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1、心肌细胞兴奋-收缩耦联过程中钙离子调控的研究进展科技信息0科教前沿0SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2009年第31期心肌细胞兴奋一收缩耦联过程中钙离子调控的研究进展蔡云杨长军毛华耿越(山东师范大学生命科学学院山东济南250014)【摘要lca作为细胞内重要的信使在心肌细胞兴奋一收缩耦联过程中起到重要作用,我们将钙离子对心肌细胞兴奋一收缩耦联过程的调控分为三个阶段:上游调控(胞浆中Ca2升高),中枢调控(Ca2与肌钙蛋白C结合),下游调控(粗细肌丝结合,形成横桥循环).本文将对近几年发现的ca2+在兴奋一收缩耦联过程中的调控作用进行介绍.【关键词】Ca;兴奋一
2、收缩耦联;心肌细胞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钙是人体的重要元素成分.广泛分布于体内各种组织器官,在人体生命活动过程中具
4、有重要的作用,如肌肉兴奋收缩耦联,胞浆流动,细胞间通讯和细胞分裂等都与ca2.密切相关.在静息状态下,细胞外液Ca浓度约为10-3mol/L,细胞内Ca浓度为10-~mol/L.当细胞受到相应的刺激时,胞浆内Ca发生显着变化,进而引发细胞发生一系列生理反应.在心肌细胞中.Ca介导的将细胞膜去极化和细胞收缩联系起来的细胞内信号转导过程称为兴奋一收缩耦联(excitation—contractioncoupling,ECC),在兴奋一收缩耦联过程中Ca2+起到重要作用,并且是是引起心脏收缩和舒张的关键.根据Ca2+调控的先后顺序,将C对心肌细胞兴奋一收缩耦联的调控过程分为三个阶段Ⅲ:上游调控.中心
5、调控,下游调控(如图1).Ca信号在心肌收缩中的调控.DHPR,二氢嘧啶受体(L一型Ca2十通道);CICR,C诱导的Ca2+释放机制;RyR,兰尼碱受体;SERCA2a,肌浆网Ca2十_ArP酶;TnC,肌钙蛋白C;TnI,肌钙蛋白I;肌钙蛋白T;TM,原肌球蛋白(引自BlinksJRandEndohM)1.上游调控在上游调控中,当心肌细胞膜去极化后,细胞外液Caz+经过激活的L一型Ca2+通道进入胞浆中.然后触发肌浆网(sarcoplasmicreticulum,SR)释放大量Ca",使胞浆中的Ca2+浓度从静息状态的10mol/L提高到10～～10一mol/L,引起全细胞性的钙瞬变(ca
6、lciumtransient),在心肌细胞兴奋一收缩耦联过程中起到重要作用,这一过程称为钙诱导的钙释放(calciuminducedcalciumrelease.CICR).1.1L一型Ca通道L一型Ca通道是心肌细胞膜上最主要的Ca2+通道,由,p,d异四聚体组成的多肽复合体,其中a,主要形成孔道.编码Ca2+通道d亚基的基因有10种.其中编码心肌细胞L一型Ca2+通道0【1亚基(1c)的基因为Cav1.2.EiichiTakahashi12]等研究表明:白血病抑制因子(1eukemiainhibitoryfactor,LIF)可以通过细胞外信号调节激酶112(extracellularsi
7、gnal—regulatedkinase,ERK1/2)诱导Cav1.2第1829位编码的丝氨酸残基磷酸化.从而使Wistar大鼠心肌细胞的L型钙电流增加;Long—ShengSong~l等发现:与普通小鼠相比,经基因改造(可以过表达L一型Ca2+通道亚基)的小鼠心肌细胞的C内流增加,钙离子电流升高了48%.从而促进肌浆网释放Ca2+,同时Na一Ca2交换的能力也升高了27%.由此可见,作为L一型
