左室壁中间层心肌细胞(mid-myocardial cells,M细胞)，与心内膜层及心外膜层肌细胞比较，具有独特的电生理学特征，如较大的Vmax和显著长的动作电位时限(APD)，在心律失常发生中可能起着重要的作用。因此缺血状态下，具有独特电生理特性的M细胞在心律失常发生中也起着重要的作用。本组观察缺血状态下犬左室壁M细胞外向钾电流的变化，并与该部位的心内、外膜层肌细胞比较。

资料和方法(1)无钙台氏液(mM):NaCl 126,KCl 4.4,MgCl₂ 5.0，D-葡萄糖22，牛胆素20，丙酮酸钠5.0，肌酸5.0，NaH₂PO₄ 0.9，HEPES 10(pH 7.35)；电极内液(mM)：L-天冬氨酸90，MgCl₂ 2.0，K₂ATP 5.0，EGTA 10，HEPES 5.0，D-葡萄糖5.5，pH值调定后补KCl使其K⁺达到145mM(pH7.2)，缺血时电极内液无K₂ATP和D-葡萄糖。细胞外液(mM):LiCl 140,KCl 4.0,CaCl₂ 1.8，MgCl₂ 1.0，HEPES 10，D-葡萄糖5.5，CdCl₂ 0.3，4-AP 5.0，Ouabain 25 μM(pH 7.35)。模拟缺血外液中，KCl 8.0mM,pH为6.8，无D-葡萄糖为100% N₂驱氧气，使其PO₂＜35mmHg^［1］(1mmHg=0.133kPa)。(2)静脉麻醉杂种家犬，取出心脏，从冠状动脉前降支与第一对角支分叉的近端处，无钙台氏液和氧饱和心肌酶消化液(胶原酶I 0.5mg/ml和蛋白酶XIV 0.1mg/ml，Sigma公司)循环灌注心脏，约1 h 30 min左右充分消化犬心室游离壁后，取心室内、外膜及中层心肌细胞(即M细胞)置于心肌细胞贮存液(1mM Ca²⁺的台氏液)内备用。定位方法为心外膜至心外膜下1～2mm为心外膜层肌细胞，其下至心室壁中间处(2～5mm)为心室肌细胞中层即M细胞区，心室壁中间处至心内膜为心内膜层心肌，其近M细胞区移行细胞较多，应注意避开^［2］。(3)全细胞膜片钳记录，应用CEZ-2300膜片钳放大器(Nihon kohden公司)，膜片钳软件(华中理工大学)。电极阻抗为2～4MΩ，封接阻抗达1GΩ以上，电容和串联电阻(Rs)适量补偿，达到软件要求。保持电压为-40mV，指令电压从-100到+40mV，阶跃10mV，时限为250ms。整个过程在25～27℃进行。(4)统计分析应用SAS软件。M细胞分别与心内、外层肌细胞比较用t检验，三者之间用方差分析。所有统计结果均以±s表示。

结果(1)正常状态下，犬左室壁M细胞与心内、外膜层肌细胞的外向钾电流强度相同，各除极电压下，三者差异无显著性：电流—电压关系曲线相似，呈N型，具有明显的内向整流部分，反转电位分别为72.4±4.3、73.6±5.9和75.2±4.8mV，三者间差异无显著性(n=12、7、8，P＞0.05)。模拟缺血时，三者外向钾电流均明显增加，但差异无显著性：电流—电压关系曲线变为线性化，内向整流部分明显减小，反转电位减小为53.8±6.8、56.4±7.3和54.2±7.6mV(P＞0.05)，三者间差异无显著性(n=8、8、6，P＞0.05)。(2)正常及模拟缺血状态下，刺激频率为0.2、0.5和2Hz时，M细胞的外向钾电流强度差异无显著性(n=12,P＞0.05)，表明M细胞的外向钾电流无频率依赖性，心内、外膜层肌细胞与之相似。

讨论(1)为了记录犬心肌细胞的外向钾电流，消除或减小其它通道离子流，本组电压钳制在-40mV,钠电流(I_Na)通道失活，同时用Li⁺代替Na⁺。细胞外液中应用CdCl₂(0.3mM)以阻断L-型钙电流(I_ca,L)，T-型钙电流(I_ca,T)在犬心室肌细胞很小，且也可被细胞外液CdCl₂减小。细胞外液中应用哇巴因以阻断钠泵电流。瞬时外向钾电流(I_to)有两种成分，即电压依赖性成分(I_to1)和钙离子依赖性成分(I_to2)，在犬心室肌细胞I_to1明显比I_to2为大，I_to1可被4-氨基吡啶(4-AP)阻断，I_to2是钙依赖性钾电流，目前有研究表明在犬心肌细胞钙依赖性氯离子流，不但可被细胞外液CdCl₂阻断，而且可被电极内液的EGTA减小^［3］。因此，本组外向钾电流不包括I_to。(2)本组研究表明，犬M细胞和心内、外膜层肌细胞有相似的外向钾电流，即各除极电压下，电流强度相同，相似的电流—电压曲线、内向整流和负斜率以及外向整流作用，与Liu报道一致。本文还表明，模拟缺血状态下(缺氧、酸中毒、高钾和无能量供应)，M细胞外向钾电流明显增大，电流—电压关系曲线变为线性化，内向整流作用明显减小，同时三种细胞的变化相似，提示模拟缺血状态下外向钾电流不是M细胞独特电生理特性的离子基础。外向钾电流部分明显增大可使动作电位时限显著缩短，减少钙内流，对心肌起保护作用。模拟缺血状态下，外向钾电流增加和缺血激活电导率很大的ATP依赖性钾通道(I_k,ATP)相关，该通道电流为非时间依赖性，是背景钾电流的外向整流部分，使外向钾电流内向整流作用明显减小或消失。(3)在正常与缺血条件下三种细胞的外向钾电流都不具明显频率依赖性，提示M细胞动作电位时限较强频率依赖性与外向钾电流无关。有研究表明M细胞的延迟整流钾电流和瞬时外向钾电流是其独特的电生理特性的部分离子基础。

本文系国家自然科学基金资助项目(39670323)

参考文献

1Lukas A，Antzelevitch C.Differences in the electrophysiological response of canine ventricular epicardium and endocardium to ischamia:role of the transient outward current.Circulation,1993,88∶2903-2915.

2Sicouri S,Fish J,Antzelevitch C.Distribution of M cells in the canine ventricle.J Cardiovase Electrophysiol,1994,5∶824-837.

3Liu DW,Gintant GA,Antzelevitch C.Ionic Bases for electrophysiological distinctions among epicardial,midmyocardial,and endocardial myocytcs from the free wall of the canine left ventricle.Circ Res，1993,72∶671-687.