β3腎上腺素能受體通過降低鈣敏感性介導(dǎo)正常和心衰大鼠心臟的負(fù)性肌力作用

楊嵐 李海清 李曉鵬 趙倩倩 吳博威 崔香麗

基礎(chǔ)研究

β3腎上腺素能受體通過降低鈣敏感性介導(dǎo)正常和心衰大鼠心臟的負(fù)性肌力作用

楊嵐 李海清 李曉鵬 趙倩倩 吳博威 崔香麗

目的 探討β3腎上腺素能受體在正常和心衰大鼠心臟中的作用機(jī)制。方法 100只（SD）大鼠（體重180～220 g）隨機(jī)分成假手術(shù)組（30只）和心臟衰竭組（70只），結(jié)扎冠狀動脈制成心衰模型，4周后假手術(shù)組和心衰組再隨機(jī)分為β3受體激動劑BRL37344組和β3受體拮抗劑SR59230A組進(jìn)行實驗。結(jié)果 與假手術(shù)組相比：①4周、8周、12周后心衰組大鼠心質(zhì)量指數(shù)HW/BW（心重/體重）和LVW/BW（左心重/體重）均明顯升高（P＜0.05），左室舒張末期內(nèi)徑（LVEDD）和左室收縮末期內(nèi)徑（LVESD）均明顯增大（P＜0.05），左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）和短軸縮短率（LVFS）均明顯減?。≒＜0.05）。②阻斷 β1、β2受體給予 β3受體激動劑BRL37344后，心衰組的心率（HR）、左心室收縮壓（LVSP）、左室等容收縮期室內(nèi)壓最大上升速率（+dp/dtmax）及左室等容舒張期室內(nèi)壓最大下降速率（-dp/dtmax）均下降（P＜0.05），左心室舒張壓（LVEDP）升高（P＜0.05）；阻斷β3受體后以上心功能檢測指標(biāo)明顯改善。③心衰大鼠的左心室壁β3受體表達(dá)增加。④急性分離的單個心衰大鼠心肌細(xì)胞，給予BRL37344后肌小節(jié)收縮幅度（bl%peak h）、鈣瞬變（F340/380）幅度均明顯下降（從0.33±0.09到0.25±0.07，P=0.074），鈣敏感性降低（P＜0.05）。結(jié)論 心衰大鼠心臟β3受體表達(dá)顯著增加。阻斷β1和β2腎上腺素能受體的情況下給予BRL37344，大鼠離體心臟功能受到抑制；心衰大鼠給予BRL37344后負(fù)性肌力作用更明顯。激動β3受體使心肌細(xì)胞收縮幅度和鈣瞬變幅度下降，鈣敏感性降低。

