心肌細(xì)胞興奮-收縮耦聯(lián)過程中鈣離子調(diào)控的研究進(jìn)展

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1、心肌細(xì)胞興奮-收縮耦聯(lián)過程中鈣離子調(diào)控的研究進(jìn)展科技信息0科教前沿0SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2009年第31期心肌細(xì)胞興奮一收縮耦聯(lián)過程中鈣離子調(diào)控的研究進(jìn)展蔡云楊長(zhǎng)軍毛華耿越(山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院山東濟(jì)南250014)【摘要lca作為細(xì)胞內(nèi)重要的信使在心肌細(xì)胞興奮一收縮耦聯(lián)過程中起到重要作用,我們將鈣離子對(duì)心肌細(xì)胞興奮一收縮耦聯(lián)過程的調(diào)控分為三個(gè)階段:上游調(diào)控(胞漿中Ca2升高),中樞調(diào)控(Ca2與肌鈣蛋白C結(jié)合),下游調(diào)控(粗細(xì)肌絲結(jié)合,形成橫橋循環(huán)).本文將對(duì)近幾年發(fā)現(xiàn)的ca2+在興奮一收縮耦聯(lián)過程中的調(diào)控作用進(jìn)行介紹.【關(guān)鍵詞】Ca;興奮一

2、收縮耦聯(lián);心肌細(xì)胞ProgressinResearchofCaSignalingofExcitation-contractionCouplinginCardiacMyocytes【Abstract]Cardiaccalciumsignalplaysanimportantroleinexcitation—contractioncoupling.TheE—Ccouplingprocesscanbeclassi?edintothreeprocesses:upstr~ammechanism(Ca2+mobilization),centralmechanism(Ca2+bindingtotroponin

3、c),anddownstreammechanism(Combinationofthickandthinfilaments,leadingtocrossbfidgecycling).ThisreviewfocusesonthethreeprocessesandtheroleofCa¨incardiacexcitation—contraction(E-C)couplinginrecentyears.【Keywords]Calcium;Excitation-contractioncoupling;Cardiacmyocytes鈣是人體的重要元素成分.廣泛分布于體內(nèi)各種組織器官,在人體生命活動(dòng)過程中具

4、有重要的作用,如肌肉興奮收縮耦聯(lián),胞漿流動(dòng),細(xì)胞間通訊和細(xì)胞分裂等都與ca2.密切相關(guān).在靜息狀態(tài)下,細(xì)胞外液Ca濃度約為10-3mol/L,細(xì)胞內(nèi)Ca濃度為10-~mol/L.當(dāng)細(xì)胞受到相應(yīng)的刺激時(shí),胞漿內(nèi)Ca發(fā)生顯著變化,進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞發(fā)生一系列生理反應(yīng).在心肌細(xì)胞中.Ca介導(dǎo)的將細(xì)胞膜去極化和細(xì)胞收縮聯(lián)系起來的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程稱為興奮一收縮耦聯(lián)(excitation—contractioncoupling,ECC),在興奮一收縮耦聯(lián)過程中Ca2+起到重要作用,并且是是引起心臟收縮和舒張的關(guān)鍵.根據(jù)Ca2+調(diào)控的先后順序,將C對(duì)心肌細(xì)胞興奮一收縮耦聯(lián)的調(diào)控過程分為三個(gè)階段Ⅲ:上游調(diào)控.中心

5、調(diào)控,下游調(diào)控(如圖1).Ca信號(hào)在心肌收縮中的調(diào)控.DHPR,二氫嘧啶受體(L一型Ca2十通道);CICR,C誘導(dǎo)的Ca2+釋放機(jī)制;RyR,蘭尼堿受體;SERCA2a,肌漿網(wǎng)Ca2十_ArP酶;TnC,肌鈣蛋白C;TnI,肌鈣蛋白I;肌鈣蛋白T;TM,原肌球蛋白(引自BlinksJRandEndohM)1.上游調(diào)控在上游調(diào)控中,當(dāng)心肌細(xì)胞膜去極化后,細(xì)胞外液Caz+經(jīng)過激活的L一型Ca2+通道進(jìn)入胞漿中.然后觸發(fā)肌漿網(wǎng)(sarcoplasmicreticulum,SR)釋放大量Ca",使胞漿中的Ca2+濃度從靜息狀態(tài)的10mol/L提高到10~~10一mol/L,引起全細(xì)胞性的鈣瞬變(ca

6、lciumtransient),在心肌細(xì)胞興奮一收縮耦聯(lián)過程中起到重要作用,這一過程稱為鈣誘導(dǎo)的鈣釋放(calciuminducedcalciumrelease.CICR).1.1L一型Ca通道L一型Ca通道是心肌細(xì)胞膜上最主要的Ca2+通道,由,p,d異四聚體組成的多肽復(fù)合體,其中a,主要形成孔道.編碼Ca2+通道d亞基的基因有10種.其中編碼心肌細(xì)胞L一型Ca2+通道0【1亞基(1c)的基因?yàn)镃av1.2.EiichiTakahashi12]等研究表明:白血病抑制因子(1eukemiainhibitoryfactor,LIF)可以通過細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶112(extracellularsi

7、gnal—regulatedkinase,ERK1/2)誘導(dǎo)Cav1.2第1829位編碼的絲氨酸殘基磷酸化.從而使Wistar大鼠心肌細(xì)胞的L型鈣電流增加;Long—ShengSong~l等發(fā)現(xiàn):與普通小鼠相比,經(jīng)基因改造(可以過表達(dá)L一型Ca2+通道亞基)的小鼠心肌細(xì)胞的C內(nèi)流增加,鈣離子電流升高了48%.從而促進(jìn)肌漿網(wǎng)釋放Ca2+,同時(shí)Na一Ca2交換的能力也升高了27%.由此可見,作為L(zhǎng)一型

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