研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E

1、心肌鈣轉(zhuǎn)運(yùn)和鈣信號(hào)2008碩士學(xué)位課程循環(huán)生理1研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E是最簡(jiǎn)單也是最復(fù)雜的細(xì)胞信使。Ca2+？ Ca2+作為一種重要的細(xì)胞內(nèi)第二信使，攜帶許多重要的調(diào)節(jié)信息（鈣信號(hào) Ca2+ signals），調(diào)控著細(xì)胞內(nèi)許多重要的生理和病理過(guò)程。 鈣信號(hào)作用原理： 與效應(yīng)蛋白的結(jié)合和解離，以及在不同細(xì)胞器之間的運(yùn)動(dòng) 跨膜移動(dòng)產(chǎn)生電流（電信號(hào)）來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)生物學(xué)過(guò)程的調(diào)控。 我們的目的就是要闡明簡(jiǎn)單的鈣離子如何有序地精細(xì)調(diào)節(jié)一個(gè)細(xì)胞內(nèi)各種不同的，甚至是相反的生理過(guò)程。肌肉收縮腺體分泌遞質(zhì)釋放 快速效應(yīng)受精基因轉(zhuǎn)錄、表達(dá)細(xì)胞發(fā)育、增殖、分化、凋亡、死亡 長(zhǎng)期效應(yīng)2研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)

2、胞鈣信號(hào)和E第一節(jié) 心肌鈣轉(zhuǎn)運(yùn)及其調(diào)節(jié)有兩套獨(dú)立的肌管系統(tǒng)橫管（transverse tubule）或T管縱管/肌漿網(wǎng)（sarcoplasmic reticulum，SR）走行方向與肌原纖維平行肌管系統(tǒng)： 縱行肌漿網(wǎng)（LSR、FSR） 在肌原纖維周圍的SR。鈣泵連接肌漿網(wǎng)（JSR） SR的末端膨大或呈扁平狀，與T管膜毗鄰，上有鈣釋放通道。一、心肌細(xì)胞鈣轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白3研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E4研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E胞外 1-2 mM胞漿 0.1M0.6 mM0.28 mM細(xì)胞核 50 鈣的不均衡分布 5研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E心肌細(xì)胞膜的鈣轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)心肌肌漿網(wǎng)的鈣轉(zhuǎn)運(yùn)系

3、統(tǒng)線粒體的鈣轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng) 心肌細(xì)胞膜含有3種跨膜鈣轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)： 鈣通道（ Ca2+ channel） Na+/ Ca2+交換體(Na+/ Ca2+exchanger) 鈣泵(Ca2+ pump, 又稱Ca2+-ATP酶) 三者互相協(xié)調(diào)，共同維持心肌細(xì)胞膜對(duì)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)的 穩(wěn)定，使胞內(nèi)Ca2+受到精密調(diào)控。6研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E L-型鈣通道 （ICaL） large-conduction and long lasting cuttent T-型鈣通道 （ICaT） tiny conduction and transient current N-型鈣通道 （ICaN） non-longlast

4、ing and no transient current P型-鈣通道 （ICaP） 小腦Purkinje細(xì)胞 Q型-鈣通道 （ICaQ） 神經(jīng)細(xì)胞 R型-鈣通道 （ICaR） 神經(jīng)細(xì)胞（一）鈣通道7研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 閾電位：-40- -30mV 慢通道：激活慢（2030ms）, 失活更慢（100300ms）， 開(kāi)放持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) long lasting current 離子選擇性差：Ca2，Na+，Ba2 阻斷劑1.L型鈣通道8研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 雙氫吡啶類 (dihydropyridine,DHP) 硝苯地平 尼群地平 DHPR? 地爾硫卓類 (benzot