心力衰竭； β3腎上腺素能受體； 鈣敏感性

慢性心力衰竭是冠心病、高血壓、心肌瓣膜病等各種類型心血管疾病的終末階段，現(xiàn)在已逐漸成為威脅人類健康的重大公共健康問題[1,2]。由不同病因引起的缺血性心力衰竭損害心室充盈和（或）射血功能，表現(xiàn)為心臟舒縮功能障礙、冠狀動脈儲備下降、心臟泵血功能下降等等[3]。主要的生理改變有神經(jīng)內(nèi)分泌兒茶酚胺類等的過度釋放或抑制，主要病理變化包括心肌梗死和膠原纖維增生及心室重構(gòu)、]一些炎癥因子的釋放等變化。神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)以交感神經(jīng)和腎素-血管緊張素系統(tǒng)過度興奮為主要改變，通過β腎上腺素能受體改變交感神經(jīng)的張力效應(yīng)來介導(dǎo)心衰的發(fā)生發(fā)展。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，腎上腺素能受體中的β1和β2亞型介導(dǎo)兒茶酚胺對心臟的變力性和血管的舒張作用，其拮抗劑和激動劑已廣泛用于心血管疾病的治療，但長期使用有副作用和脫敏現(xiàn)象。1989年克隆出β3亞型[4]，當(dāng)時認(rèn)為它主要分布在脂肪組織，對代謝起作用。近些年的研究發(fā)現(xiàn)，β3受體在心血管系統(tǒng)也有表達(dá)并具有功能，并推測其不同于β1和β2受體的機(jī)理和作用。但其機(jī)制研究的報道較少，激動β3受體對于心衰是代償性保護(hù)作用還是致心力衰竭惡化還有爭議。其變力性作用的機(jī)制也有待進(jìn)一步研究。本研究用大鼠心臟左前降支結(jié)扎手術(shù)造成大鼠心衰模型，利用β3受體激動劑BRL37344和拮抗劑SR59230A研究β3受體在大鼠正常和衰竭心臟中的作用，利用單細(xì)胞鈣成像技術(shù)觀察激動正常和心衰大鼠心臟β3受體引起負(fù)性變力性效應(yīng)的機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 SD大鼠，雄性，180～220 g，100只，購于中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心［SCXK（京）2009-0019］。隨機(jī)分成假手術(shù)組（30只）和心臟衰竭組（70只），采用冠狀動脈結(jié)扎的方法制作大鼠心衰模型。相同條件下喂養(yǎng)，4周后假手術(shù)組存活27只，心衰組存活41只。假手術(shù)組隨機(jī)分為BRL37344組（12只）和SR59230A組（15只）；心衰組隨機(jī)分為BRL37344組（21只）和SR59230A組（20只），對照均為前后對照。

1.2 試劑 BRL37344、SR59230A、P型膠原酶、Fura-2 AM均購買于美國Sigma公司。其他試劑購自上海生工生物工程有限公司?？功?受體的抗體購自上海博研生物科技有限公司。

1.3 超聲心動檢測 4周后，用超高分辨率小動物超聲實時影像系統(tǒng)（型號vivid6/dimension，美國）分別對假手術(shù)組和心衰組大鼠進(jìn)行檢測。測量指標(biāo)包括左室舒張末期內(nèi)徑（LVEDD）、左室收縮末期內(nèi)徑（LVESD）、左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）、左室短軸縮短率（LVFS），選擇5個心動周期測量，取平均值。

1.4 心質(zhì)量指數(shù)HW/BW和左心室質(zhì)量指數(shù)LVW/BW測量 用10%水合氯醛麻醉大鼠，打開胸腔迅速摘取心臟，稱取全心重量（heart weight，HW），然后減去左右心房及殘余的右心室壁，保留室間隔和左心室，稱取左心室重量（left heart weight，LVW），最后計算全心質(zhì)量指數(shù)和左心室質(zhì)量指數(shù)HW/BW和LVW/BW。

1.5 心臟功能檢測 離體心臟連接于Langendorff灌流裝置（型號ML870，上海艾德儀器國際貿(mào)易公司），用臺式液按7 ml/min的速度進(jìn)行灌流，待心臟收縮穩(wěn)定后，記錄一段正常收縮數(shù)據(jù)即為對照，然后依次給予BRL37344和SR59230A，下次給藥之前不清洗。其中灌流臺式液（Tyrode′s solution）（單 位 ：mmol/L） 成 分 ：KCl 5.4，NaH2PO40.33，HEPES 5.0，Glucose 10.0，MgCl21.0，NaCl 140，CaCl21.80灌流液以95%O2和5%CO2充分飽和，灌注壓 60 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）左右，溫度39℃，用1 mmol/L的NaOH調(diào)pH至7.38。用LabChart分析軟件測量分析左室收縮壓（LVSP）、左室舒張壓（LVEDP）、左室等容收縮期室內(nèi)壓最大上升速率（+dp/dtmax）、左室等容舒張期室內(nèi)壓最大下降速率（-dp/dtmax）。

1.6 免疫組織化學(xué)法 分別剪取假手術(shù)組和手術(shù)組左心室前壁壞死區(qū)域邊緣部分和非壞死部分，迅速將組織放入甲醛中。蠟塊包埋，切片厚度5μm，再經(jīng)過脫蠟、抗原修復(fù)，加兔抗鼠anti-β3受體一抗、二抗試劑盒，加SABC封閉及DAB顯色劑顯色后，鏡下觀察β3受體的表達(dá)。

