离子通道学概论
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1.电压依赖性 2.频率依赖型 3.组织选择性 4.多种通道的协同作用
主要抑制Ikr钾电流，延长
心肌细胞动作电位时程，降低
K+ K+
自律性，延长有效不应期。
B
离子通道功能-起搏电流(If)
A
B
–35 mV
–85 mV
If受细胞内cAMP调节， cAMP增高，则If电流增大。 Ach, Iso
From Difrancesco: Cardiovasc Res 1995;29:449-456
离子通道药理学概论
离子通道药理学
Patch-clamp技术 单细胞电流记录
分子生物学技术 基因克隆及蛋白表达
Na+,Ca2+,K+,Cl-等电流 通道蛋白功能测定
离子通道的结构与功能 药物作用机制 新药开发
Patch-clamp(膜片钳)技术
探头
膜片钳放大器 模数转换
单细胞
样品池
计算机
电极 电极 K+ Na+ Ca2+
1991年
Erwin Neher
Bert Sakmann
离子通道分类
钠通道 钙通道
电压门控钙通道：L,N,T,P,Q,R型； 配体调控性钙通道：IP3Rs,RyRs
离子通道分类
钾通道 电压依赖性钾通道：Ikr, Iks, Ito, If等； 钙依赖性钾通道：BKCa, IKCa, SKCa等； 内向整流钾通道（背景钾电流）：IK1； KATP, KAch,
氯通道 γ-氨基丁酸受体（GABA-R)
特性：离子选择性；门控特性
激活门 静息态
激活门 除极化
Na+ Ca2+
激活态
失活门
失活门
K+
激活门 复极化
复活
失活态
失活门
离子通道功能-电压依赖性钠电流
A
Na+
Na+ Na+ -++-
Na+
心肌细胞（抗心律失常药 -钠通道阻滞药）
Na+ Na+
B
神经细胞（局部麻醉药和 抗癫痫药）
+
-促进K+外流，细胞膜
Ca2+ 超极化，降压、平滑 肌舒张。
离子通道功能-Ach敏感钾通道
Ach
K+ +++
M-R Ach敏-感- -
钾通道
Ach与M受体结合-激活 Ach敏感钾通道-K+外流动作电位复极加快、细胞 膜超极化-自律性下降。
腺苷：作用于腺苷受体， 激活Ach敏感钾通道。
四、心肌离子通道基因突变
离子通道功能-ATP敏感钾通道
GLUT-2
Glucose
Glucose
G-6-P
Metabolism
Signals
ATP/ADP
Secretory granules Ca2+
∵
∵
Leabharlann Baidu∵∵
∵
∵
∵
磺酰脲类口服降糖药
-抑制ATP敏感钾通道，
促进胰岛素分泌。
KATP K+ Channel
+ ATP敏感钾通道开放剂
先天性长QT综合征：
LQT1是由于钾通道KvLQT1及minK基因突变， LQT2是由于HERG基因的突变。 LQT3是由于钠通道的SCN5A等基因的突变 LQT1 及LQT2占LQTS总数的90%以上。 LQT3形成仅占5%，其余的几种很少。 高Ch血症-AS：
心肌肥厚：
心血管系统离子通道药物的研究方向
离子通道功能-电压依赖性L-钙电流
A
Ca2+
B
Ca2+Ca2+ -++-
Ca2+Ca2+
★心脏慢反应细胞除极
Ca2+
（窦房结、房室结）
★心肌细胞收缩性
★心肌细胞动作电位平
台期钙内流
★平滑肌细胞紧张性
钙通道阻滞药
离子通道功能-电压依赖性钾电流(Ikr)
A
K+
K+ K+ -++-
抗心律失常药-钾通道阻滞药 （延长动作电位时程药物）： K+
+--+-
Patch clamp recording
Suction
Glass microelectrode
1 µm Cytoplasm
"Giga-seal"
Ion channels
Cell membrane