5、hiazepines,BTZ) 地爾硫卓 克倫硫卓 苯烷胺類 ( phenylakylamine,PAA) 維拉帕米 加洛帕米9研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E2.T型Ca2通道 主要分布在竇房結(jié)細(xì)胞和蒲肯野纖維膜。 特點(diǎn)去極化至-50mV時(shí)開(kāi)放低電導(dǎo) tiny conductance（5-8pS）失活快 transient阻斷劑：Ni2mibefradil（咪貝地爾）10研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E（二）Na+/Ca2+交換體 3種類型：NCX1、NCX2和NCX3，氨基酸序列同源性 達(dá)701. 分子結(jié)構(gòu) NCX1在心臟, 腦等許多組織表達(dá) NCX2、NCX3只在少數(shù)組織表達(dá) NCX

6、 含有2個(gè)重復(fù)序列：1和2, 各包括40個(gè)氨 基酸，與離子轉(zhuǎn)運(yùn)密切相關(guān) 1968發(fā)現(xiàn)，1990 clone（938aa.）11研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E12研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E（1）Na/Ca 交換的化學(xué)計(jì)量學(xué) 3 Na+ 1Ca2+2. 特性反轉(zhuǎn)電位取決于 Na+|o 、Ca2+o 、Na+i、Ca+i（2）Na/Ca 交換的反轉(zhuǎn)電位生電性，電流方向與Na+ 移動(dòng)的方向一致。 如Na+|o 140mM Ca2+o2mM Na+i 6mM Ca+i0.1M ENa/Ca -12mV 當(dāng)Na+i由6mM 增加至10mM ENa/Ca -51mVENa/Ca = 3ENa -

7、 2ECa13研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E（3）轉(zhuǎn)運(yùn)模式33正向/前向Na/Ca交換（鈣外排模式）反向Na/Ca交換（鈣內(nèi)流模式）14研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 決定Na/Ca交換方向 的主要是膜兩側(cè) Na+濃度、Ca2+濃度和膜電位： AP最初1-3ms 病理情況、藥物作用 使Nai 靜息狀態(tài) AP大部分時(shí)間當(dāng)EmENCX時(shí)，鈣內(nèi)流：15研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E外排Ca2+（前向交換）參與興奮-收縮耦聯(lián)（反向交換）與鈣超載的關(guān)系3.功能16研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E反向鈉-鈣交換與心肌 ECC17研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E反向Na/Ca交換與心肌變力性

8、18研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E4.阻斷劑和激動(dòng)劑 阻斷劑 KB-R7943，主要阻斷反向Na+/Ca2+交換,阻斷鈣 超載 尚無(wú)特異性的，非特異性的有ET（endothelin）, AngII，E-4031，受體激動(dòng)劑等。 應(yīng)用：減輕缺血-再灌注損傷（心、腦、腎） 預(yù)防洋地黃中毒 激動(dòng)劑 HNaCaNaNaCa19研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E （三）細(xì)胞膜鈣泵 Ca2+泵是Ca2+的單向主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，在Mg2+ 存在下水解ATP，將胞漿內(nèi)Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞。與NCX相比, Ca2+泵與Ca2+親和力高，但轉(zhuǎn)運(yùn)量小。 肌漿網(wǎng)作為鈣庫(kù)在心肌電和機(jī)械活動(dòng)中起關(guān)鍵作用，其功能改變可導(dǎo)致心

9、肌興奮-收縮耦聯(lián)障礙及心律失常。 心肌肌漿網(wǎng)的鈣轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)20研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E（一）鈣釋放通道 兩種類型：RyR, IP3R 兩個(gè)受體家族在結(jié)構(gòu)上和功能上具有較多相似性，因此推測(cè)它們由共同的祖先進(jìn)化而來(lái)。 C末端：為跨膜區(qū)域，構(gòu)成功能性孔道。 N末端：形成球狀頭，投射到胞質(zhì)，同各種開(kāi)啟 和關(guān)閉通道的信號(hào)相結(jié)合。calcium release channel21研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E22研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和ESR23研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E1. RyR （ Ryanodine Receptor ） 可與ryanodine特異性結(jié)合而得名。ryan