1.7 單細(xì)胞收縮和鈣瞬變同步檢測 分離單個心衰大鼠心肌細(xì)胞后，使用200目的濾網(wǎng)將多余的組織纖維過濾得到單個心肌細(xì)胞懸液，加入標(biāo)準(zhǔn)KB液清洗2次后4℃保存。KB液（單位：mmol/L）成分如下：L-Glutamine 50.0，KCl 30.0，Taurine 20.0，KH2PO430.0，HEPES 10.0，Glucose 10.0，MgCl21.0，EGTA 0.5，KOH 85.0。溫度39℃，用1 mmol/L的KOH調(diào)pH至7.38。實驗前，避光條件下在細(xì)胞懸液中加入熒光染料Fura-2 AM，使細(xì)胞負(fù)載熒光探針30 min后，洗去多余熒光染料。將一滴細(xì)胞懸液滴于灌流槽內(nèi)，使其貼壁10 min后，給予有鈣臺式液（1.5 mmol/L）灌流20 min后用藥，灌流速度為1.2 ml/min。 然后用IonOptix離子影像系統(tǒng)（美國IonOptix公司）同步測量單個細(xì)胞收縮和鈣瞬變。細(xì)胞收縮用肌小節(jié)縮短幅度表示為bl%peak h（bl%peak h為肌小節(jié)相對縮短幅度，dep v：最大收縮速率，ret v：最大舒張速率）。鈣瞬變以△Ca表示［△Ca：鈣瞬變 F340/380 比值的變化幅度。+d（Ca）/dtmax：收縮期鈣最大上升速率。-d（Ca）/dtmax：舒張期鈣最大下降速率］。鈣敏感性表示為CaS，為鈣瞬變幅度和收縮幅度的比值。實驗中用鉑絲電極給予持續(xù)場刺激，電壓15 V，頻率1.0 Hz。待心肌細(xì)胞收縮穩(wěn)定后記錄一段數(shù)據(jù)即為對照，然后依次給予BRL37344和SR59230A，下次給藥之前不清洗，均為前后對照。

1.8 統(tǒng)計學(xué)方法 用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。實驗數(shù)據(jù)以±s表示，采用完全隨機(jī)單因素方差分析（ANOVA）。P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 心動超聲檢測結(jié)果 假手術(shù)組和心衰組兩組心動超聲圖像顯示，假手術(shù)組大鼠左室心腔未見擴(kuò)大，心室前壁后壁均正常收縮（圖1A）。與假手術(shù)組相比，手術(shù)4周、8周、12周的大鼠心腔有擴(kuò)張，心室后壁收縮基本完好，但前壁幾乎無收縮。數(shù)據(jù)顯示，LVEDD和 LVESD均有明顯增大（P＜0.05），LVEF和 LVFS均有明顯減?。≒＜0.05）（圖 1B、C、D，表1），證明心衰模型造模成功。

2.2 心質(zhì)量指數(shù)HW/BW和左心室質(zhì)量指數(shù)LVW/BW 從表2可以看到，與假手術(shù)組相比，12周后的心衰組大鼠心質(zhì)量指數(shù)HW/BW和LVW/BW 均有明顯升高（P＜0.05）。

表2 兩組大鼠存活率、HW/BW和LVW/BW 比較（±s）

表2 兩組大鼠存活率、HW/BW和LVW/BW 比較（±s）

注：HW/BW：全心質(zhì)量指數(shù)；LVW/BW：左心室質(zhì)量指數(shù)。與假手術(shù)組相比，aP＜0.05

組別 例數(shù) 存活率（%）HW/BW（mg/g）LVW/BW（mg/g）假手術(shù)組 6 90 3.21±0.36 2.25±0.24手術(shù)組 7 60 3.81±0.18a 3.05±0.25a

