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非兴奋状态激活的血管内皮细胞离子通道的研究概况

2015-04-03湖南食品药品职业学院410208潘伟男邓水秀赖利平

首都食品与医药 2015年10期
关键词:去极化单通道电导

湖南食品药品职业学院(410208)潘伟男 邓水秀 赖利平

血管内皮细胞(VEC)是位于血液与血管壁内皮下组织间的单层细胞,也是连续覆盖在全身血管内膜的一层细胞群。血管通透性、血管紧张性调节以及血管活性物质分泌等多种生理功能均与VEC离子通道密切相关。研究非兴奋状态激活的VEC离子通道将进一步明晰心血管疾病与离子通道功能异常之间的关系。

1 钾离子通道

1.1 向整流钾通道(IRK) IRK是分布最广泛的钾通道,特征是超极化启动的强内向整流,IRK在静息时是VEC主要的开放通道。它的单通道电导值约为23~30pS,可被低浓度Ba2+、Cs+阻断。这种通道电流倾向于使膜电位接近K+的平衡电位,在细胞外K+浓度低时电导变小。主动脉VEC上发现一种电导值170pS的IRK通道可被异丙肾上腺素、腺苷、毛喉素及膜渗透性cAMP类似物激活,也可被PKA抑制剂所抑制[1]。

1.2 瞬时外向钾通道(IKTO) IKTO最初由Conner和Stevens在海兔神经元上记录,以出现瞬时外向钾电流而得名。它的激活与失活都很迅速,去极化至-65mV时被激活,至-45mV时完全灭活。由于活化后约1ms灭活闸门即可启动,又称为快瞬时钾通道[2]。IKTO中所有神经元的动作电位有一个超级化时相,当再次去极化时此通道被激活,以延迟去极化达到阈电位的时间,它可控制神经元的发放频率,这些功能与海马的储存、记忆等认知功能有关。

1.3 钙激活钾通道(KCa通道) 根据单通道电导差异,VEC的KCa通道分为3种:①高电导值的大KCa通道(BKCa通道),电导值在165~220pS之间,表现出Ca2+及电压依赖性激活并可被四乙铵、蝎毒、二甲基筒箭毒碱及细胞外碱化作用阻断;②中电导值的KCa通道(MKCa通道),在对称性K+液中电导值介于30~80pS之间,并有内向整流特性。在胞外生理水平浓度下它们的电导值为15pS。电导在40~80pS之间的MKCa通道可被IP3引发的钙释放激活;③小电导值的KCa通道(SKCa通道),电导值在非对称状态下约为10pS,这些通道缺乏电压依赖性并可被四丁铵及蜂毒阻断[1]。

2 阳离子通道(ACC)

ACC包括选择性阳离子通道(SCC)与非选择性阳离子通道(NSCC)。NSCC是一类对阳离子选择性较低的配体门控性离子通道,对阳离子的分辨力较低,允许一价或二价阳离子通过。NSCC激活可使细胞膜持续去极化,参与簇状放电、突触传递和信号转导等生理功能。在缺血性脑损伤时,一价或二价阳离子进入神经元内,引发并加重神经元凋亡和坏死。部分NSCC亦分布于VEC,脑缺血时可导致VEC功能异常和脑水肿[3]。

3 氯离子通道

3.1 容量激活氯通道(VACC) VACC分布广泛,是一种“看家”氯通道。阻断VACC可使VEC膜电位向超极化发展,为Ca2+内流提供驱动力。VACC可能调节VEC增殖,VACC抑制剂可抑制血清诱发的VEC增殖、〔3H〕掺入和血管再生。当细胞由增殖期向分化期转变时VACC下调,这同样可解释在原代培养和新鲜分离的细胞中VACC电流密度不同。因此VACC有调节VEC生长和由增殖期向分化期转变的作用[4]。

3.2 钙激活氯通道(CaCC) VEC受刺激后可引起胞内钙浓度升高,由于KCa通道激活导致超极化,但在牛肺VEC等只引起微小变化,这可能是CaCC激活所致。该通道在负电位时快速失活,而在正电位时则缓慢激活,呈现出强的外向整流特性。胞外Cl-浓度为300mM时单通道电导值约7pS,而在细胞内外Cl-浓度处于生理浓度时则只有3pS。正电位时通道开放几率高,而在负电位时开放几率低[4]。

3.3 高电导氯通道(BCl通道) BCl通道在完整细胞和细胞贴附式膜片钳测定时是关闭的,但在excised inside-out和outside-out膜片钳测定时是活动的。单通道电导值从113~400pS,呈现出数个亚电导状态,可能是与其多桶状结构有关。BCl通道在肾上腺素刺激下激活,能被他莫昔芬和17β-雌二醇抑制。胞内Ca2+浓度升高相的延迟及PKC抑制可能会提高通道的开放几率,而Zn2+能从细胞膜两侧阻断该通道[4]。

4 钙释放激活的钙通道(CRAC)

CRAC对Ca2+高度敏感,对Ca2+单通道电导为30pS。在二价离子不存在时对单价阳离子的电导约为40pS。用钙池耗竭的方法可激活牛主动脉VEC上的CRAC,该通道电导在5~11pS之间,对Ca2+选择性不高。该通道离子通透顺序为:Ca2+、Na+、Cs+、Ba2+。胞外Ca2+浓度升高可增强电流幅度,但是去除胞外Ca2+后,可诱导产生一个较大Na+电流。该电流可被微摩尔浓度La3+阻断。

目前对于VEC离子通道的认识还处于初始阶段。随着细胞生物学和分子生物学的发展,定量仪器和模型技术的进步,VEC离子通道将成为药物调整VEC基本功能的重要治疗靶点,同时也为心血管疾病的治疗提供新的思路。

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