10、odine是從植物中提取出來(lái)的一種生物堿，對(duì)肌漿網(wǎng)有雙重作用：在低濃度（nmol/L）與釋放通道蛋白的高親和位點(diǎn)相結(jié)合，鈣釋放通道開(kāi)放， Ca2+釋放。在高濃度（mol/L）時(shí)，則與通道蛋白上的低親和力位點(diǎn)相結(jié)合，使鈣釋放通道關(guān)閉。在骨骼肌和心肌，RyR是主要的細(xì)胞內(nèi)鈣釋放通道。 此外，Ca2+、咖啡因、ATP及其非水解性衍生物、蒽醌類化合物（如阿霉素）、Na+和K+等因素都可刺激RyR的開(kāi)放；普魯卡因、釕紅和鈣調(diào)素等則可抑制RyR的鈣釋放24研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和EIsoforms of RyR25研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E2.三磷酸肌醇（IP3）受體 在平滑肌與非肌肉組織

11、，鈣釋放主要由IP3受體 來(lái)完成。 IP3受體有三種亞型：IP3R1、IP3R2和IP3R3。 心肌細(xì)胞已發(fā)現(xiàn)有IP3R 的mRNA和蛋白質(zhì)的表 達(dá)，但含量明顯低于RyR2。 雖然心肌細(xì)胞內(nèi)主要的鈣釋放途徑是RyR2，但激素調(diào)節(jié)心肌的收縮性則主要是通過(guò)IP3受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)鈣釋放進(jìn)行的。高濃度受體激動(dòng)劑內(nèi)皮素26研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E（二）肌漿網(wǎng)鈣泵 （Ca2+-ATP酶） 肌漿網(wǎng)鈣泵是心肌肌漿網(wǎng)膜上的主要蛋白質(zhì)，約占肌漿網(wǎng)膜蛋白總量的4050%，分布于LSR（縱行肌漿網(wǎng)）和JSR的非連接面。有3個(gè)基因編碼5種亞型。 SERCA1：位于人16號(hào)染色體上，編碼骨骼肌鈣泵，其中 SER

12、CA1a在成年骨骼肌表達(dá) SERCA1b在新生兒骨骼肌表達(dá)27研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E SERCA2：位于人12號(hào)染色體上，其中 SERCA2a心肌 SERCA2b在平滑肌和非肌肉組織的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表達(dá) SERCA3：編碼在肌肉和非肌肉組織表達(dá)的鈣 泵，許多組織如心、腦、肺、肝、腎、子宮、小 腸、胰、睪丸和血小板等都可檢測(cè)到低水平 SERCA3的表達(dá)。 28研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 肌漿網(wǎng)鈣泵活性的調(diào)節(jié)受磷蛋白 （phospholamban, PLB）29研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 非磷酸化的受磷蛋白：與鈣泵結(jié)合，抑制其活性。 通過(guò)蛋白之間的相互作用，降低鈣泵與Ca2+的

13、 親和力。 磷酸化的受磷蛋白：與鈣泵解離，消除抑制作用。 使鈣泵與Ca的親和力增高，轉(zhuǎn)運(yùn)速率加快。 PKA、Ca-CaM(鈣調(diào)素)依賴性蛋白激酶、PKC和PKG可使 受磷蛋白磷酸化。 肌漿網(wǎng)鈣泵活性的調(diào)節(jié)受磷蛋白 （phospholamban, PLB）30研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 以鈣扣壓素（集鈣蛋白 calsequestrin）含量最高，主 要存在于JSR。心肌鈣扣壓素由391個(gè)氨基酸殘基組 成，其結(jié)構(gòu)上的主要特征是28%的氨基酸殘基是酸性氨 基酸。 （三）肌漿網(wǎng)腔內(nèi)鈣結(jié)合蛋白此外，肌漿網(wǎng)腔內(nèi)還含有 histidine rich Ca2+ binding protein、sarc

