心脏疾病如心肌肥厚、心力衰竭发生时，可引发严重心律失常如心房纤颤和心室颤动，也可诱发扭转型室性心动过速（Tdp），其中一个显著特点是动作电位时程（APD）延长，这可能与心肌细胞离子通道发生病理性重构有关。去甲肾上腺素（norepinephrine，NE）和血管紧张素II（angiotensin II，AngII）作为重要的体内心脏电生理和功能调节物质，在正常心肌电生理及病理状态下心肌电重构中都发挥重要作用。生理情况下，去甲肾上腺素介导交感神经兴奋时对心脏的兴奋作用，通过激动心肌细胞β1-肾上腺素能受体——腺苷酸环化酶（AC）——环磷酸腺苷（cAMP）途径，通过第二信使PKA使L型钙离子通道开放，钙离子内流增加，通过兴奋——收缩偶联增强心肌细胞收缩力。病理状态下交感神经过度兴奋，心脏中去甲肾上腺素水平显著增加，通过使多种离子通道发生重构，使其功能异常，最终导致心脏电活动和收缩功能异常。已见报道的包括房颤和心衰发生时，交感神经过度兴奋导致NE异常增多引起心肌细胞内cAMP骤增可以增大If，加快舒张期除极，细胞的自律性增高； NE激动α-肾上腺素能受体，使Ito密度减小，心肌动作电位时程延长；心肌细胞NE释放增多，可显著激活PKC，PKC会减小IK1，可能引起动作电位时程延长，自发除极发生概率增加，产生延迟后除极，以上离子通道发生重构都可能诱发心律失常。正常生理情况，交感神经兴奋释放NE，通过β1-肾上腺素能受体——PKA途径可以增大慢激活延迟整流钾电流（IKs），但在NE长期过度刺激心肌致使心衰时IKs反而减小，心脏复极储备功能大大减弱，在心电图上表现为QT间期延长，动作电位时程明显延长。总之，NE对多种离子通道都有调节作用，在生理和病理情况下对心脏的功能都有重要的影响。AngII是肾素-血管紧张素系统（renin-angiotensin system，RAS）的重要生物活性肽。它可以维持心血管系统动态平衡，当血压突然降低时，可以迅速增高血压。此外它与心肌梗死、心力衰竭和心肌肥厚等心脏疾病紧密联系，是这些病理生理改变的中心环节。它可以使心肌组织纤维积聚，损害心肌电传导。已有研究表明，AngII通过AT1受体延长L型钙通道的激活和失活时间；在大鼠急性分离的心肌细胞，AngII可以减小Ito电流密度，这与过表达人类基因AT1受体的转基因小鼠上所得结果相同，这些都会使心肌复极化变缓，动作电位时程延长，最终导致心律失常。可见AngII对心肌细胞多种离子通道都有调节作用，在心肌纤维化及心律失常方面具有重要作用。慢激活延迟整流钾电流（IKs）是心肌细胞复极化过程中重要的钾电流，由KCNQ1（KvLQT1）编码的构成孔区的α亚单位和KCNE1（Mink）编码的β亚单位构成。它是构成心脏复极储备功能的重要钾离子通道。先天性缺陷、药物作用和后天获得性IKs缺失都会导致QT间期延长，复极过程减慢，动作电位时程延长。在NE和AngII所致的心肌肥厚和心衰的动物模型中观察到IKs发生显著变化，但NE和AngII对IKs的调节和信号通路的比较和差异尚不清楚。本实验利用全细胞膜片钳技术，在急性分离的豚鼠心室肌细胞和心房肌细胞分别观察NE和AngII对IKs的作用，并分析、比较两者作用的细胞内信号通路的异同。第一部分NE对豚鼠心肌细胞的慢激活延迟整流钾电流（IKs）的作用目的：观察NE对豚鼠心室肌细胞和心房肌细胞IKs的作用。方法：在急性分离的豚鼠心室肌细胞和心房肌细胞，采用吸破式全细胞膜片钳技术记录IKs电流，观察NE对IKs的作用。记录IKs的细胞外液包括（in mM）：NaCl132，KCl4，MgCl21.2，CaCl21.8，glucose5，Hepes10（pH7.4with NaOH）。外液中加入Nimodipine（1M）用于阻断L-type Ca2+current。IKr用5M E-4031阻断。电极内液包括（in mM）：potassium aspartate125，KCl20，MgCl21，Mg-ATP5EGTA10，Hepes5（pH7.2with KOH）。将细胞钳制在-30mV,从-30mV以阶跃电压10mV的方式去极化至+70mV,维持2s,然后电压复极至-30mV，诱发IKs外向尾电流。以上实验在室温（20℃～25℃）条件下进行。结果：外液中加入NE（10M）后，豚鼠心室肌细胞去极化外向电流和复极时的尾电流显著增大，当去极化电压为+70mV时，尾电流由给药前的1.8±0.1pA/pF增大到2.6±0.2pA/pF（n=6）。增大作用在2-3min达到稳态，且电流可被IKs特异性抑制剂Chromanol293B（293B，30M）完全抑制。NE浓度依赖性增大IKs，以IKs尾电流增大百分比为纵坐标做出NE增大IKs的量效曲线，经Hill方程拟合得到EC50=0.66±0.09M。由尾电流制作使用NE前后IKs电流-电压关系曲线并得到给药前后V1/2分别为36.9±1.8mV和35.7±2.4mV （n=6，P>0.05），NE不影响豚鼠心室肌细胞IKs通道电压依赖性激活。