2.3 左心室功能測定 左心室Langendorff離體心臟灌流的結(jié)果表明，選擇造模12周后的大鼠心臟，在β1和β2腎上腺素能受體阻斷劑普萘洛爾（Propranolol）干預(yù)的情況下，待收縮穩(wěn)定后觀察記錄一段，即為對照組；再給予BRL37344約10 min，收縮穩(wěn)定后在不清洗情況下最后給與SR59230A，觀察記錄結(jié)果。與假手術(shù)對照組和心衰對照組相比，假手術(shù)BRL組和心衰BRL組的心率（HR）、LVSP、+dp/dtma及-dp/dtmax的絕對值均有明顯降低（P＜0.05），LVEDP 明顯升高（P＜0.05）；和對照組相比，假手術(shù)SR組和心衰SR組均無明顯變化，未見統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。見表3和圖 2。

表1 假手術(shù)組和手術(shù)組大鼠心動超聲結(jié)果比較（±s）

表1 假手術(shù)組和手術(shù)組大鼠心動超聲結(jié)果比較（±s）

注：LVESD：左室收縮末期內(nèi)徑；LVEDD：左室舒張末期內(nèi)徑；LVEF：左室射血分?jǐn)?shù)；LVSF：短軸縮短率。與假手術(shù)組相比，aP＜0.05

組別 例數(shù)LVESD（mm）LVEDD（mm）0 4 8 12 0 4 8 12假手術(shù)組 9 3.41±0.22 3.51±0.15 3.69±0.15 3.52±0.15 5.54±0.32 5.62±0.17 5.75±0.15 5.59±0.32手術(shù)組 16 3.45±0.22 3.78±0.11a 4.03±0.15a 5.74±0.64a 5.52±0.37 5.84±0.13a 6.00±0.22a 6.84±0.46a組別LVEF（%）LVSF（%）0 4 8 12 0 4 8 12假手術(shù)組 74.90±1.07 73.00±1.41 73.00±2.28 71.80±2.64 38.00±1.00 37.00±1.79 35.30±1.63 35.20±2.14手術(shù)組 77.30±0.97 68.20±1.17a 64.20±3.87a 48.30±4.84a 36.30±2.42 34.70±1.03a 31.30±2.58a 24.50±3.21a

2.4 心衰大鼠心臟β3受體的表達(dá)增加 記錄完手術(shù)12周大鼠的HW/BW和LVW/BW后，剪取實驗鼠心臟左心室手術(shù)結(jié)扎部位的邊緣部分，H&E染色可觀察到假手術(shù)組大鼠左心室前壁心肌細(xì)胞基本排列整齊，心肌纖維完整，幾乎無細(xì)胞間隙擴(kuò)張及細(xì)胞肥大現(xiàn)象（圖3A）。手術(shù)組左心室前壁結(jié)扎處有一部分心肌細(xì)胞壞死，細(xì)胞間隙擴(kuò)張，細(xì)胞有輕到中度肥大，有膠原纖維增生變粗，且有心肌細(xì)胞排列紊亂現(xiàn)象（圖3B），細(xì)胞有輕到中度肥大。

免疫組織化學(xué)法檢測，鏡下可看到靠近細(xì)胞膜表面附近有較多β3受體的表達(dá)，有些細(xì)胞的胞漿中也可見到其廣泛表達(dá)。按照人工定性或半定量評分判定方法：著色范圍，估算陽性細(xì)胞百分比，即視野內(nèi)陽性細(xì)胞數(shù)所占細(xì)胞總數(shù)的百分比。0分：0%陽性細(xì)胞；1分：陽性細(xì)胞百分比＜10%；2分：11%～50%；3分：51%～80%；4分：＞80%。著色強(qiáng)度，即陽性細(xì)胞著色程度。0分，陰性；1分：弱陽性；2分：中等陽性；3分：強(qiáng)陽性。最后，將著色范圍分?jǐn)?shù)和著色強(qiáng)度分?jǐn)?shù)相乘，然后用統(tǒng)計方法計算總分?jǐn)?shù)，即為最終免疫組織化學(xué)染色結(jié)果。每張切片隨機(jī)取至少 6個 100×視野（圖 3C、D、E、F，表 4）。