14、alumenin和少量 calreticulin意義：1）鈣結(jié)合蛋白與鈣結(jié)合可使SR內(nèi)游離Ca濃度降低，有利于鈣泵轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存Ca 2）當(dāng)SR上的RyR開(kāi)放時(shí)，與鈣扣壓素結(jié)合的Ca2+迅速解離并釋放入胞質(zhì) 特點(diǎn)：1）高結(jié)合容量 2）低親和力。31研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E （一） 將胞漿鈣轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體 鈣泵 鈣單向輸送體（uniporter） Ca2+-HPO42- 同向轉(zhuǎn)運(yùn)體（symporter） （二）將線粒體內(nèi)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)到胞漿 Ca2+-2H+交換 Ca2+-2Na+交換線粒體的鈣轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng) 在生理狀態(tài)下，線粒體鈣泵與Ca2+親和力非常低，鈣攝取速率又非常緩慢，因而人們認(rèn)為線粒體不參與生

15、理狀態(tài)下心肌興奮-收縮耦聯(lián)的調(diào)節(jié)。32研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 在ECC過(guò)程中，鈣瞬變是由肌膜和SR膜上的許多Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白完成的。 1胞質(zhì)Ca2+濃度的升高二、心肌興奮收縮耦聯(lián)過(guò)程中的鈣轉(zhuǎn)運(yùn)（1）L型Ca2+通道 約占10%20（2）細(xì)胞膜NCX 少量（3）SR Ca2+釋放通道 8090%33研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E2胞質(zhì)Ca2+濃度的降低/恢復(fù)(1) SR的Ca2+攝取 7090%(2) 細(xì)胞膜NCX 10%30(3) 質(zhì)膜Ca2+泵(4) 線粒體鈣單向轉(zhuǎn)運(yùn)體 （uniporter）34研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E小結(jié) 35研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E（

16、一）張力-頻率關(guān)系 正性階梯現(xiàn)象產(chǎn)生原因: 1）增加了單位時(shí)間內(nèi)動(dòng)作電位平臺(tái)期的總長(zhǎng)度，使通過(guò) LCC 內(nèi)流的Ca2+增多，SR Ca2+ load增大。 2）除極引起的快Na+通道激活次數(shù)的增加使細(xì)胞內(nèi)Na+水 平升高，Na+水平升高又通過(guò)NCX 使細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平 升高。（心肌鈣轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)節(jié)）三、心肌收縮能力的調(diào)節(jié) 指肌肉內(nèi)在的收縮特性。許多因素如神經(jīng)遞質(zhì)、激素、藥物等直接或間接通過(guò)調(diào)節(jié)心肌鈣轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)心肌收縮能力的調(diào)節(jié)。36研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E（二）通過(guò)cAMP的機(jī)制 1. cAMP提高心肌變力性的機(jī)制 cAMP是通過(guò)激活PKA來(lái)發(fā)揮作用的。被PKA磷酸化的心肌功能蛋白有

17、 LCC、RyR、PLB、TnC。其主要作用包括：1）使LCC的1和亞單位磷酸化來(lái)增加鈣通道的開(kāi)放概率。2）使RyR磷酸化，增加RyR的開(kāi)放。 1）2）作用可增加鈣瞬變的幅度，有助于提高收縮功能。 37研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E3）PLB的磷酸化解除了它對(duì)SR鈣泵的抑制，提高了 SR鈣泵攝取Ca2+的速率。4）TnC的磷酸化導(dǎo)致其對(duì)Ca2+的敏感性下降。 3）4）作用可加速鈣瞬變降支的速率，稱為正性松弛效應(yīng)（positive lusitropism),可提高心肌的舒張功能. 2.提高cAMP水平的途徑：（1）激活A(yù)C 交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)、雨蛙素、胰高血糖素、前列腺素E、霍亂毒素、組胺

