心ペースメーカーリズム発生と調節のメカニズム

心脏起搏器节律产生与调节机制

基本信息

批准号：
02454123
负责人：
野間昭典
金额：
$ 3.78万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至 1992
项目状态：
已结题

项目摘要

ウサギ心臓の洞房結節よりペースメーカー細胞を単離し、そのイオン電流をパッチクランプ法により解析した。過分極で活性化される陽イオン電流については、電流の活性化の速度が膜電位だけでなく外液の陽イオン組成により影響されることを発見した。外液Na濃度の減少で過分極による活性化の速度が遅くなることは、時定数と膜電位の関係がNa濃度の減少に伴い負電位側に平行移動することによる。外液の陽イオン種を換えてもそれらの速度が変化する。開閉機構を説明するため、二つの閉状態と三つの開状態を仮定したモデルを作成し、陽イオン電流の関与を計算すると全電流の10-20%であることが解った。Ca電流については拡張期緩徐脱分極の電位範囲で活性化するものを保持電位を-70-80mVにして検索したところ、L-あるいはT-型電流と異なる電流を発見した。この電流は-60mVより脱分極側で活性化され、電流の最大振幅はL-型電流の約20%程度であるが、不活性化は拡張期電位の範囲では極めて遅い。Ca拮抗薬によって抑制されカテコラミン刺激によって増大することから、Caチャネル類似の構造を有すると考えられる。この新たな電流系はペースメーカー電位発生に重要な寄与をしていると考えられる。背景電流としてイオン選択性の弱い陽イオン電流成分が記載されているが、我々はムスカリン受容体によって制御されるKチャネルの自発活動による電流の関与を調べた。外液を高K液にするとこのチャネル活動に基づく電流が増幅され、それには明かなチャネルの開閉による微小ノイズが伴っていた。チャネルの自発活動は細胞内のMg、ATPに依存することが解っているが、この高K液により増幅された電流はこれらの物質を細胞内から除去すると消失した。雑音解析で単位電流振幅やチャネルのキネティックスを求めると、ムスカリンチャネルの性質と良く一致していた。背景電流のうち、外向き電流は殆どこのチャネルによることが示唆された。

从兔心脏的窦淋巴结中分离起搏器细胞，并通过斑块夹法分析其离子电流。关于超极化激活的阳离子电流，发现电流激活的速率不仅受膜电位的影响，而且还受外部液体的阳离子组成的影响。外部液体钠浓度的降低会由于时间常数与膜电位之间的关系而导致的激活速率降低了激活速率，而随着NA浓度的降低，与负电势侧平行的转移。即使外部液体的阳离子都会改变其阳离子的速率。为了解释开口和关闭机制，创建了一个模型，该模型假设两个封闭状态和三个开放状态，当计算阳离子电流的参与时，发现它是总电流的10-20％。当搜索在舒张压慢速去极化范围内激活的CA电流时，保持电势为-70-80MV，我们发现一种与L-或T型电流不同的电流。该电流从-60mV激活在去极化的一侧，并且电流的最大振幅约为L型电流的20％，但其灭活量在舒张压电位范围内非常慢。人们认为它具有CA状结构，因为它被Ca拮抗剂抑制，并通过儿茶酚胺刺激增加。这种新的当前系统被认为是对起搏器潜力产生的重要贡献。尽管弱离子选择性阳离子电流成分被描述为背景电流，但我们通过由毒蕈碱受体控制的K通道的自发活性研究了电流的参与。当将外部液体变成高k液体时，基于此通道活性的电流被放大，并且由于通道的明显开口和关闭而伴随着较小的噪声。已经发现，通道的自发活性取决于细胞内MG和ATP，但是当从细胞内部去除这些物质时，该高K溶液放大的电流消失了。在计算噪声分析中的单元电流振幅和通道动力学时，它与毒蕈碱通道的特性非常吻合。有人建议，由于大多数通道，大多数背景电流都是向外电流。