NE（10M）对豚鼠心房肌细胞IKs同样有增大作用。NE增大IKs尾电流，当电压去极至+50mV时，电流密度由0.65±0.10pA/pF增大到0.95±0.10pA/pF（n=5），且电流可被IKs特异性抑制剂Chromanol293B（293B，30M）完全抑制。由尾电流制作使用NE前后IKs电流-电压关系曲线并得到给药前后V1/2分别为34.45±4.24mV和33.05±5.86mV（n=5，P>0.05），NE不影响豚鼠心房肌细胞IKs通道电压依赖性激活。结论：NE增大豚鼠心室肌细胞和心房肌细胞的IKs电流，这种增大作用不影响通道的电压门控特征。第二部分Ang II对豚鼠心肌细胞的慢激活延迟整流钾电流（IKs）的作用目的：观察AngII对豚鼠心室肌细胞和心房肌细胞IKs的作用。方法：在急性分离的豚鼠心室肌细胞和心房肌细胞，采用吸破式全细胞膜片钳技术记录IKs电流，观察AngII对IKs的作用。结果：外液中加入AngII（100nM）后，去极化外向电流和复极时的尾电流显著减小，当去极化电压为+70mV时，尾电流由给药前的1.9±0.1pA/pF减小到1.4±0.01pA/pF （n=6）。抑制作用2-3min出现，5-10min左右达到稳态，冲洗后AngII对电流的抑制作用不能完全恢复。AngII浓度依赖性抑制IKs，以IKs尾电流抑制百分比为纵坐标做出AngII减小IKs的量效曲线，经Hill方程拟合得到IC50=30.42±5.97nM。由尾电流制作使用AngII前后IKs电流-电压关系曲线并得到给药前后V1/2分别为33.3±0.8mV和31.6±1.9mV（n=6，P>0.05），AngII不影响心室肌IKs通道电压依赖性激活。AngII（100nM）同样抑制豚鼠心房肌细胞IKs电流。AngII减小IKs尾电流，当电压去极至+70mV时，电流密度由1.76±0.12pA/pF减小到1.29±0.08pA/pF（n=5），冲洗后AngII对电流的抑制作用不能完全恢复。由尾电流制作使用AngII前后IKs电流-电压关系曲线并得到给药前后V1/2分别为37.94±1.19mV和38.90±2.47mV（n=6，P>0.05），AngII不影响IKs通道电压依赖性激活。结论：AngII抑制豚鼠心室肌细胞和心房肌细胞的IKs电流，这种抑制作用不影响通道的电压门控特征。第三部分NE及Ang II调节豚鼠心肌细胞IKs功能的机制目的：分别观察NE和AngII对豚鼠心室肌细胞IKs调节作用的细胞信号机制。方法：在急性分离的豚鼠心室肌细胞上，采用吸破式全细胞膜片钳技术记录IKs电流，观察PKA、PKC、PLC抑制剂对NE和AngII对IKs作用的影响。结果：α1肾上腺素能受体阻断剂prazosin（1M）和doxazosin（1M）可以部分阻断NE增大IKs的作用，IKs增大作用幅度由42.3±1.9%分别降低至21.9±0.6%和26.1±0.1%。PLC抑制剂U73122（1M）和edelfosine（1M）明显减弱NE增大IKs的作用，IKs增大作用幅度由40.9±2.3%分别降低至21.0±0.4%和12.7±1.2%。PKC抑制剂Bis-1（100nM）也明显减弱NE增大IKs的作用，IKs增大作用幅度由40.9±2.3%降低至22.6±0.6%。低浓度α1肾上腺素能受体特异性激动剂phenylephrine（PE）（10M）对豚鼠心室肌细胞IKs没有明显的增大作用。高浓度α1肾上腺素能受体特异性激动剂phenylephrine（PE）（60M）增大IKs百分比为24.4±0.8%。在β肾上腺素能受体阻断剂propranolol（1M）存在情况下，PE不再增大IKs，反而抑制IKs。β肾上腺素能受体阻断剂propranolol（1M）几乎完全阻断NE增大IKs的作用，IKs增大作用幅度由40.9±2.3%降低至5.78±0.2%。PKA阻断剂H89（30M）也几乎完全阻断NE增大IKs的作用，IKs增大作用幅度由40.9±2.3%降低至5.4±1.1%。AT1受体阻断剂Losartan（1μM）几乎完全消除AngII对IKs电流的抑制作用。PLC抑制剂U73122（1M）和edelfosine（1M）明显减弱AngII抑制IKs的作用，IKs减小作用幅度由29.8±0.9%分别降低至15.2±2.7%和12.9±0.3%。PKC抑制剂Bis-1（100nM）也明显减弱AngII抑制IKs的作用，AngII抑制IKs的作用由29.8±0.9%降低至8.9±1.0%。结论：NE激动心肌α1和β肾上腺素能受体增加IKs电流，分别通过α1受体-PLC-PKC和β受体-PKA途径完成，而且β受体-PKA途径交联影响α1受体-PKC途径，共同完成NE对IKs的调节。AngII激动AT1受体对IKs产生抑制作用，这种抑制作用是通过AT1-PLC-PKC途径介导的。