低温による心室筋活動電位延長のイオン機序の解明とモデルによる再構成

低温导致心室肌动作电位延长的离子机制的阐明和模型重建

基本信息

批准号：
04248209
负责人：
清末達人
金额：
$ 0.9万
依托单位：
大分医科大学
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04248209/
关键词：
hypothermia action potential L-type calcium current delayed K current background current ventricular cell reconstruction

项目摘要

心臓を低温環境に曝すと、活動電位特続時間が著明に延長する。この機序を明らかにする目的で、モルモット単一心室筋細胞にパッチ電極による細胞全膜電位固定法を適用し、個々のイオン電流系の温度による変化を検討した。また、各イオン電流系の温度依存在を組み込んだ数式モデルを作成し、低温による活動電位延長に対する個々のイオン電流系の貢献度について考察した。モルモット心室筋細胞の活動電位波形を決める主要な4種のイオン電流系、L型Ca電流、遅延整流K電流、時間非依存性電流、内向き整流K電流、についてそれぞれの温度依存性を調べ、以下のような成積を得た。(1)低温下(24-28℃)では、正常温度(34-36℃)に比較して、L型Ca電流のピーク値は減少したが、電流の下活性化が遅延したため、脱分極終末相での正味の内向き電流は低温下でむしろ増強した。(2)Ca電流抑制下で、500ミリ秒の脱分極パルス終了後に生じる遅延整流K電流の末尾電流の振幅は低温下で著明に減少した。末尾電流は2つのexponentialな成分からなっていたが、このうち、速い成分の温度感受性がより高かった(みかけQ_<10>:5.1)。(3)心室筋細胞の時間非依存在性電流には、外向き整流特性を示すものと、ほぼ直線的な電流-電圧関係を示すものとの少なくとも2つの成分があったが、後者は温度低下に伴って著明に減少した。(4)静止電位に相当する電流ゼロとなる電位(約-80mV)での電流-電圧曲線の傾きから求めた、内向き整流K電流のコンダクタンスは、正常温度での40±7nSから、低温下では27±5nSに減少した。次に、各膜電流系の数式モデルを作成し、これらのイオン電流系の温度依存性を組み込んでシミュレーションを行い、活動電位延長に対する個々のイオン電流系の貢献度を調べたところ、遅延整流K電流、内向き整流K電流、L型Ca電流、時間非依存性電流の順に高いことが示唆された。

将心脏暴露在寒冷的环境中会大大延长动作潜在的特殊时间。为了阐明这种机制，我们使用斑块电极应用了总膜电位固定方法，以检查豚鼠单室心肌细胞，以检查由于温度而引起的单个离子电流系统的变化。此外，创建了一个数学模型，该模型结合了每个离子电流系统的温度依赖性，并考虑了每个离子电流系统对由于低温引起的动作电位扩展的贡献。确定豚鼠心室肌细胞动作电势波形的四个主要离子电流系统的温度依赖性：L型Ca电流，延迟校正k电流，时间非依赖性电流和内向分配的K电流，并获得了以下形成。（1）在低温（24-28°C）下，与正常温度（34-36°C）相比，L型Ca电流的峰值降低，但由于电流下的激活延迟，在低温下，去极化末端相位的净净电流相当增强。（2）在CA电流抑制下，在低温下，在去极化脉冲结束后发生500 ms后发生的延迟整流K电流的尾电流幅度显着降低。尾随电流由两个指数组成，其中更快的组件对温度更敏感（请参见q_ <10>：5.1）。（3）心室肌细胞的时间非依赖性电流至少有两个组成部分：一种表现出向外的整流特性，一种表现出几乎线性的电流 - 电压关系，但后者随温度下降而显着降低。（4）从电势（约为-80mV）的电流曲线的斜率计算出的内向矫正K电流的电导率，其电势的电势与固定电势相对应，在低温下从正常温度下的40±7ns降低到27±5ns。接下来，创建了每个膜电流系统的数学模型，并进行了仿真以结合这些离子电流系统的温度依赖性，并研究了单个离子电流系统对动作电位扩展的贡献，这表明延迟的k电流，内向校正的k电流k电流，L型CA电流和时间依赖性电流更高。