鹽酸雷諾秦對豚鼠乳頭肌動作電位及收縮力的影響

王國濤,張文杰,楊 萍*

(1.吉林大學中日聯(lián)誼醫(yī)院,吉林長春130033;2.吉林大學基礎(chǔ)醫(yī)學院生理教研室,吉林長春130031)

雷諾嗪為美國CVTheraPeuties公司開發(fā)的一種治療心絞痛型冠心病的新型藥物,用于單一和輔助治療慢性心絞痛,已于2006年1月30日FDA批準在美國首次上市。雷諾嗦的化學名為(±)-N-(2,6-二甲基苯基)-4-[2-羥基-3-(2-甲氧苯氧基)丙基]-1-哌嗪乙酰胺,屬于呱嗪類衍生物。作為一種有效的抗缺血藥物,雷諾嗪早期被認為是部分脂肪酸氧化酶抑制劑,現(xiàn)有試驗證明雷諾嗪可以防止鈉超載和由鈉超載引起的鈣超載[1]。近年研究表明其機制可能與選擇性的抑制慢鈉通道有關(guān),從而減少缺血再灌注相關(guān)的鈉離子依賴的鈣超載,減少心室復極化和收縮性的異常,減少缺血誘導的收縮紊亂[2]。由此推測雷諾嗪可能成為一種抗心律失常及改善心功的藥物,國內(nèi)外有關(guān)這方面的研究未見報道。

1 材料與方法

1.1 動物及藥品 成年豚鼠18只,體重250-300 g,雌雄不限,由吉林大學實驗動物中心提供。雷諾嗪ranolazine dihydrochloride分子質(zhì)量500.46,購于Sigma公司。

1.2 心室肌乳頭肌標本的制備 按文獻方法[3,4]制備心室肌條,豚鼠擊頭部快速處死,開胸取出心臟,在4℃的臺氏液中分離左心室肌條,將心室肌條固定于容積為5 ml的標本槽內(nèi),另一端與張力換能器相連。以pH 7.2-7.4、溫度37℃的臺氏液恒速灌流(3-4ml·min-1)、灌流液充以95%O2+5%CO2的混合氣體。臺氏液(Tyrode's solution mmol/l)的成分:NaCl 137,NaHCO312,NaH2PO4,1.8,MgCl20.5,KCl 3.0,CaCl22.0,Glucose 5.5。

1.3 心室乳頭肌動作電位記錄及分析[4]采用標準玻璃微電極法測心室肌動作電位的各個參數(shù),取充以3 mol·L-1KCl的玻璃微電極(阻抗20-30 MΩ)固定在三維微操縱器(NARISHIGE,日本)上,引導動作電位。刺激電極給予波寬2 ms、1.5倍閾強度的電流刺激驅(qū)動標本,刺激頻率為1 Hz。動作電位信號經(jīng)微電極放大器(MEZ-7101,日本),通過BL-420(中國成都)輸入計算機,分析動作電位幅度(APA),靜息電位(RP),最大自動去極化速率(VMAX),動作電位復極 20、50%和 90%時程(APD20、APD50和APD90)。心室肌收縮活動通過張力換能器經(jīng)BL-420輸入計算機,記錄乳頭肌的收縮幅度和頻率。

1.4 實驗分組及方法 健康成年豚鼠18只,隨機分為3組,每組6只。實驗開始前以基礎(chǔ)刺激頻率刺激豚鼠乳頭肌標本20 min,穩(wěn)定后將微電極刺入心室肌細胞內(nèi),待動作電位波形穩(wěn)定后記錄各參數(shù)作為給藥前的自身對照,然后對3組分別給予H2O2(過氧化氫)(200 μ M 模擬心律失常)、雷諾嗪(10 mmol·L-)+H2O2和TTX(河豚毒素)(2mmol·L-)+H2O2,灌流3 min后記錄各項指標,實驗中保持恒溫、恒速灌流,保持藥物濃度恒定。

1.5 統(tǒng)計學處理 采用SPSS11.0統(tǒng)計軟件包進行統(tǒng)計學分析。計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 雷諾嗪對豚鼠乳頭肌動作電位參數(shù)的影響

模擬心律失常(H2O2200 mmol·L-)灌流液灌流3 min后,(APA),(RMP),VMAX各項參數(shù)與正常對照組相比未見統(tǒng)計學意義,APD50和APD90與正常對照組相比時程明顯增加(P＜0.001和 P＜0.001)。雷諾嗪(10 μ Μ)+H2O2灌流3 min 后 ,APD50和APD90與單純灌流H2O2相比顯著降低動作電位時程(P＜0.05和 P ＜0.01)。TTX(2 μ Μ)+H2O2灌流 3 min后,APD50和APD90與單純灌流H2O2相比顯著降低動作電位時程(P＜0.05和 P＜0.001),其(APA),(RMP),VMAX各項參數(shù)無明顯變化。實驗結(jié)果見表1和圖1。

表1 雷諾秦對豚鼠心室肌動作電位的影響(±s,n=6)

表1 雷諾秦對豚鼠心室肌動作電位的影響(±s,n=6)

*P＜0.05,***P＜0.001 vs control;#P＜0.05,##P＜0.01,##P＜0.001 vs H2O2group.

