离子通道与心律失常

Intracellular
Na+ (negative voltage
with respect to ground)
K+ channel pore structure from Doyle et al. (Science,
280:69-77, 1998)
二. 离子通道的分类
根据离子通道门控特性的不同分类：
(3) 内向整流钾通道 (inward rectifier K+ channels，Kir channel) 其电流为IK1。该通道对K+ 选择性很高，依赖于细胞外K+的存在，开放程度受膜 电位影响（超极化部分为明显的内向电流，去极化部分为弱 小的外向电流），可被Ba2+阻滞。IK1参与快反应细胞动 作电位的3相复极，但主要维持4相静息电位。
离子通道具有两大特征: 离子选择性：指每种通道对一种或几种离子有较
高的通透能力，而对其他离子则不易或不能通过。 包括离子大小选择性及电荷选择性。
门控特性：指引起通道开放与关闭的条件。
Components of Cell Membrane
Biophysical Structure
Gated Ion Channels Extracellular K+ (i.e. ground)
快激活延迟整流钾电流（IKr） 激活时间150ms， 可被Ⅲ类抗心律失常药阻滞，使APD延长。克隆的基 因HERG及minK或MirP-1共同表达出的电流认为是 IKr。
超快激活延迟整流钾电流（IKur） 激活快（仅50 ms），该电流在调控人心房复极中起重要作用，与房 性心律失常的发生有密切关系。克隆的Kv1.5通道与 人心房IKur 相同。
(2) 延迟整流钾通道 (delayed rectifier K+
channels) 其电流为IK。在去极化时激活而产生外 向电流，与膜的复极化有关，在决定APD中起重要
作用。
心肌IK有3种成分： 慢激活延迟整流钾电流（IKs） 激活时间>3s，可
被Chromol 293B特异性阻滞。 Iks在心脏不同部位都 有表达，但在不同的心室肌细胞其密度不同。 Iks与 IKr为心肌细胞AP复极3期的主要离子流。克隆的基 因KvLQT1及minK共同表达产生的电流具有IKs的特 性。
(三) 配体门控离子通道 (ligand-gated ion channels) 通道的门控行为受其相应配体的控制。激动剂与通道 蛋白结合后，导致通道开放，产生离子流。
(四) 机械门控离子通道 (mechanically-gated ion channels) 由机械牵拉激活的离子通道。
（五）其他门控离子通道 细胞容积敏感的钾通 道、钠激活的钾通道等。
心肌离子通道与心律失常
(ion channels in myocardium and arrhyt来自百度文库mia)
西安交通大学医学院病理生理学科 邓秀玲
第一节 心肌的离子通道
一. 离子通道的概念及特征
离子通道是细胞膜上贯穿脂质双分子层、中间具 有亲水性孔道的特殊蛋白质，允许适当大小和电荷 的离子以被动转运的方式通过。
细胞除极到较正电位时外向电流趋于零，称之为 内向整流（即外向K+电流幅度不随除极膜电位增大而 增大，反而随膜电位增加而减小）。
Voltage-Dependent IK1
Control
10
Ba2+ 2 mM
-40
3 nA
-110 mV 100 ms
From Li et al: Am J Physiol 2002; 283:H1031-41
根据电压依赖性和对TTX的敏感性不同分为： 快（瞬时）钠通道：参与AP 0期去极化。 慢（持久）钠通道：参与AP 2期平台的形成。
心肌电压门控钙通道有两种亚型：
L-型 (long-lasting)：广泛存在于所有心肌细胞膜。 激活电压高、电流较大、持续时间长，可被DHPs和 Mn2+阻滞。直接参与窦房结、房室结0期去极化，心 房和心室肌的收缩，维持心房肌、心室肌2期平台。
T-型(transient type)：存在于窦房结、房室结， 激活电压低，电流微弱 (tiny) 而短暂(transient) ，可 被Ni2+和miberfradil阻滞。参与窦房结舒张去极化的 后2/3部分。
2. 受体调控钙通道 存在于细胞器，是细胞内 贮存钙释放进入胞浆的途径 。
(1) Ryanodine受体钙释放通道 经ICa-L 通道内流 的Ca2+可触发心肌肌浆网上的RyR2释放贮存钙，引起 心肌收缩。
(一) 非门控离子通道 通道没有门控，始终处于开 放状态，离子可随时进出细胞。
(二) 电压门控离子通道（voltage-gated ion channels） 通道的开启与关闭受膜电位的变化决定， 具有电压依赖性(voltage-dependent)，并与电位变化 的时间有关(time-dependent) 。
根据离子通道离子选择性的不同分类：
三. 心肌电生理特性的相关离子通道
(一)钠通道 (sodium channels) 存在于快反应心 肌细胞膜，开放时选择性允许Na+内流。其特征是： （1）电压依赖性 去极化达到一定水平时被激活，通 道开放产生内向钠电流（INa），当达到最大效应后， 失活关闭。 （2）激活和失活速度快 前者1ms, 后者10ms内完成。
0 -110 -90 -70 -50 -30mV
-10
-20
-30
I-V relationship of IK1 in dog ventricular myocytes
(2) IP3受体通道 在心脏，IP3R1与药物和激素引 起的心肌收缩反应有关，也参与心脏节律的调节和细 胞间信号交流 。
(三) 钾通道 (potassium channels) 是广泛存在、 种类最多、作用最复杂的一类通道。
1. 电压门控钾离子通道
(1) 瞬时外向钾通道 (transient outward K+ channels) 其电流为IA或Ito1。 在去极化明显时激活， 产生外向电流无整流特性，参与动作电位1相复极过 程。特点是激活迅速、失活快，可被4-AP特异性阻 滞。Ito1通道分布于所有心肌细胞，但其密度在不同 部位有差别。