表4 左心室組織β3受體表達(dá)分?jǐn)?shù)比較（±s）

表4 左心室組織β3受體表達(dá)分?jǐn)?shù)比較（±s）

注：與假手術(shù)組相比，aP＜0.05

組別 例數(shù) 免疫組化評分假手術(shù)組 6 2.25±1.25手術(shù)組 7 7.14±3.44a

2.6 激動β3受體使心衰心臟的單個心肌細(xì)胞鈣敏感性下降 與sham組相比，心衰心肌細(xì)胞給予BRL37344后，肌小節(jié)收縮幅度bl%peak h明顯減?。≒＜0.05）（見圖 4A），鈣瞬變幅度（△Ca）也有下降（見圖4B）；肌小節(jié)最大收縮速率和最大舒張速率均下降（P＜0.05）（見表5）；收縮期細(xì)胞內(nèi)鈣上升速率和舒張期細(xì)胞內(nèi)鈣下降速率均降低（P＜0.05）（見圖 4B、C，表 5）。SR59230A 阻斷 β3受體后，肌小節(jié)收縮幅度、收縮速率和舒張速率無明顯變化，鈣瞬變幅度（△Ca）卻明顯下降（P＜0.05）（見圖 4D），說明收縮同樣的幅度需要較少的細(xì)胞內(nèi)鈣，即阻斷β3受體可以增加鈣敏感性（見表 5）。BRL37344激動β3受體后，心肌細(xì)胞的鈣敏感性下降（P＜0.05）（n為細(xì)胞個數(shù)）。見圖4E、表 5。

3 討論

激動哺乳動物β1和β2腎上腺素能受體引起心率加快、心肌收縮力加強(qiáng)和心肌舒張速度加快[5,6]。而激動心肌的β3腎上腺素能受體則可以拮抗β1和β2受體起到負(fù)性肌力作用[7,8]，這種作用在交感神經(jīng)過度激活時對心臟可能有保護(hù)作用[9]。因此許多研究者利用β3受體激動劑觀察其心肌保護(hù)作用[10]。近年來的研究結(jié)果顯示，β3受體激動劑如BRL-37344、nebivolol等對家兔急性心肌缺血/再灌注（I/R）損傷的左室心功能有顯著的保護(hù)作用[11,12]。外科移植手術(shù)在心臟保存液中加入β3受體激動劑如Nebivolol、CL 316243和BRL 37344等可改善心臟的功能[13]。β3受體激動劑介導(dǎo)的家兔心臟負(fù)性肌力作用與肌膜L-型鈣電流的抑制有關(guān)[14]。激動家兔心肌細(xì)胞β3受體可以導(dǎo)致Na+/K+泵活性增加[15]。Na+/K+泵活性增加使細(xì)胞內(nèi)Na+濃度下降，減少了由Na+/Ca2+交換途徑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的Ca2+，使肌漿網(wǎng)（SR）Ca2+儲備減少，下次收縮時釋放的游離鈣濃度降低，因而發(fā)揮負(fù)性肌力作用。在心衰的心肌，β3受體表達(dá)增加，其活性上調(diào)對心臟可能是一種有益的補(bǔ)償作用[16-18]，可以對抗交感神經(jīng)過度激活的作用。但是心衰時β3受體上調(diào)隨著疾病的進(jìn)程對心臟是有害的[19,20]。

表3 大鼠心臟左心室功能檢測結(jié)果比較（±s）

表3 大鼠心臟左心室功能檢測結(jié)果比較（±s）

注：HR：心率；LVSP：左心室收縮壓；LVEDP：左心室舒張壓；+dp/dtmax：左室等容收縮期室內(nèi)壓最大上升速率；-dp/dtmax：左室等容舒張期室內(nèi)壓最大下降速率。與假手術(shù)對照組相比，aP＜0.05；與手術(shù)對照組相比，bP＜0.05

