低钾加重大鼠心肌细胞再灌注损伤的机制

1、低钾加重大鼠心肌细胞再灌注损伤的机制作者：时间：2007-11-22 11:28:00 作者： 韦耿泽王波，金振晓，武峰，胡玉珍，周京军【关键词】 低钾；钠Mechanism of low K+ buffer aggravating reperfusion injury in rat ventricular myocytes 【Abstract】 AIM: To study the role of calcium oscillations in reoxygenation injury induced by perfusion with a low K+ buffer in isolated

2、rat ventricular myocytes. METHODS: The cells were firstly subjected to metabolic inhibition and anoxia for 25 min, then reperfused with normal K+ (5.4 mmol/L) or low K+ (3.0 mmol/L) Tyrode solution in the absence or presence of KBR7943, a selective inhibitor of the reversemode Na+/Ca2+ exchanger (NC

3、X). The changes of Ca2+i were measured with spectrofluorometry, using Fura2 as Ca2+ indicator. The changes in cell length were monitored and expressed as a recovery rate of cell length through the formula (endreperfusion length - endischemia length)/(initial length - endischemia length)100%, reflect

4、ing the reperfusion injury. RESULTS: Compared with normal K+ reperfusion group, reperfusion with the low K+ Tyrode solution suppressed the recovery of cell length P0.01, low K+: (24.306.01)% vs normal K+: (54.506.56)%, n=6 and increased the total number of Ca2+ oscillations P0.01, low K+: (138.809.5

5、4) vs normal K+: 82.308.16, n=6. However, these effects induced by low K+ reperfusion were significantly attenuated in the presence of 10 mol/L KBR7943 P0.01 vs low K+ without KBR7943, n=6; Ca2+ oscillations: 27.406.76, recovery of cell length: (58.907.30)%, respectively. CONCLUSION: Reperfusion wit

6、h low K+ buffer increases reversemode NCX activities, which results in an increased calcium oscillations, thus aggravating cardiac injury. 【Keywords】 potassium deficiency; NCX; ventricular myocyte; calcium/metabolism 【摘要】 目的：观察低钾灌流液对大鼠心肌细胞再灌注时钙震荡的影响并探讨其作用机制. 方法：Ca2+荧光指示剂Fura2标记心肌细胞，在代谢抑制并低氧25 min后，改

7、用低钾台氏液（K+=3.0 mmol/L）灌流，记录细胞钙震荡的变化. 以（再灌注末期细胞长度缺血末期细胞长度）（缺血前细胞长度缺血末期细胞长度）100%反映再灌注后细胞长度的恢复状况. 结果：与含正常钾浓度的灌流液对照组（K+=5.4 mmol/L）相比，在再灌注10 min内，低钾灌流液组出现钙震荡的次数显著增加(P0.01，低K+组：138.809.54 vs对照组：82.308.16，n=6)，心肌细胞长度的恢复显著被抑制P0.01，低K+组：(24.306.01)% vs对照组：(54.506.56)%，n=6；再灌注期间给予钠钙交换体反向交换模式抑制剂KBR7943，可显著抑制低钾

8、溶液对钙震荡和细胞长度的影响P0.01 vs低K+组，n=6； 钙震荡：27.406.76和细胞长度恢复：(58.907.30)%. 结论：低钾再灌注液通过增强反向钠钙交换体活性加重钙震荡，进而引发心肌损伤. 【关键词】 低钾；钠钙交换体；钙震荡；心肌细胞 细胞内钙（Ca2+i）超载是缺血心肌在再灌注过程中细胞凋亡、坏死、以及心功能降低的重要原因1. 钠钙交换体（sodiumcalcium exchanger，NCX）是参与维持心肌钙稳态的重要转运体. 研究发现，在缺血再灌注早期激活NCX反向交换模式（Ca2+进入细胞），将促发心肌Ca2+i超载，导致心肌损伤2-3. 目前，Zhang等4采用

9、膜片钳技术观察到，K+o升高可抑制NCX反向交换电流，而K+o降低则起促进作用. 如果再灌注早期K+o降低（K+o丢失），可能会通过促发NCX反向交换引起心肌Ca2+i超载，从而加重心肌损伤. 本实验采用双激发荧光光电倍增系统检测细胞Ca2+i的方法，观察低钾灌流液对缺血后再灌注早期心肌Ca2+i震荡的影响，旨在探讨其可能的机制. 1材料和方法 1.1材料正常SD雄性大鼠（200250 g）15只由第四军医大学实验动物中心提供. KBR7943英国Tocris公司；HEPES，I型胶原酶，BSA，谷氨酸钾，K2EGTA，Taurine，Fura2/AM和脱氧葡萄糖（Deoxyglucose）均

10、为美国Sigma公司产品，其余试剂均为国产分析纯；双激发荧光光电倍增系统为美国IonOptix公司产品. 正常K+浓度台氏液（mmol/L，Standard）：NaCl 140，KCl 4.2，MgCl2 1.0，KH2PO4 1.2，CaCl2 1.8，HEPES 10，葡萄糖10，用NaOH调pH至7.4；低浓度K+台氏液（mmol/L，Low K+）：KCl 1.8，KH2PO4 1.2，其余成分与正常K+浓度台氏液相同. KB液（mmol/L）：Kglutamate 120，KCl 10，KH2PO4 10，MgSO4 1.8，K2EGTA 0.5，牛磺酸10，HEPES 10，glucose 20，用KOH调pH至7.2. 模拟缺血溶液：正常台氏液中去除glucose，并添加10 mmol/L脱氧葡萄糖，并持续充以纯N2，pH=6.4.