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不同文化背景下的心肌动作电位描述对生理学教学的启发

2018-04-25王杨王晗张彩彩朴伶华樊守艳姜君朱慧全谢协驹高凌峰

中国继续医学教育 2018年11期
关键词:动作电位离子通道生理学

王杨 王晗 张彩彩 朴伶华 樊守艳 姜君 朱慧全 谢协驹 高凌峰

随着一带一路方针的提出及参与沿线国家经济建设活动的迅速崛起,医学教育领域也受到关注。海南具有吸纳环南太平洋及印度洋地区外籍学生优势,然而文化背景、教学方法、目的及医学教育体制上的差异,产生了对教材的不同需求。如何准确地将基础知识传播给外籍学生并使其真正理解正确,在课堂教学中既能够体现我国基础医学教学的经典性、科学性,又能根据不同的文化背景及对科学文化的理解,使得外籍学生能够理解和接受讲解是基础医学教学工作者所面临的一个新的课题。本文以心肌细胞膜去极化为例,对其在不同文化中的描述进行了分析比较。

1 去极化

心室肌细胞(以下简称心肌细胞)去极化是教学中的重点难点。Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology中的描述中无明确划分1,2期[1],而将通常的1、2期均描述为去极化。据原文描述去极化起自0期,延续至2期(平台期)结束且直至3期的起始拐点处[2]。这一原著观点与我国各类生理学教材中的描述有着显著的不同,而另一本Medical Physiology中的描述则较接近于国内版本的描述[3]。

国内教材中的心肌细胞复极化表述淡化了Ca++内流所产生的去极化作用,而突出了快Na+通道的失活作为心肌细胞膜复极化的标志[4-6],而英文教材则将慢Ca++通道的关闭作为复极化的开始,强调Ca++内流是维系去极化过程、延长动作电位的重要因素[7],类似叙述还可在相应欧美医学院网站上检索到[8-9],不同文化背景下的教材在语言表达上呈现显著的不同。表1归纳了较典型的教材对去极化的不同语言表达。欧美文献关于心肌细胞1,2期的描述方式比较丰富。

2 1 及 2 期

如:Phase 1 represents an initial repolarization that is caused by the opening of a special type of transient outward K+channel (Kto), which causes a short-lived, hyperpolarizing outward K+current (IKto). However,because of the large increase in slow inward gCa++occurring at the same time and the transient nature of IKto, the repolarization is delayed and there is a plateau phase in the action potential(phase 2)[18]。原文意思为:1期代表初期复极化,这是因特殊型瞬时外向钾通道(Kto)开放,形成了暂短的、超极化的外向钾离子流。但又因此时慢内向钙离子通透大量上升以及暂短的延迟整流钾电流的参与,延迟了复极化,在动作电位中形成了平台期(2期),原文在这里着重强调了1,2期Ca2+内流对于维持去极化的重要。

3 离子流动

表 1 关于心肌细胞膜去极化各期描述列表

Tfelt-Hansen曾明确地将Na+及Ca++称为去极化离子,而将K+称为复极化离子,而Osadchiy强调了Ca++跨膜正向模式(forward mode)及逆向模式(reverse mode)在决定膜电位中的作用[19]。南非学者在荷兰语文献描述Kardiale aksiepotensiale(心肌细胞动作电位)时将1,3期放在一起加以解释,而将平台期则另起段落给予说明强调了钙离子作用[20]。丹麦文献提到异常Ca++蓄积影响复极化,是维持平台期(2期)的重要离子[21],强调了自0期末直至2期Ca++内流状态对心肌细胞膜电位变化起着重要作用。鉴于欧美文献中对1,2期Ca++内流量大且钙离子通道如此之重视,显然在中文表达对1,2期使用复极化一词简单地概括显得过于简单。

日文资料中将1,2,3期分别称为:スパイク(spike),プラトー相(plateau)及再分極相(repolarization),没有使用复极化一词描述1期、2期变化,且明确地表示复极化是因Ca2+通透性降低、K+通透性上升造成的[22]。Haviland曾提及心肌细胞离子通道异常所产生的Ca2+蓄积能抑制Na+-Ca2+交换产生的复极化,强调了钙离子对去极化的影响[23]。时政孝行认为“Nav1.5その活性化がスタートして僅か数 ms 以内に不活性化が完了しますが、Cav1.2 はごく僅かしか不活性化せず 2 相(プラトー相)を形成します”,即:在0期后期直至2期末Ca++都承担着重要的正离子内流角色等等[24-25]。强调了平台期钙离子内流在平台期的去极化及心肌收缩这两方面都发挥着重要作用。此外James明确地将钙离子通道关闭以及钾离子通道开放钾离子外流作为复极化的标志[26]。

综合上述欧美日资料可以明确:慢Ca++通道开放是去极化后期的重要成分,而其关闭是快速复极化真正开始之时。这就解释了为何Guyton and Hall 生理学教材中将去极化时程一直划分至3期起始点的原因,而中文资料将Ca++大量内流的平台期仅用复极化进行表述显得过于简单化。

心肌细胞膜电位2期是L-Ca++离子通道开放活跃期,也是心肌细胞收缩期。此时Ca++通透性最高,内流最显著,中文称其为平台期较妥而复极期称谓值得商榷。3期是彻底的去极化,快速复极的称谓较妥。在教材编写及教学活动中应认同不同教材中关于动作电位不同时期的不同称谓的学术差异。国内中文教材应通过参考国际通用教材中的不同表述,进行深入细致的修订,以符合我国目前医学教育发展及国际地位。

海南医学院国际教育学院12,13,14级MBBS全英班、春季班、秋季班学生在教学活动中给予的质疑及交流对本文的完成起到了非常大的启发作用,特此感谢。

[1]Hall JE. Guyton and Hall Text book of medical Physiology[M]. 13th.Philadelphia,USA :Saunders,2015:70.

[2]Hall JE. Guyton and Hall Text book of medical Physiology[M]. 13th.Philadelphia,USA :Saunders,2015:102-103.

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