心肌細(xì)胞間的電耦聯(lián)

《心肌細(xì)胞間的電耦聯(lián)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、心肌細(xì)胞間的電耦聯(lián)?綜述?生理科學(xué)進(jìn)展1989年第20卷篤4期心肌細(xì)胞間的電耦聯(lián)瑞士伯爾尼大學(xué)生理學(xué)研究所嚴(yán)干新AndreGKleberWayneE.Cascio摘要心臟是由無(wú)數(shù)/卜獨(dú)立的心肌細(xì)胞通過(guò)縫隙連接形戚的一個(gè)功能性合胞镩.心肌細(xì)胞問(wèn)的電耦聯(lián)是心臟"壘或無(wú)"性動(dòng)作電位傳導(dǎo)和機(jī)械收縮的先決條件.缺氧,缺血藥物,細(xì)胞內(nèi)外離子濃度的改變以及激素等因素可直接或問(wèn)接地影響心肌細(xì)胞問(wèn)的電耦聯(lián),從而導(dǎo)致心臟功能的改變.將心臟看作是一個(gè)解剖性合胞體的觀念統(tǒng)治著心臟生理學(xué)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間,直到本世紀(jì)I50年代以后,大量形態(tài)學(xué)和

2、生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)才得以證實(shí),心臟是由無(wú)數(shù)個(gè)獨(dú)立的心肌細(xì)胞通過(guò)閏盤而連接在一起的功能性合胞體】.當(dāng)心臟任何一處受到刺激而產(chǎn)生興奮時(shí),大量的離子從已興奮的細(xì)胞經(jīng)過(guò)閏盤中的縫隙耦聯(lián)通道高速地流向未興奮的細(xì)胞(電耦聯(lián)),使電沖動(dòng)從各個(gè)方向傳播整個(gè)心臟,從而產(chǎn)生心臟興奮性電沖動(dòng)傳導(dǎo)和機(jī)械收縮的"壘或無(wú)"反應(yīng).因此可見(jiàn),心肌細(xì)胞問(wèn)耦聯(lián)通道的正常開(kāi)放是心臟作為功能性合胞體的先決條件.現(xiàn)在電生理學(xué)家們一致認(rèn)為,動(dòng)作電位在任何一種復(fù)雜性電合胞體(如心臟)上的傳導(dǎo)必須取決于以下三個(gè)因素:(1)細(xì)胞膜的興奮性特征(2)細(xì)胞間耦聯(lián)的幾何分布;

3、(3)細(xì)胞閥電耦聯(lián)程霞然而,以往的一些電生理學(xué)研究主要集中在探討膜的興奮性特征(心肌細(xì)胞的主動(dòng)電特孺)上,而忽略了細(xì)胞間的電耦聯(lián)(心肌細(xì)胞的被動(dòng)電特性).近年來(lái)的一些實(shí)驗(yàn)研究表明許多因素,諸如缺氧缺血機(jī)械損傷,藥物,激素以及離子平衡紊亂等,均可直接或間接地影響心肌細(xì)胞間的電耦聯(lián),進(jìn)而影響整個(gè)心臟的電和機(jī)械特性.所以,深人了解心肌細(xì)胞間耦聯(lián)通道的結(jié)構(gòu),功能以及影響其開(kāi)放的因素,必然會(huì)加深對(duì)心臟生理學(xué)和病理生理學(xué)的認(rèn)識(shí).一,心肌細(xì)胞間電耦聯(lián)的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在一致認(rèn)為,心肌細(xì)胞間電耦聯(lián)的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)是閏盤結(jié)構(gòu)中的縫隙連接(n

4、exus或gap?作者對(duì)壬寬誠(chéng)教育塞盤會(huì)盼資助謹(jǐn)致謝忱用,其有效濃度為O.02mmol/L.第八,黃體細(xì)胞上存在酪氨酸受休,和糖蛋白性質(zhì)的結(jié)合住點(diǎn).第九,酪氨酸類似物的構(gòu)效關(guān)系研究表明,有的類似物的抗hCG致孕酮生成作用比囂氨酸大若干倍,為尋找新的抗生育藥物提供了線索.以上各唾資料已陸續(xù)發(fā)表.4O年來(lái),經(jīng)過(guò)幾次曲折,昝于明確了長(zhǎng)遠(yuǎn)科研方向,并且在馬青年教授等同志與博士和碩士研究生的共同努力下,取得了一些可喜的進(jìn)展,深感來(lái)之不易.科學(xué)的路從來(lái)不是平坦的,作為一個(gè)科學(xué)I作者,必頰具備雄厚的基礎(chǔ)知識(shí),要學(xué)會(huì)在需要的時(shí)候主

