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强心苷用于治疗充血性心衰已有200多年历史,但其加强心肌收缩力的作用机制却一直是人们争论的焦点。一般认为:强心苷抑制衰竭心肌细胞膜上的Na+,K+-ATP酶活性,使细胞内钠离子浓度([Na+]i)增加,通过Na+/Ca2+交换,引起Ca2+的净内流,并促进肌浆网对钙的摄取及随后的钙释放,心肌收缩力随之增加。然而,强心苷有效控制心衰的血清游离浓度约为1~10 nmol/L 左右 ,而强心苷抑制Na+,K+-ATP酶的浓度则远远大于10 nmol/L(约为1~100 μmol/L),故Na+,K+-ATP酶抑制理论不能解释治疗浓度强心苷的强心作用。来自多种组织(人和动物)和多种方法的实验资料均证实治疗浓度强心苷兴奋而不是抑制Na+,K+-ATP酶活性。 因此,低浓度强心苷的强心作用可能与Na+,K+-ATP酶抑制所致的细胞内钙浓度升高无关。此外,低浓度强心苷对心功能影响也有很大的差异,增强、抑制或无影响的结果均有报道。其对离体衰竭心脏的作用未见报道。因此,低浓度强心苷对心肌收缩力的影响及其机制值得探讨。因为细胞内钙离子浓度升高是心肌兴奋-收缩耦联的关键因素,也是公认的强心苷增强心肌收缩力的机制。而细胞内钙离子浓度增加主要有两种途径: ⑴细胞外钙内流(主要包括:①电压门控或/和受体操纵的Ca2+通道,②TTX敏感性Na+通道的“Slip-mode”钙电导,在β-肾上腺素或强心苷存在时,可使经典的钠通道对钙离子的通透性增加(通道可塑性)。③Na+/Ca2+交换.抑制Na+,K+-ATP酶或经典的TTX敏感性Na+的开放可<WP=5>致Na+/Ca2+交换体的活性增加。 ⑵细胞内钙贮池的钙释放。本研究通过对正常和衰竭的离体豚鼠心脏和急性分离的心室肌细胞的研究,在器官水平分析了毒毛旋花子苷原(一种强心苷)的强心作用及其与Na+,K+-ATP酶活性间的关系,在细胞水平分析了毒毛旋花子苷原提高心肌收缩力的可能机制。实验程序和结果如下:一.毒毛旋花子苷原对离体豚鼠心脏的强心作用及其与Na+,K+-ATP酶的关系目的: 观察不同浓度毒毛旋花子苷原(Strophanthidin ,Str )(0.1,1,10,100 nmol/L及1,10,100μmol/L)对豚鼠正常离体心脏的心功能及心肌细胞膜Na+,K+-ATP酶活性的影响。 方法: 采用Langendorff离体灌流装置经主动脉逆行灌流心脏;八道生理记录仪记录心率( HR ),左室内压( LVP )及其收缩和舒张的最大变化速率( ± dp/dtmax );低温(4℃)恒速(1000 g/min)离心法提取心肌细胞膜,扫描电镜鉴定心肌细胞膜纯度,无机磷法测定心肌细胞膜Na+,K+-ATP酶活性。 结果: 1. Str对心功能的影响:离体豚鼠心脏连续灌流50 min, HR, LVP and ±dp/dtmax.没有明显改变。 Str 0.1 nmol/L对心功能的各项参数未见明显影响; Str 1 nmol/L 能升高 +dp/dtmax (P < 0.05), 但对HR,LVP及-dp/dtmax没有明显影响; 而Str 10 ~100 nmol/L可提高LVP 和+ dp/dtmax (P < 0.05,or P < 0.01)。Str 1~ 100 nmol/L 组的LVP 和 +dp/dtmax 均在 10 ~15 min 内达峰值并持续整个观察期,对HR 和 -dp/dtmax 均无明显影响。 Str 1, 10 和100 μmol/L 可引起LVP 和 ±dp/dtmax 的短暂升高 (在10 min 内达峰值,P < 0.01) ,但随后下<WP=6>降并伴随着不规则收缩( 不规律收缩的发生率分别为: 57 %, 75 % 和 100% ),对心率则表现为剂量依赖性的下降(分别为 P < 0.05 or P < 0.01)。 2. Str对心肌细胞膜Na+, K+-ATP酶活性的影响:电镜结果提示,用本法提取的心肌细胞膜是由大小不一、形状各异的空泡状膜构成,其间没有完整的线粒体、细胞核等胞浆内容物。 Str 0.1 和 1 nmol/L 可提高 (P < 0.05) 而 1~100 μmol/L可 抑制Na+, K+-ATP 酶活性(P < 0.01)。 Str 10 和 100 nmol/L 则不影响 Na+, K+-ATP 酶活性。 3. Str的强心作用及其与Na+, K+-ATP 酶的关系:用心功能参数升高的百分率或高浓度时不规则收缩的发生率和心肌细胞膜Na+, K+-ATP 酶活性改变百分率做相关分析。结果表明, 低浓度Str的强心作用和其对 Na+, K+-ATP 酶的影响无关,而高浓度Str的强心作用(包括对LVP, +dp/dtmax , -dp/dtmax) 及随后的不规则收缩和其对Na+, K+-ATP 酶的抑制呈明显正相关(r =0.92,0.97,0.86,和0.95. P 均< 0.01) 。 结论: 在正常离体心脏,⑴ 高浓度Str对心脏的正性肌力作用是其抑制Na+,K+-ATP酶活性和随后的Na+/Ca2+交换使细胞内钙浓度升高的结果,而随后的不规则收缩很可能是细胞内钙浓度过量升高至钙超载的结果;⑵.低浓度Str对离体心脏的强心作用似与Na+,K+-ATP酶抑制作用无关。⑶毒毛旋花子苷原兴奋钠泵的浓度能使离体心脏收缩敏捷。二. 毒毛旋花子苷原对离体豚鼠戊巴比妥钠致衰竭心脏的强心作用及其与心肌细胞膜Na+,K+-ATP酶的关系目的 观察毒毛旋花子苷原对离体衰竭心脏的强心作用及其与心肌细胞膜Na+,K+-ATP酶的关系。方法 用含1% 戊巴比妥钠的KH液<WP=7>灌流离体豚鼠心脏造成心脏衰竭模型,八道生理记录仪记录给药前后心功能各项指标的变化,低温(4℃)恒速(1000 g/min)离心法提取心肌细胞膜,扫描电镜鉴定心肌细胞膜纯度,无机磷法测定Na+,K+-ATP酶活性。结果:1. 心衰前后离体豚鼠心功能参数变化 用含1%戊巴比妥钠的K-H液灌流?