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。

当心脏暴露于寒冷环境时，动作电位持续时间显着延长。为了阐明这一机制，我们使用贴片电极对豚鼠的单心室肌细胞应用全细胞电压钳，并检查了单个离子电流系统因温度而发生的变化。我们还创建了一个数学模型，其中包含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低温导致的动作电位延伸的贡献。我们研究了决定豚鼠心室肌细胞动作电位波形的四种主要离子电流系统的温度依赖性：L型Ca电流、延迟整流K电流、时间无关电流和内向整流K电流。得到了结果。 (1)在低温(24-28℃)下，与常温(34-36℃)相比，L型Ca电流峰值降低，但电流下的激活被延迟，因此去极化结束。低温下相中的净内向电流相当大。 (2)在Ca电流抑制下，500 ms去极化脉冲结束后产生的延迟整流K电流的尾电流幅值在低温下明显下降。尾电流由两个指数分量组成，其中快速分量具有较高的温度敏感性(表观Q_<10>：5.1)。 (3)心室肌细胞中与时间无关的电流至少有两种成分：一种表现出向外整流特性，另一种则表现出近似线性的电流-电压关系；随着下降，电流显着下降。 (4) 内向整流 K 电流的电导是根据电流为零（约 -80 mV）的电位处的电流-电压曲线的斜率确定的，对应于静息电位，在常温下降至27±5nS。接下来，我们为每个膜电流系统创建了数学模型，并结合这些离子电流系统的温度依赖性进行了模拟，以研究每个离子电流系统对动作电位延长的贡献。我们发现延迟整流 K 电流、内向整流K 电流、L 型 Ca 电流和时间无关电流被认为按此顺序较高。