摘要 目的:观察自发性高血压大鼠(SHR)冠状动脉平滑肌细胞的静息膜电位(Em)及其对血管活性物质KCl、ACh、NE的反应性,并与Wistar大鼠进行了比较。
方法:采用先进技术细胞内微电极的方法。
结果:SHR冠状动脉平滑肌细胞静息膜电位稳定,其均值为-42.40±2.70 mV,比Wistar大鼠升高22%左右;KCl和ACh均引起膜电位去极化,且呈剂量依赖式特点;NE对膜电位无明显影响。
结论;SHR的膜电位比Wistar大鼠较低,对KCl和ACh的反应性明显增强。
要点:SHR冠状动脉平滑肌静息膜电位均值为-42.40±2.7 mV比Wistar升高22%,由于膜电位更接近于引起收缩的阈电位水平。实验中虽对NE剌激和WKY组无区别,但对KCl和ACh的反应性呈量效性地增加。
中图分类号:Q46;Q2-33;R541.4文献标识码:A
文章编号:1006-2866(1999)04-0380-02
Membrane Potential of coronary Arterial Smooth Muscle
cells in Spontaneously Hypertensive Rats
WANG Fuwen1, LIU zhixiang2, XIE Yanying, WANG Yuanshu1, CHAI Siangshu2(1.Institute of Materia Medica;2.Institute of Basic Medical Sciences, Shandong academy of Medical Scienses, Jinan 250062)
ABSTRACT Aim:To investigate the resting membrane potential(Em) of coronary arterial smooth muscle cells(CASMC) from SHR and the reactivity of Em to KCl, ACh and NE,and compared with that of wistar rats.
Methods:Intracellular micro-electrode method was used to measure Em.
Results:The resting Em of CASMC was steady. Mean values for Em were -42.40±2.70 mV and were higher 22% than that of Wistar rats;both KCl and aCh caused depolarization of Em in a concentration response manner. NE have no effect on Em.
Conclusion:The resting Em of SHR was lower than that of Wistar rats, and the reactivity of Em to KCl and ACh was significantly increased.
Key Words:coronary artery;vascular smooth muscle;membrane potential;acetylcholine;norepinephrine
动脉平滑肌细胞膜电位(Em)的水平是张力产生的一个重要调节因素,其Em的微小变化就可以导致张力的显著性改变[1]。目前,高血压病患者由于血压的升高而导致的心脏病和脑血管病的发生日益增加。为此我们在前一阶段研究了Wistar大鼠冠状动脉平滑肌细胞Em的基础上进一步研究自发性高血压大鼠(SHR)冠状动脉的电活动特点,并与Wistar大鼠进行了比较,以期对高血压病易致冠状动脉疾患的可能机理做出分析。
MATERIALS AND METHODS
1 动物:12周龄的SHR 20只,雌雄不拘,由中国医学科学院阜外医院提供。2药物:氯化钾 北京红星化工厂;乙酰胆碱上海化学试剂总厂所属上海试剂三厂;去甲肾上腺素上海天丰药厂。
3 标本制备:大鼠经乌拉坦(25 mg/kg)麻醉,开胸,迅速取出心脏,置于PSS碳酸氢盐缓冲液中,并通以95%O2和5%CO2。PSS碳酸氢盐缓冲液组成成分如下(mmol/L):NaCl130,KCl 4.7,KH2PO4 1.18,MgSO4.7H2O1.17,NaHCO3 14.9,Dextrose 5.5,EDTA 0.026,CaCl2 1.6。在解剖显微镜下剥离大鼠冠状动脉主干及其分支,将其剪成大约宽0.1~0.2mm,长约8~10mm的螺旋形血管条。一端固定于容量为4ml的恒速灌流肌槽内,另一端连于肌力换能器(LWA-20型)。温度维持在36℃~37℃。灌流液循环速度为5 ml/min。标本在肌槽内稳定1h后开始实验。