1976 膜片钳技术(patch clamp) 记录单个通道及细胞的电活动。
The Nobel Prize in biology
主要抑制Ikr钾电流，延长
心肌细胞动作电位时程，降低
K+ K+
自律性，延长有效不应期。
B
离子通道功能-起搏电流(If)
A
B
–35 mV
–85 mV
If受细胞内cAMP调节， cAMP增高，则If电流增大。 Ach, Iso
From Difrancesco: Cardiovasc Res 1995;29:449-456
离子通道药理学概论
离子通道药理学
Patch-clamp技术 单细胞电流记录
分子生物学技术 基因克隆及蛋白表达
Na+,Ca2+,K+,Cl-等电流 通道蛋白功能测定
离子通道的结构与功能 药物作用机制 新药开发
Patch-clamp(膜片钳)技术
探头
膜片钳放大器 模数转换
单细胞
样品池
计算机
电极 电极 K+ Na+ Ca2+
1991年
Erwin Neher
Bert Sakmann
离子通道分类
钠通道 钙通道
电压门控钙通道：L,N,T,P,Q,R型； 配体调控性钙通道：IP3Rs,RyRs
离子通道分类
钾通道 电压依赖性钾通道：Ikr, Iks, Ito, If等； 钙依赖性钾通道：BKCa, IKCa, SKCa等； 内向整流钾通道（背景钾电流）：IK1； KATP, KAch,
氯通道 γ-氨基丁酸受体（GABA-R)
特性：离子选择性；门控特性
激活门 静息态
激活门 除极化
Na+ Ca2+
激活态
失活门
失活门
K+
激活门 复极化
复活
失活态
失活门
离子通道功能-电压依赖性钠电流
A
Na+
Na+ Na+ -++-
Na+
心肌细胞（抗心律失常药 -钠通道阻滞药）
Na+ Na+
B
神经细胞（局部麻醉药和 抗癫痫药）
+
-促进K+外流，细胞膜
Ca2+ 超极化，降压、平滑 肌舒张。
离子通道功能-Ach敏感钾通道
Ach
K+ +++
M-R Ach敏-感- -
钾通道
Ach与M受体结合-激活 Ach敏感钾通道-K+外流动作电位复极加快、细胞 膜超极化-自律性下降。
腺苷：作用于腺苷受体， 激活Ach敏感钾通道。
四、心肌离子通道基因突变
离子通道功能-ATP敏感钾通道
GLUT-2
Glucose
Glucose
G-6-P
Metabolism
Signals
ATP/ADP
Secretory granules Ca2+
∵
∵
Leabharlann Baidu∵∵
∵
∵
∵
磺酰脲类口服降糖药
-抑制ATP敏感钾通道，
促进胰岛素分泌。
KATP K+ Channel
+ ATP敏感钾通道开放剂
先天性长QT综合征：
LQT1是由于钾通道KvLQT1及minK基因突变， LQT2是由于HERG基因的突变。 LQT3是由于钠通道的SCN5A等基因的突变 LQT1 及LQT2占LQTS总数的90%以上。 LQT3形成仅占5%，其余的几种很少。 高Ch血症-AS：
心肌肥厚：
心血管系统离子通道药物的研究方向
离子通道功能-电压依赖性L-钙电流
A
Ca2+
B
Ca2+Ca2+ -++-
Ca2+Ca2+
★心脏慢反应细胞除极
Ca2+
（窦房结、房室结）
★心肌细胞收缩性
★心肌细胞动作电位平
台期钙内流
★平滑肌细胞紧张性
钙通道阻滞药
离子通道功能-电压依赖性钾电流(Ikr)
A
K+
K+ K+ -++-
抗心律失常药-钾通道阻滞药 （延长动作电位时程药物）： K+
+--+-
Patch clamp recording
Suction
Glass microelectrode
1 µm Cytoplasm
"Giga-seal"
Ion channels
Cell membrane
1976 膜片钳技术(patch clamp) 记录单个通道及细胞的电活动。
The Nobel Prize in biology