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逼尿肌不稳定(Detrusor instability,DI)是最常见的一种膀胱功能障碍,病因多样,发病率高,治疗困难,常引起尿频、尿急、急迫性尿失禁等临床症状,严重者导致肾、输尿管积水和肾功能损害,给患者精神及经济上造成极大的负担。DI发病机理尚不清楚,争论主要集中在DI发生是神经源性还是肌源性。最近资料显示DI与逼尿肌自发兴奋能力增强有关,发生DI的最终环节是肌细胞的兴奋性增高,是一种肌源性兴奋性改变。 逼尿肌细胞是一种可兴奋细胞,其兴奋的产生受多种因素调控,但Ca2+在其中起着最关键的作用;逼尿肌细胞兴奋的前提是Ca2+内流入胞,导致膜电位发生改变,使电压依赖式离子通道激活,细胞去极化;同时,Ca2+发挥第二信使作用,激活其它Ca2+依赖式离子通道与受体,共同参与细胞动作电位的引发。Ca2+通道是Ca2+入胞的主要途径,逼尿肌细胞膜上有高密度的L型Ca2+通道,据此临床上应用L型Ca2+通道阻断剂治疗DI,虽取得了一定疗效,但并不能消除DI的发生。 T型Ca2+通道是一种低电压激活的Ca2+通道,门控行为具有快速失活和缓慢关闭的动力学特性,可在细胞静息电位水平形成“窗口”电流,促进膜的去极化作用,在细胞兴奋启动阶段发挥重要作用;同时,T型Ca2+通道的三个亚型α1G、α1H和α1I具有各自的“门控”特性,功能上互有差异。业已证实T型Ca2+通道对心肌起博细胞、神经元细胞的兴奋起着关键作用,某些兴奋性增加的病理状态的产生也与T型Ca2+电流密度增强有关。 目前DI逼尿肌细胞兴奋性变化是否与T型Ca2+通道的结构与功能异常有关尚未见研究报道,有关T型Ca2+通道在正常逼尿肌兴奋产生中的作用仅在近年才有零星的报道。(2001年)发现逼尿肌细胞还存在T型Ca2+跨膜电流,肌条实验(2003年)表明阻断T型Ca2+通道后逼尿肌兴奋性明显下降。 为此,我们从下面几个方面进行了研究:第一,对常用的DI研究模型(膀胱出口梗阻模型,BOO model)进行尿动力学上的动态监测,评估模型的最佳选择时期,在此基础上采用RT-PCR法分析DI逼尿肌组织中T型Ca2+通道亚型的表达,了解T型Ca2+通道是否可成为DI发生的原因;第二,采用急性分离逼尿肌细胞,应用膜片钳技第三军医大学博士学位论文术的电压钳记录模式,记录与分析Dl逼尿肌细胞是否存在T型ca2+电流的异常变化,探讨Dl逼尿肌细胞T型Ca2+电流的动力学特性及其对细胞兴奋性的影响;第三,采用急性分离逼尿肌细胞,应用膜片钳技术的电流钳记录模式,记录与分析Ca2+通道阻断剂(L与T型)对Dl逼尿肌细胞动作电位的影响,探讨T型ca2+通道与Dl逼尿肌兴奋性之间的关系,以及T型ca2+通道阻断剂治疗Dl的可行性,为临床应用新型caZ十通道阻断剂治疗Dl提供理论指导。 主要结果和结论如下: 1.发现Dl逼尿肌细胞与正常逼尿肌细胞均有。:I亚型表达,且表达量上两者无显著的差别;发现Dl逼尿肌细胞出现了Q,G亚型的表达,而正常逼尿肌上无此亚型表达。推测Dl逼尿肌中a IG亚型的异常表达可能与Dl逼尿肌细胞电位变化及机制中发挥了重要作用。 2.发现T一型caZ十通道与L型ca2+通道共同参与了逼尿肌细胞动作电位的形成。这一发现为认识逼尿肌细胞ca2+通道参与的细胞动作电位形成提供了实验依据。 3.发现T型ca2+通道在逼尿肌细胞起到了维持细胞膜电位、闽电位的作用,与动作电位的启动和重复发放密切相关。这一发现提示:T型ca2+通道在逼尿肌细胞兴奋产生机制中起着关键性的作用。 4.发现Dl逼尿肌细胞产生动作电位的能力特别是连续动作电位发放的能力明显强于对照的稳定逼尿肌细胞,进一步证实了D1发病是逼尿肌细胞本身兴奋能力增强的结果,为DI发生的肌源性学说提供了有力证据。 5.证实了逼尿肌存在着T型Caz+通道表达;发现Dl逼尿肌细胞T型Ca2+电流密度明显强于稳定的逼尿肌细胞,T型ca2+内向电流增大是Dl逼尿肌细胞T型ca2+通道活动的基本特征。 6.发现L型ca2+通道在Dl发生机制中不起主导作用,T型ca2+通道起着关键作用,提示应用T型ca2+通道阻断剂治疗Dl理论上可行。