鉀離子通道重塑與心房顫動的發(fā)生機(jī)制

徐 凱，魏永鴿

(1.鄭州澍青醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，河南 鄭州 450064;2.鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450052)

0 引言

心房顫動(atrial fibrillation，AF)，簡稱房顫，常導(dǎo)致心律失常，且快速、持久。持續(xù)的心房顫動對于生命體征的維持產(chǎn)生不利的影響，還可引起血栓、栓塞等嚴(yán)重并發(fā)癥。房顫發(fā)生的頻率可達(dá)300～600次/分，其節(jié)律往往快而不規(guī)則，不僅比正常人心跳快、絕對不整齊，且心房收縮功能也失去效果。大量研究表明房顫發(fā)病率可為0.77%，其中男性房顫發(fā)病率(0.9%)高于女性(0.7%)，80歲以上房顫發(fā)病率高達(dá)7.5%。臨床上，AF的發(fā)病原因很多，飲酒、精神緊張、感染等因素均可導(dǎo)致，在不同的年齡階段均可發(fā)生。

房顫發(fā)生后可使離子通道重構(gòu)，動作電位時程縮短，頻率適應(yīng)性下降，易于房顫維持，即“心電重構(gòu)”，其過程主要有動作電位時程(action potential duration，APD)和有效不應(yīng)期(effective refractory period，ERP)縮短等。房顫后離子通道的重新變構(gòu)是導(dǎo)致有效不應(yīng)期降低的主要原因。電重塑在房顫的發(fā)病機(jī)制中占有重要原因，鉀離子通道的改變是誘發(fā)該病的主要因素。因此本文將重點研究鉀離子通道的改變與心房顫動的發(fā)生機(jī)制。

離子通道為鑲嵌于膜脂質(zhì)中的蛋白復(fù)合體，是細(xì)胞膜上的一類特殊親水性蛋白質(zhì)微孔道，廣泛存在于各組織的細(xì)胞膜表面。該離子通道通過殘基側(cè)鏈選擇性與離子相互作用，發(fā)揮專一性通透屏障功能。鉀離子通道是離子通道中種類最多、存在最廣泛且最復(fù)雜的一大類離子通道，與心房顫動的發(fā)生機(jī)制有關(guān)，同時也與人類的多種生命活動密切相關(guān)［1］。鉀離子通道的基本分子結(jié)構(gòu)包括氨基末端胞質(zhì)域的T1四聚功能域，六個跨膜α－螺旋域(S1～S6)、電壓感應(yīng)域(S1～S4)、在S5～S6之間的孔區(qū)域(1個P環(huán))和一個細(xì)胞質(zhì)內(nèi)羧基胞質(zhì)域［2］。

1 瞬間外向鉀電流通道(Ito)

Ito是心肌細(xì)胞膜上鉀通道電流的一種重要亞型，在維持細(xì)胞膜電位、調(diào)節(jié)細(xì)胞自主活動興奮性中起重要作用。Ito在去極化早期被激活，主要影響動作電位1相復(fù)極和動作電位時程﹙APD﹚［3］。Ito是存在于心肌細(xì)胞膜上的一種鉀離子電流，在大鼠、小鼠、犬、家兔等多種動物和人的心肌等組織中均廣泛存在［4］。Ito在動作電位早期出現(xiàn)外向鉀電流，其特點是快速激活和滅活，且對電壓有一定的依賴性，對動作電位的形態(tài)和時程也有較大影響。

研究發(fā)現(xiàn)人的心肌細(xì)胞中也可存在Ito，通過心房顫動的電重塑機(jī)制使得心房發(fā)生心動過速。為此，我們不得不將心房細(xì)胞有效不應(yīng)期的延長作為一種研究對象。

2 延遲整流鉀通道(Kv)

Kv在人體各種組織中均可存在，該電流主要發(fā)生于去極化時相。正因為如此，我們暫且認(rèn)為是一種激活速度十分緩慢且沒有失活的延遲整流電流。該電流受到抑制時可以使動作電位時程延長，同時也是細(xì)胞動作電位復(fù)極的重要電流，

因特性不同，主要分為快激活的延遲整流電流(Ikr)、慢激活的延遲整流電流(Iks)和超速激活的延遲整流電流(Ikur)三種電流。動物實驗研究發(fā)現(xiàn)房性心動過速重塑機(jī)制中Iks、Ikr沒有發(fā)現(xiàn)有改變。

3 內(nèi)向整流鉀通道(Kir)

Kir活性很強(qiáng)。但該通道有促使鉀離子內(nèi)流和一定程度的外流的作用，對于維持靜息電位和參與復(fù)極化發(fā)揮著重要的作用。Kir只允許鉀離子內(nèi)流和一定程度上的外流，其整流作用有利于細(xì)胞靜息電位的維持和參與復(fù)極化過程。另外該通道的激活細(xì)胞內(nèi)外對于維持鉀離子濃度的膜電位變化也發(fā)揮著重要作用。有報導(dǎo)說內(nèi)向整流鉀通道在房顫的發(fā)病機(jī)制中有重要作用［5］。

4 心臟疾病中K－ATP通道的研究新進(jìn)展

胰腺細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞等不同的細(xì)胞類型上面均可有ATP敏感性鉀離子通道(K－ATP)的存在。有研究發(fā)現(xiàn)K－ACh在犬和房顫患者的表達(dá)中都是增加的，而且其能促進(jìn)房顫的發(fā)生［6］。

ATP敏感性鉀通道(K－ATP)在細(xì)胞的新陳代謝與膜興奮性的偶聯(lián)過程中起重要作用，被認(rèn)為是細(xì)胞內(nèi)的代謝信號感受器，具有調(diào)節(jié)機(jī)體對外界刺激適應(yīng)性的能力。心肌K－ATP的激活主要通過縮短APD，減少鈣超載和能量消耗，抑制線粒體滲透等來實現(xiàn)。

5 小結(jié)

鉀離子通道重塑與心房顫動的發(fā)生機(jī)制十分復(fù)雜，需要進(jìn)一步深入研究方可得出重要的結(jié)論。另外電重構(gòu)的發(fā)生也與房顫的發(fā)生息息相關(guān)。雖然離子通道的發(fā)生機(jī)制有待于進(jìn)一步研究，但是其作用卻相當(dāng)強(qiáng)大。為此，研究對象要更偏重于心房顫動的預(yù)防及治療等。

［1］傅濤，郝選明.鉀離子通道的研究進(jìn)展［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2010(10):1－4.

［2］于耀清，陳軍.電壓門控性鉀、鈣、鈉離子通道的結(jié)構(gòu)及分類［J］.中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志，2005，4(5):515 －520.

［3］周婕，譚樹華，張善春.心肌細(xì)胞瞬時外向鉀電流與相關(guān)疾病的研究進(jìn)展［J］.中國心臟起搏與心電生理雜志，2012，26(3):265 －267.

［4］楊寶峰.離子通道藥理學(xué)［M］.北京:人民衛(wèi)生出版社，2005:236－248.

［5］黃兵，陳雷，吳學(xué)仁，等.慢性房顫患者右心房細(xì)胞電壓依賴性鉀電流變化的研究［J］.中國病理生理學(xué)雜志，2005，21(1):77－80.

［6］張標(biāo)，曾曉榮，楊艷，等.慢性房顫患者心房肌細(xì)胞乙酰膽堿敏感鉀通道的研究［J］.中國病理生理學(xué)雜志，2006，22(4):678－682.