18、等38研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E（2）抑制PDE 異丁甲基黃嘌呤、茶堿、氨力農(nóng)、米力農(nóng)等（3）cAMP的親脂性衍生物 二丁基-cAMP，8-溴-芐基-cAMP，8-溴-cAMP等（三）增加細(xì)胞內(nèi)Ca2+ BAYK8644、YC-170、H160/51、 BAYy5959等LCC激動(dòng)劑直接與1亞單位結(jié)合，使鈣通道開(kāi)放概率增加。但這類藥物大多伴有外周血管收縮，也使冠脈血管收縮，因此限制了其作為治療心衰藥物的臨床應(yīng)用。 39研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E（五）增加細(xì)胞內(nèi)Na+ 洋地黃類藥物 鈉通道激動(dòng)劑，如藜蘆堿、BDF9148等（六）鈣增敏劑 Ca2+敏感性的調(diào)節(jié) 增加收縮蛋白對(duì)Ca2

19、+的敏感性來(lái)發(fā)揮作用，這類強(qiáng)心劑也稱為鈣增敏劑。 （四）激動(dòng)反向Na/Ca交換 Ang、內(nèi)皮素、1受體激動(dòng)劑、E-4031等40研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E第二節(jié) 心肌細(xì)胞鈣信號(hào) 多學(xué)科尖端技術(shù)的運(yùn)用，包括膜片鉗技術(shù)、鈣測(cè)定技術(shù)（鈣熒光探針）、激光共聚焦掃描技術(shù)、數(shù)字圖像處理及計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)模型的運(yùn)用，結(jié)合分子生物學(xué)方法，使人們?cè)谛募〖?xì)胞鈣信號(hào)方面的研究取得很大進(jìn)展。 在心肌細(xì)胞內(nèi)可以觀察到鈣夸克、鈣火花、鈣波以及由心肌細(xì)胞膜去極化誘發(fā)的鈣瞬變等幾種形式的心肌細(xì)胞內(nèi)鈣變化。 41研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E一、鈣火花興奮-收縮耦聯(lián)的基本功能單位calcium spark1993年Sc

20、ience42研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E后來(lái)發(fā)現(xiàn)同類鈣火花不僅見(jiàn)之于可興奮組織（如心肌、骨骼肌、平滑肌、神經(jīng)元），也見(jiàn)于非興奮性組織和細(xì)胞，如神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、Xenopus occytes、植物根毛生長(zhǎng)錐中的細(xì)胞。 Sparkology43研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 指一組成簇存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng) / 肌漿網(wǎng)上的鈣釋放通道，可以是 RyR 或 IP3R或二者的混合體，在功能方面，包括Ca2+釋放通道、通道復(fù)合體上的分子伴侶以及釋放通道所在的內(nèi)質(zhì)網(wǎng) /肌漿網(wǎng)。 單個(gè)CRU局部鈣釋放事件的光學(xué)記錄，也叫“局部鈣瞬變”。一般不考慮其來(lái)源及細(xì)胞種類。鈣釋放單元(CRU)鈣火花 calcium s

21、park44研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E1.自發(fā)鈣火花 Spontaneous Sparks（靜息鈣火花）（1）形態(tài)特點(diǎn) 心肌細(xì)胞靜息時(shí)，在很低的鈣信號(hào)背景中會(huì)突然隨機(jī)出現(xiàn)局部熒光信號(hào)的增強(qiáng)并快速消失：10ms內(nèi)陡升一倍，然后在20ms內(nèi)消失；直徑大小約2m，體積約8fL。45研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E鈣夸克（calcium quark）, 它是由單個(gè)RyR釋放出的Ca2+ 形成的。鈣夸克空間上的總和構(gòu)成了鈣火花。 當(dāng)肌漿網(wǎng)腔內(nèi)鈣濃度達(dá)到一定閾值時(shí)就會(huì)引發(fā)SR RyRs開(kāi)放增加，鈣火花的幅度和發(fā)生頻率均增大，易于激活鄰近的CRU形成“復(fù)合型鈣火花”，甚至產(chǎn)生鈣波 鈣超載情況下的自

