由基含量的影響J.白求恩醫(yī)科大學學報,1994,20(6):540-5422王中峰.人參皂甙Rg1對造就心肌細胞鈣通道停滯作用的單通道闡發(fā)J.第三軍醫(yī)大學學報,1994,16(3):194-1983江巖，王小明，王中峰，等.人參二醇組皂甙對大鼠心肌細胞鈣通道停滯作用J.底子醫(yī)學與臨床,1994,14(2):47-504趙春燕，張文杰，鐘國贛，等.人參皂甙單體Rh1對心肌作用的單鈣通道闡發(fā)及電子自旋共振譜

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