ClC—2氯離子通道在心臟起搏活動(dòng)中的作用研究進(jìn)展

薄冰

摘 要：該文對(duì)于ClC-2內(nèi)向整流氯離子通道在心臟起搏活動(dòng)中的作用進(jìn)行綜述，該通道在心臟起搏活動(dòng)產(chǎn)生及調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，并在竇房結(jié)功能異常等心律失常的機(jī)制探討及治療中具有重要意義。

關(guān)鍵詞：ClC-2氯離子通道 心臟 竇房結(jié) 起搏活動(dòng)

中圖分類號(hào)：R541.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（c）-0025-01

近半個(gè)世紀(jì)以來，以氯離子通道（chloride channels）為代表的心臟陰離子通道研究相對(duì)滯后[1]，其中，由ClC電壓門控Cl-通道基因家族ClC-2編碼[2]的超級(jí)化細(xì)胞腫脹激活內(nèi)向整流Cl-電流（inwardly rectifying Cl- current， ICl，ir）在心臟起搏活動(dòng)中的作用更是有待深入研究與探討[3]。

1 內(nèi)向整流Cl-電流及ClC-2氯離子通道

在阻斷內(nèi)向整流陽(yáng)離子通道條件下，ICl，ir在細(xì)胞膜超級(jí)化時(shí)激活（-40至-140mV）；在等滲狀態(tài)下，該電流以雙指數(shù)時(shí)程活化減慢；低滲狀態(tài)下細(xì)胞膨脹可加速該電流活化并增加電流幅度；高滲條件下則導(dǎo)致細(xì)胞收縮從而阻斷電流。細(xì)胞酸中毒（細(xì)胞外pH值由7.4降至6.5）可增加ICl，ir，這可能構(gòu)成酸中毒誘發(fā)靜息期膜電位去極化的離子基礎(chǔ)，而ICl，ir可被9-蒽羧酸和鎘阻斷。

ClC-2通道攜帶的ICl，ir在基礎(chǔ)或等滲條件下密度較小，在低滲狀態(tài)細(xì)胞腫脹、膜電位超級(jí)化及酸中毒等條件下可被激活，并具有內(nèi)向整流I-V關(guān)系。ClC-2最初是由大鼠心臟和大腦克隆，ClC-2 cDNA的表達(dá)可產(chǎn)生一種超級(jí)化激活內(nèi)向整流Cl-電流，該電流對(duì)于細(xì)胞容積及細(xì)胞外pH值的變化非常敏感，豚鼠和小鼠心肌細(xì)胞ICl，ir的特性也與由ClC-2 Cl-通道攜帶的電流一致，隨后的相關(guān)研究也為ClC-2編碼ICl，ir及心臟中ClC-2剪接體的表達(dá)提供證據(jù)[2]。

由ClC-2通道攜帶的ICl，ir可能與陽(yáng)性起搏電流（If）具有相似的組織分布特征，并在竇房結(jié)（sinoatrial node，SAN）及房室結(jié)區(qū)域的電生理活動(dòng)中具有重要作用[3]。Huang等[2]研究發(fā)現(xiàn)，ICl，ir在豚鼠SAN細(xì)胞中表達(dá)。豚鼠SAN細(xì)胞ICl，ir在細(xì)胞膜超級(jí)化及低滲條件下激活并具有較強(qiáng)的內(nèi)向整流性，其翻轉(zhuǎn)電位接近ECl并可被Cd2+阻斷。此外，進(jìn)行anti-ClC-2 Ab透析可抑制ICl，ir，而對(duì)于If、ICa，L、IKs和ICl，vol無抑制作用，上述結(jié)果提示ClC-2不僅構(gòu)成心房和心室肌細(xì)胞，而且也是構(gòu)成SAN細(xì)胞內(nèi)源性Cl，ir通道的重要基因，并在調(diào)節(jié)心臟起搏活動(dòng)中具有重要作用。