RMP(mV) APA(mV)Vmax(V/S)APD50(mS)APD90(mS)Control -80.67±1.96 104.33±7.50 42.60±11.74 218.33±26.29 246.33±26.89 H2O2 -77.83±2.64 100.83±7.99 39.00±9.49 293.33±25.67*** 365.33±37.07***H2O2+RAN -78.83±1.33 97.17±7.96 36.33±9.24 253.17±34.01# 287.50±23.81##H2O2+TTX -78.50±1.38 96.00±7.87 28.66±8.21* 249.33±34.24# 280.83±20.12###

圖1 雷諾嗪對晚鈉電流的抑制作用

2.2 雷諾嗪對豚鼠心室肌收縮力的影響

按文獻[5]的方法,將給藥前豚鼠心室肌條的收縮幅度設定為 100%,分別灌流 H2O2200 10 μ Μ、雷諾嗪(10 μ Μ)+H2O2和 TTX(2 μ Μ)+H2O2灌流 3 min后,與正常組比較,H2O2組收縮力明顯降低(80.66±6.53)%,P ＜0.05)。雷諾嗪(10 μ M)+H2O2和TTX(2 μ M)+H2O2組乳頭肌的收縮幅度與對照組無顯著統(tǒng)計學意義(93.00±6.63和93.67±6.12)%,(P＞0.05),見圖2。

圖2 雷諾嗪對心室肌收縮力的影響

3 討論

心肌細胞膜上的Na+通道、Na+/Ca2+交換(包括反向Na+/Ca2+交換)裝置和Na+/K+三磷酸腺甘(ATP)酶協(xié)同作用,負責Na+的正常轉(zhuǎn)運并保證細胞內(nèi)Na+內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。正常情況下,Na+主要通過電壓依從性Na+通道和Na+/Ca2+交換途徑進入細胞內(nèi),而Na+向細胞外的轉(zhuǎn)運則主要通過Na+/K+ATP酶和反向Na+/Ca2+交換機制完成。心肌細胞的除極是由快速Na+內(nèi)流完成的,此電活動持續(xù)時間甚短,僅1-2 ms。0相除極完畢后,Na+通道迅速關(guān)閉并持續(xù)于整個復極期,直到下一次除極Na+通道才重0相新開放。但某些情況下,心肌細胞復極期的Na+通道并未完全失活而處于部分開放狀態(tài)并形成內(nèi)向離子流,即晚/Na[6]。晚近研究證明,心肌細胞內(nèi)Ca2+超負載與復極期晚鈉離子流(late sodium current,晚/Na)內(nèi)流關(guān)系密切[7]。與除極期鈉離子(Na+)內(nèi)流相比,此Na+內(nèi)流的發(fā)生較晚,故名晚/Na。由晚/Na介導的細胞內(nèi)Ca2+超負載是引起心肌舒縮功能障礙,進而加重心肌缺血和發(fā)生心律失常的重要機制。晚/Na抑制劑雷諾嗪能有效抑制晚/Na內(nèi)流,進而緩解心肌缺血,改善心臟舒縮功能和遏止相關(guān)心律失常的發(fā)生。

實驗證實活性氧、過氧化氫等,引起Na+上升和細胞Ca2+超載,過氧化氫可導致晚鈉增加,H2O2對心肌細胞膜電位的影響是早期的動作電位持續(xù)時間增加,導致細胞內(nèi)鈉鈣交換交換增加,通過細胞外鈣,使細胞鈣超載。心肌細胞鈣超載導致心肌電不穩(wěn)定(即心律失常)和收縮功能障礙(即心功不全)。因此,阻斷晚鈉可能是關(guān)鍵,以減少H2O2誘導心律失?；顒雍褪湛s功能障礙,過氧化氫引起心肌細胞心律失常,主要由于晚鈉的增加引起的APD和早期后除極,本實驗證實采用雷諾嗪和河豚毒素干預H2O2誘導豚鼠心室肌細胞可降低該細胞動作電位的延長。

進一步研究發(fā)現(xiàn),心肌處于缺血、缺氧狀態(tài)下,尤其是直接暴露于超氧陰離子和溶血磷脂等缺氧代謝產(chǎn)物時,心肌細胞Na+通道便不能完全失活而形成晚/Na,造成細胞內(nèi)Na+濃度過高,進而通過反向Na+/Ca2+交換途徑致使細胞內(nèi)Ca2+超負載[8],并由此通過下述幾種病理生理機制參與缺血性心臟病及其相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展:(1)心肌細胞復極期Ca2+超負載引起心肌主動松弛功能障礙和舒張期室壁張力增高,臨床上表現(xiàn)為心臟舒張功能不全并進而發(fā)展為心臟的收縮功能不全;(2)增高的室壁張力則擠壓室壁內(nèi)血管床,造成心肌的缺血,尤其是心內(nèi)膜區(qū)域的缺血,臨床上則表現(xiàn)為運動受限和心絞痛發(fā)作;(3)與晚/Na相關(guān)的心肌細胞動作電位時間延長和細胞間的復極不一致便成為臨床上心律失常發(fā)生的電生理基礎(chǔ)[9,10]。

晚/Na直接參與缺血性心臟病及其相關(guān)疾病的病理生理過程,是其發(fā)生發(fā)展的重要機制。這項研究的結(jié)果表明,雷諾嗪鈉或河豚毒素減少過氧化氫誘導的心律失?；钚院托募〖毎湛s功能障礙,雷諾嗪可能降低活性氧誘導的心功能不全。通過阻止晚鈉,可降低過氧化氫對心肌功能(電和收縮)的有害影響。本實驗證實鹽酸雷諾嗪可降低H2O2引起的豚鼠乳頭肌動作電位動時程的增加和增強心肌收縮力,作用和TTX結(jié)果相似。因此,晚/Na抑制劑以其全新的機制發(fā)揮其抗心肌缺血、改善心臟舒縮功能和抑制心律失常發(fā)生的作用有待于進一步研究而應用于臨床。

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