4 膜电位记录:采用细胞内微电极的方法记录[2,3]。信号经SEZ-8201型微电极放大器记录于日本光电记录仪(RJG-4024)。
5实验步骤:(1)记录SHR冠状动脉平滑肌细胞静息膜电位;(2)分别观察KCl、ACh及NE对Em的影响。
6统计学处理:实验结果行统计学处理,以±s表示,行t检验,以P<0.05为有统计学意义。
RESULTS
1 静息膜电位的记录:SHR冠状动脉平滑肌细胞Em稳定,无自发性电活动。其均值为-42.40±2.70 mV(n=16),与Wistar大鼠冠脉Em -54.38±2.36 mV比较有显著性差异(P<0.05)。
2 KCl对SHR冠脉Em的影响(Fig 1):
Fig 1 Concentration response curve of KCl on membrance potential(mv)
应用不同浓度的KCl(10、20、50、70 mmol/L)可以显著引起SHR冠脉Em去极化产生收缩。随浓度的增加,去极化程度加大,呈剂量依赖式特点;与Wistar大鼠比较其反应性明显增强。
3 ACh对SHR冠脉Em的影响(Fig 2):
Fig 2Concentration response curve of ACh on membrance potential(mv)
应用不同浓度的ACh(10-7mol/L~10-4mol/L)可以明显引起SHR冠脉Em去极化产生收缩,且呈剂量依赖式特点;与Wistar大鼠比较其反应性明显增强。
4NE对SHR冠脉Em的影响(Fig 3):应用不同浓度的NE(10-7mol/L~10-4mol/L)对SHR及Wistar大鼠冠脉Em均无明显影响。
Fig 3Concentration response curve of NE on membrance potential(mv)
DISCUSSION
人类原发性高血压病与动物自发性和实验性高血压病血压的升高是由总外周血管阻力的增加引起的。对于各类高血压患者,其血压的升高更容易引起冠状动脉疾患,因此人们希望能找到其易产生的原因。由于大鼠冠状动脉从开始走行就完全被心肌所包围,再加上血管本身很细,因此其平滑肌细胞电活动的反应性仅限于张力变化方面。为此,高血压大鼠冠状动脉平滑肌细胞电活动方面的研究对从功能方面了解高血压病易致冠状动脉疾患的机制具有更重要的意义。
实验结果表明,SHR血管平滑肌细胞膜电位要比Wistar大鼠高22%左右,故其血管平滑肌的反应性是在较低的膜电位水平上进行的。虽然SHR对KCl、ACh、NE的反应在质和量的方面与Wistar大鼠无多大区别,但由于SHR膜电位较低,其Em水平更接近于引起收缩的阈电位水平,因此SHR对KCl、ACh(NE除外)反应的敏感性比Wistar大鼠增加,反应性增强,更易于收缩。至于高血压动物冠脉平滑肌细胞Em较低以及对有关化学物质或递质反应性增加的机理有待进一步研究。
实验又表明,同一动物的不同血管或不同动物的同一血管的反应性之间存有差异。如ACh可使大鼠冠状动脉平滑肌产生去极化,但对尾动脉无明显影响,然而可使豚鼠冠状动脉产生超极化[4,5],而对犬冠状动脉无影响[6]。NE对大鼠冠状动脉无明显影响,但可使尾动脉产生去极化,而对犬冠状动脉无影响[6]等。
综上所述,SHR冠脉平滑肌细胞Em明显降低,对KCl、ACh的反应性明显增强,这就为高血压患者易患冠脉疾患的原因从功能方面提供了可靠的实验理论依据。
国家自然科学基金资助项目(No.39239150)
REFERENCES
1 Cheung DW. Membrane potential of vascular smooth muscle and hypertension in spontaneously hypertensive rats[J]Can J physiol Pharmacol1984;62:957
2 Harder DR. Membrane electrical effects of histamine on vascular smooth muscle of canine coronary artery[J]Circ Res1980;46:372
3 Chai SS,Webb RC. Extracellular calcium, contractile activity and membrane potential in arteries from genetically hypertensive rat[J]J Hypertens1992;10:1137
4 孙 岩,王磊一,刘志向,等.硒引起冠状动脉平滑肌舒张和细胞膜电位的降低[J]生理学
