细胞钙转运与心力衰竭

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1、细胞钙转运与心力衰竭吴立玲北京大学医学部病理生理室细胞外液[Ca2+]1～2mmol/L心肌胞浆[Ca2+]0.1～10µmol/L钙在心肌的功能:★调节心肌收缩★决定心肌节律的电信号★调控细胞生长第一节心肌钙转运及其调节一、心肌细胞膜（sarcolemma,SL）的钙转运系统★钙通道★Na+-Ca2+交换★钙泵（Ca2+-ATP酶）（一）钙通道(Ca2+channel)1．L型钙通道(longlasting)(1)分布:心房及心室肌细胞膜，尤以T管上含量丰富(2)组成:由1、2、β和个亚单位组成.（骨骼肌L型钙通道还含有亚单位）2SS1★1含钙通道的电压感受

2、器★构成电压依赖性离子通道导孔★2、和亚单位主要起稳定或调节1亚单位的作用。(3)L型钙通道的开闭的调节:★膜电位(电压依赖性钙通道)细胞膜去极化→膜电位↓(负值变小)→刺激L型钙通道电压感受器→钙通道开放→细胞外Ca2+内流→膜电位恢复到静息状态→钙通道关闭★慢钙通道:开放后持续的时间较长，失活较慢★β肾上腺素受体激活→活化Gs→腺苷酸环化酶活性↑→cAMP生成↑→PKA→通道蛋白磷酸化→功能性钙通道↑→Ca2+内流↑★是双氢吡啶、硫氮卓酮和异搏定类钙通道阻断剂作用的靶分子(4)功能:是Ca2+内流的单向转运系统，Ca2+内流激活肌浆网的钙释放2.T型钙通道(transien

3、t)(1)分布:主要在窦房结细胞和浦金野细胞膜(2)开闭的调节:★膜电压依赖性,但在较低水平去极化就可激活★快钙通道:失活迅速(3)功能：调节自律细胞的活动(二)Na+-Ca2+交换蛋白(Na+-Ca2+exchanger)决定Na+-Ca2+交换方向的主要是膜两侧Na+浓度、Ca2+浓度和膜电位。按3：1的比例进行Na+-Ca2+交换★静息电位：Ca2+外流（正向转运）★去极化：Na+进入细胞内（反向转运）正向转运是舒张期心肌细胞Ca2+外流的重要机制。转运特点:★与Ca2+亲和力低★转运量大★不需要ATP水解供能★是Ca2+的双向转运系统(三)细胞膜钙泵（Ca2+pu

4、mp）特点:★钙泵与Ca2+亲和力高★转运量小★需要ATP水解供能★Ca2+外流的单向主动转运系统★细胞外Ca2+通过钙通道内流★胞浆内Ca2+通过Na+-Ca2+交换蛋白和钙泵转运出细胞。三、心肌肌浆网（sarcoplasmicreticulum,SR）的钙转运系统(一)心肌肌浆网的结构1．纵行小管（longitudinalSR,L-SR）由包绕肌丝的网状结构组成，是肌浆网的最主要部分。2．终囊（junctionalSR,J–SR）是一端与纵行小管相连续，另一端膨大的终端结构（terminalcisternae），与细胞膜内陷形成的T管共同组成三联管部分。3．特异性非终囊肌浆网(sp

5、ecializednon-junctionalSR,又称corbular,C-SR)一端由L－SR延伸而来，一端终止到肌丝的I带。T管SLL-SRJ-SRCa2+releasechannelCa2+-ATPaseCa2+Ca2+肌浆网结构示意图(二)肌浆网钙转运蛋白★钙释放蛋白-RYR,IP3R★钙摄取蛋白-Ca2+-ATPase★钙储存蛋白-carsequastrane钙释放通道（Ca2+relaesechannel）Ryanodine受体(RyR)三磷酸肌醇（IP3）受体(1)Ryanodine受体(RyR)：①部位:存在于靠近T管的终囊部“足结构”(footstructure)J-

6、SRCa2+releasechannelCa2+-ATPaseCa2+②编码基因及亚型:心肌RyR2-1号染色体骨骼肌RyR1-19号染色体表Ryanodine受体亚型的分布组织RyR1RyR2RyR3骨骼肌+++++-+肝--+/-肾--+肺--+胃-+/-+脾--+空肠--+脑+++++心脏-+++++/-③钙释放的机制:钙诱发的钙释放(calciuminducedcalciumrelease,CICR)钙诱发的钙释放内流Ca2+→高亲和力钙结合位点→钙释放Ca2+→低亲和力钙结合位点→钙释放停止（2）三磷酸肌醇（IP3）受体：★部位：肌浆网膜★亚型：IP3R1、IP3R2、IP3

7、R3受体酪氨酸蛋白激酶↓AngII→受体→Gq蛋白→激活磷脂酶C→分解膜磷脂→生成IP3→IP3受体→肌浆网钙释放★心肌细胞内主要的钙释放途径是RyR2★激素调节心肌收缩性主要是通过IP3受体介导的细胞内钙释放2.肌浆网钙泵（1） 钙泵的亚型与分布：含量：约占肌浆网膜蛋白总量的40％～50%亚型：3个基因编码5种钙泵蛋白亚型肌浆网钙泵亚型与分布亚型分布SERCA11a成年快收缩骨骼肌1b新生快收缩骨骼肌SERCA22a心肌/