組別例數(shù)LVEDP（mm Hg）LVSP（mm Hg）HR（BPM）-dp/dtmax（mm Hg/s）+dp/dtmax（mm Hg/s）假手術(shù)組 15對照 7.46±3.74 80.66±20.79 205.30±30.27 -1036.33±256.46 1912.03±296.61 BRL 25.54±22.79a 75.58±24.91a 163.90±21.24a -868.61±232.02a 1344.624±221.32aSR 16.10±8.27 91.68±16.07 171.04±20.47 -1080.39±134.13 1779.40±346.10手術(shù)組 17對照 5.89±17.25 47.63±27.72 177.63±31.08 -600.55±222.60 766.05±257.18 BRL 35.47±18.53b 63.37±18.29b 141.75±18.50b -444.50±115.90b 612.60±191.36bSR 8.90±24.83 44.54±24.94 188.09±26.05 -576.07±150.39 805.40±200.04

表5 單個心肌細(xì)胞肌小節(jié)收縮、鈣瞬變和鈣敏感性比較（±s）

表5 單個心肌細(xì)胞肌小節(jié)收縮、鈣瞬變和鈣敏感性比較（±s）

注：bl%peak h：肌小節(jié)相對縮短幅度；dep v：最大收縮速率；ret v：最大舒張速率；△Ca：鈣瞬變F340/380比值的變化幅度；+d［Ca］/dtmax：收縮期鈣最大上升速率；-d［Ca］/dtmax：舒張期鈣最大下降速率；CaS：鈣敏感性。與對照組相比，aP＜0.05

組別 例數(shù) Cell Shortening Calcium Transient CaS bl%peak h（μm） dep v（μm/ms） ret v（μm/ms） △Ca +d［Ca］/dtmax -d［Ca］/dtmax對照組 14 9.88±2.73 -3.88±1.32 2.52±0.88 0.33±0.09 28.85±6.24 -2.80±1.70 0.09±0.04 BRL 組 6 4.91±1.73a -1.58±1.80a 0.98±0.45a 0.25±0.07 17.70±0.67a -1.20±0.36a 0.15±0.03aSR 組 7 9.98±1.89 -3.65±1.20 2.39±0.99 0.21±0.11a 21.13±5.65a -1.44±1.50a 0.07±0.01a

本研究免疫組化的結(jié)果顯示，心衰大鼠心臟β3受體的表達(dá)增加，心功能下降（圖3D、F和圖1B、C、D）。正常心臟腎上腺素能受體主要是β1和β2受體，而隨著心臟疾病的遷延，β3受體的表達(dá)增加，受體表達(dá)的分布發(fā)生變化，因此其對心臟的作用也較為復(fù)雜。在手術(shù)12周后HF組大鼠心室前壁收縮明顯消失，心臟射血分?jǐn)?shù)減少，阻斷β1、β2受體后，給予β3受體激動劑BRL37344表現(xiàn)出負(fù)性肌力作用，可以推測在心衰的發(fā)展過程中激動β3受體起到了一定的作用。研究中給予β3受體拮抗SR59230A，對正常大鼠心臟功能沒有太大影響，一方面可能是由于正常心臟β3受體表達(dá)量極少，另一方面由于β1和β2受體在心臟中正性變力的主導(dǎo)地位。

β3受體對心臟的負(fù)性肌力作用包括抑制L-型Ca2+電流、激活Na+/K+泵、影響鈉鈣交換而降低細(xì)胞內(nèi)鈣釋放和舒張期鈣攝取、降低細(xì)胞內(nèi)游離鈣濃度。但是其機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。我們應(yīng)用大鼠心衰模型觀察了激動和抑制β3受體對單細(xì)胞收縮和鈣瞬變的作用，結(jié)果顯示，激動β3受體可以使大鼠心肌細(xì)胞鈣瞬變和收縮幅度均減小，而且會降低心肌細(xì)胞的鈣敏感性。抑制β3受體后心肌細(xì)胞鈣敏感性增加。