22、發(fā)鈣火花（2）產(chǎn)生機(jī)制 由SR上的一簇鄰近的RyR自發(fā)地釋放的Ca2+所形成，反映心臟舒張期胞內(nèi)鈣濃度約100nM時(shí)SR RyR2的正常開(kāi)放。機(jī)制：“超載引發(fā)的鈣釋放SOICR” Store overload-induced Ca2+ release, 46研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 膜去極化時(shí)由LCC內(nèi)流的Ca2+誘發(fā)SR RyR2釋放Ca2+形成。2.誘發(fā)鈣火花 Evoked Sparks47研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 單個(gè)誘發(fā)鈣火花要么不產(chǎn)生（用Ba 代替胞外Ca；阻斷LCC；或?qū)㈦妷荷咧罫CC反轉(zhuǎn)電位以上）；一旦發(fā)生，其時(shí)程、幅度和空間范圍只決定于CRU中RyR的狀態(tài)

23、和SR中Ca2+濃度，而與觸發(fā)方式、強(qiáng)度無(wú)關(guān)。單個(gè)誘發(fā)鈣火花具有“全或無(wú)”的特征。實(shí)驗(yàn)證據(jù)：1）單個(gè)誘發(fā)鈣火花與自發(fā)在形態(tài)學(xué)特征上無(wú)法區(qū)別 2）膜電位在一定范圍（-50-+30mV）內(nèi)改變時(shí)，單個(gè)誘發(fā)鈣火花特性并無(wú)明顯改變3）FPL64176（增加LCC平均開(kāi)放時(shí)間）并不影響鈣火花的幅度和時(shí)程。48研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E平滑肌細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞的鈣火花：在骨骼肌單纖維中，另一亞型的鈣釋放通道（RyR1 型）的開(kāi)放也產(chǎn)生火花。在血管平滑肌，鈣火花則引起血管平滑肌的松弛。最 早是在大腦血管平滑肌發(fā)現(xiàn)的。機(jī)制：鈣火花能激活鄰近質(zhì)膜上10100個(gè)KCa，引起自發(fā)一過(guò)性外向電流（spontan

24、eous transient outward currents,STOCs），使平滑肌細(xì)胞膜電位超級(jí)化，減少Ca2+內(nèi)流，從而產(chǎn)生舒張作用。Science 270: 633637, 1995.NELSON MT, CHENG H, RUBART M, SANTANA LF, BONEV AD, KNOT HJ, AND LEDERER WJ. Relaxation of arterial smooth muscle by calcium sparks. 49研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 在鈣火花發(fā)生過(guò)程 中，常伴有ER/SR內(nèi) 鈣局部清空現(xiàn)象。 鈣火花和鈣空穴是同 一事件分別在胞漿和 E

25、R/SR上觀察到的不 同表象，因此鈣空穴 也叫做“skraps”鈣空穴 Ca2+ blink50研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E形態(tài)特點(diǎn) 在共聚焦顯微鏡下可見(jiàn)心肌細(xì)胞內(nèi)鈣在某個(gè)區(qū)域瞬時(shí)性增高，并以很快的速度在細(xì)胞內(nèi)傳播（100 m/s），反映了細(xì)胞對(duì)高鈣負(fù)荷后的反應(yīng)。二、鈣波（calcium wave） 心肌靜息狀態(tài)下細(xì)胞內(nèi)鈣水平可傳播性的增加 指某些情況下（如缺血或細(xì)胞內(nèi)鈣負(fù)荷增高等）心肌細(xì)胞內(nèi)鈣在局部自發(fā)性釋放增加并伴以傳播的現(xiàn)象。產(chǎn)生機(jī)制 鈣波來(lái)自于病理性高鈣條件下鈣從肌質(zhì)網(wǎng)中的自發(fā)性釋放。在高鈣條件下，自發(fā)鈣火花頻度增高，更亮更大，且單個(gè)鈣火花可觸發(fā)毗鄰的鈣釋放和鈣火花，這一連鎖式的反應(yīng)最終形成自傳導(dǎo)性的“鈣波。51研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和ECa2+ SparkletCa2+ SparkCa2+ Wave52研究生循環(huán)生理2心肌細(xì)胞鈣信號(hào)和E 鈣波與在正常興奮-收縮耦聯(lián)時(shí)的鈣釋放不