5、觀上更好地?fù)暨m應(yīng)客觀,要有"春蠶和"蠟燭那樣堅(jiān)持到底的精神,才能有所前進(jìn).這雖屬老生常談,但確是我發(fā)自內(nèi)心的,來(lái)自曲折生活的親身感受,謹(jǐn)與青年讀者共勉.junction).縫隙連接是細(xì)胞之間相互緊密靠攏的雙層特化的單位膜.在電子顯微鏡下,其間存在一個(gè)寬度僅為30A左右的電子透明區(qū)(縫隙),而在閏盤結(jié)構(gòu)中的其它連接類型如橋粒(desmosome)處,相鄰細(xì)胞膜的間距逸250~300直.高張溶液可使心肌細(xì)胞膜在縫隙連接處分離,與此同時(shí),心肌細(xì)胞間發(fā)生電脫耦聯(lián).實(shí)際上,至夸為止所研究的任何電耦聯(lián)系統(tǒng),其細(xì)胞間均有類似縫隙

6、連接結(jié)構(gòu)的存在,".冰凍斷裂技術(shù)顯示,縫隙連接區(qū)域兩,側(cè)膜上聚集著許多端端相對(duì)的,外徑約為70~80A的六邊形顆粒.鑲嵌在縫隙連接膜上的這種六邊形顆粒由6個(gè)分子量約為27000遭爾頓的蛋白質(zhì)以柱狀方式排列而成,其中心形成長(zhǎng)約75A的親永性孔道,即半個(gè)耦聯(lián)通道.由此推知,兩側(cè)縫隙連接膜上端端相對(duì)的顆粒在縫隙區(qū)橋按成貫穿相鄰細(xì)胞兩側(cè)的縫隙耦聯(lián)通道(connexons),其長(zhǎng)度應(yīng)為200A左右".熒光分子擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證實(shí),哺乳動(dòng)物心肚細(xì)胞間耦聯(lián)通道允許通過(guò)的最大分子為1000道爾頓.假若這種分子呈球狀,那幺,通道的有效

7、內(nèi)徑為12A左右,這與形態(tài)學(xué)所得到的l0～15玉的結(jié)果極為相符.相鄰耦聯(lián)通道的中心跨距為10nm左右,若按每個(gè)心肌細(xì)胞平均的縫隙連接面積為5/zm計(jì)算,每個(gè)細(xì)胞具有的耦聯(lián)通遭數(shù)約為60000個(gè)】.細(xì)胞間耦聯(lián)通道關(guān)閉狀態(tài)有兩種形態(tài)學(xué)征象,很可能就代表著兩種不同的通道關(guān)閉機(jī)制】.電子顯微鏡三維描圖法證實(shí),細(xì)胞間耦聯(lián)通道的關(guān)閉是由于6個(gè)柱狀蛋白質(zhì)互相傾斜的角度發(fā)生改變所導(dǎo)致的結(jié)果.此外,有人利用x線衍射技術(shù)觀察到,細(xì)胞間耦聯(lián)通道兩側(cè)開(kāi)口處附近存在著一種電子致密性物質(zhì),這種物質(zhì)可能就是一種蛋白質(zhì)性屏障,因?yàn)楫?dāng)這種物質(zhì)阻塞兩

8、側(cè)通道口后,蔗糖就不能進(jìn)入通道中心的親水部位.縫隙連接膜的面積或耦聯(lián)通道數(shù)目在心肚中存在著細(xì)胞類型性差異.一般說(shuō)來(lái),縫隙連接礁面積與細(xì)胞體積大小成正比).倒如,熒光染料在房室結(jié)細(xì)胞間的擴(kuò)散速率要比在心臟其它組織如心房肌,心室肌低至少三個(gè)數(shù)量級(jí);即使是在同一個(gè)心肌細(xì)胞,縱向的縫隙連接密度也要比橫向高.這就是為什么心肌細(xì)胞動(dòng)作電位的橫向傳導(dǎo)速度要比縱向慢得多的緣