綜上所述，我們的結(jié)果表明心衰大鼠心臟β3受體表達(dá)顯著增加。用BRL37344激動β3受體，大鼠左心室收縮功能受到抑制，對心衰大鼠負(fù)性肌力作用更強(qiáng)。激動β3受體使心肌細(xì)胞收縮和鈣瞬變幅度下降，其作用機(jī)制是降低了心肌細(xì)胞的鈣敏感性。阻斷β3受體后不改變心肌細(xì)胞收縮幅度，但是鈣瞬變幅度下降，鈣敏感性升高。

致謝：實驗過程中得到山西醫(yī)科大學(xué)生理系張宇、趙錄英、張煒芳、王瑾、白曉潔等老師的大力幫助。在此表示誠摯的感謝！

圖1 大鼠心臟心動超聲檢測結(jié)果

圖2 心臟收縮曲線示意圖

圖3 假手術(shù)組和手術(shù)組大鼠心臟中β3受體的表達(dá)

圖4 激活β3受體單個心肌細(xì)胞鈣敏感性降低

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Activation of β3-adrenergic receptor mediated negative inotropic action through decreasing calcium sensitivity of rat ventricular myocytes

YANG Lan，LI Hai-qing，LI Xiao-peng，et al.Department of Physiology at Shanxi Medical University，Taiyuan 030001，China

CUI Xiang-li，E-mail：cuixlcxl@sina.com

Objective To observe the mechanism underlying the activation of β3-adrenoceptor（β3AR）in normal and heart failure（HF）rats.Methods 100 SD rats （weighting 180-220 g）were randomly divided into sham group（n=30） and HF group（n=70）.Rat models were established by coronary artery ligation.After 4 weeks of surgery，Sham group and HF group were randomly divided into BRL37344 treated and SR59230A treated groups.Results Compared with the sham group.⑴After 4，8 and 12 weeks the index of ventricular HW/BW and LVW/BW were significantly decreased（P＜0.05）.Left ventricular end-diastolic diameter （LVEDD）and left ventricular end-systolic diameter（LVESD）were significantly increased（P＜0.05），left ventricular ejection fraction（LVEF）and fractional shortening（LVFS）were significantly decreased（P＜0.05）.⑵After blockade of β1and β2receptors as well as activing β3receptors，the heart rate（HR），left ventricular systolic pressure （LVSP），left ven－tricular systolic isovolumic ventricular pressure maximal rate of rise（+dp/dtmax）and left ventricular isovolumic relaxation pressure and maximal rate of decrease（-dp/dtmax）were significantly lowered（P＜0.05），while left ventricular diastolic pressure（LVEDP)was increased（P＜0.05）.After blockade of β3receptor，hemodynamic parameters were reversed.⑶The expression of β3receptors in the left ventricular wall increased in the HF rats after 4，8 and 12 weeks of the ligation surgery.⑷In the isolated single cardiomyocytes，the amplitude of sarcomere contraction（expressed as bl%peak h）and calcium transient（expressed as △Ca）decreased in presence of BRL 37344 in HF rats（from 0.33±0.09 of control to 0.25±0.07，P=0.074）.The calcium sensitivity decreased after β3adrenoceptor activation.Conclusion While had very low expression in normal rat heart，β3-adrenoceptor had much higher expression in HF hearts of rat.When blocking of β1and β2-adrenoceptors，the cardiac function of normal and HF rats were inhibited with administration of BRL37344.In the failure heart，activation of β3-adrenoceptor led to decreased bl%peak h and calcium transients.The results showed that β3-adrenoceptor played more significant negative inotropic effect in the HF heart of rats.Activation of β3-adrenoceptor led to decrease of calcium sensitivity.

Heart failure； β3-adrenoceptor； Calcium

山西省自然科學(xué)基金（項目編號:2012011040-8）；2011山西醫(yī)科大學(xué)科技創(chuàng)新基金（項目編號:057514）；2013中央財政支持地方項目基金

作者單位：030001 山西省太原市，山西醫(yī)科大學(xué)生理學(xué)系

崔香麗，E-mail：cuixlcxl@sina.com

10．3969/j．issn．1672－5301．2015．07．022

Q95-33；R541.6

A

1672-5301（2015）07-0659－06

2015-04-17）