生理?xiàng)l件下，心肌細(xì)胞ECl為-65至-35mV，這與SAN細(xì)胞的最大舒張電位非常接近，與If及其它陽(yáng)離子通道的相比，ICl，ir對(duì)于SAN細(xì)胞動(dòng)作電位的影響更為獨(dú)特和復(fù)雜。當(dāng)膜電位低于ECl時(shí)，內(nèi)向整流Cl-通道開放引導(dǎo)外向電流（Cl-內(nèi)流），這可能引起最大舒張電位去極化并增加舒張期去極化（diastolic depolarization， DDs）。因此，在膜電位接近最大舒張電位時(shí)活化的較小瞬時(shí)ICl，ir和膜電位低于最大舒張電位時(shí)活化的較大時(shí)間依賴性ICl，ir均可對(duì)SAN細(xì)胞動(dòng)作電位4期自動(dòng)去極化產(chǎn)生重要影響。當(dāng)膜電位高于ECl時(shí)，內(nèi)向整流Cl-通道開放引導(dǎo)內(nèi)向電流（Cl-外流）從而引起膜電位（可能包括最大舒張電位）更負(fù)，但Cl，ir通道內(nèi)向整流的特性可能會(huì)減少外向電流的幅度并限制其對(duì)復(fù)極和動(dòng)作電位時(shí)程的影響，進(jìn)而引起ECl的改變。

在離體SAN細(xì)胞中，通過吸管灌流anti-ClC-2 Ab 20min抑制ICl，ir后可引起低滲壓力誘導(dǎo)DDs增加的減弱，并減少低滲狀態(tài)下MDP、APA、APD90和CL，這提示低滲條件下，ICl，ir可能在SAN細(xì)胞舒張期去極化調(diào)節(jié)和自發(fā)動(dòng)作電位速率調(diào)節(jié)中具有重要作用。在體實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，選擇性去活化ClC-2通道（Clcn2-/-）可引起心率的減少，這一現(xiàn)象在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下更為明顯。與Clcn2+/+和Clcn2+/-小鼠相比，Clcn2-/-小鼠的安靜心率減慢但并無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這可能是由于基礎(chǔ)狀態(tài)下經(jīng)由ClC-2通道的ICl，ir相對(duì)較小。然而，在急性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，Clcn2-/-小鼠的最大心率明顯低于Clcn2+/+和Clcn2+/-小鼠，這提示ClC-2通道參與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下心臟的變時(shí)效應(yīng)。由β-刺激誘導(dǎo)PKA磷酸化激活ClC-2通道可能在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下心率的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。

2 結(jié)語(yǔ)

ClC-2氯離子通道對(duì)于細(xì)胞外H+和細(xì)胞容積變化較為敏感，該通道通透性的增加可能成為細(xì)胞缺血缺氧導(dǎo)致酸中毒以及細(xì)胞容積變化等狀態(tài)下電生理變化及致心律失常的重要原因，尤其對(duì)于竇房結(jié)功紊亂及病態(tài)竇房結(jié)綜合征類心律失常機(jī)制的探討具有重要作用。此外，ClC-2通道藥物靶向治療可能產(chǎn)生抗心律失常作用，因此，ClC-2氯離子通道對(duì)于心律失常、缺血再灌注及充血性心力衰竭等類型的心臟疾病具有重要的臨床意義[4]。

參考文獻(xiàn)

[1] Duan D.Phenomics of cardiac chloride channels：the systematic study of chloride channel function in the heart[J].J Physiol.2009，587（10）：2163-77.

[2] Huang ZM，Prasad C，Britton FC，et al.Functional role of CLC-2 chloride inward rectifier channels in cardiac sinoatrial nodal pacemaker cells[J].J Mol Cell Cardiol.2009，47（1）：121-32.

[3] Duan DD.Phenomics of cardiac chloride channels[J]. Comprehensive Physiology. 2013，3（2）：667-92.

[4] Zhang YP，Zhang H，Duan DD.Chloride channels in stroke[J].Acta Pharmacol Sin. 2013，34（1）：17-23.endprint