心肌兴奋-收缩耦联障碍

心肌兴奋-收缩耦联障碍

心肌的兴奋是电活动，而收缩是机械活动,Ca2+在把 心肌兴奋的电信号转化为收缩的机械活动中发挥了极 为重要的中介作用。Ca2+可通过多个机制影响心肌的 兴奋收缩耦联，进而调控心肌的收缩与舒张(图15-4)。 心肌细胞兴奋时,膜去极化激活细胞膜L型钙通道开放， 少量细胞外Ca2+迅速进人胞质，触发肌浆网内储存的 Ca2+释放人胞质，胞质Ca2+浓度快速上升,Ca2+与肌 钙蛋白C结合，引起心肌收缩。当心肌开始舒张时， 肌浆网Ca2+- ATP酶(又称钙泵)消耗ATP将Ca2+转运至 肌浆网内储存。此外，还有少量胞质内Ca2+经细胞膜 上的Na+-Ca2+交换出白与钙泵转运到细胞外。在这 一过程中，Ca2+与肌钙蛋白C的结合是横桥形成的启 动环节。而肌浆网Ca2+-ATP酶是调控心肌舒张的重 要靶点。任何影响心肌对Ca2+转运和分布的因素都会 影响钙稳态，导致心肌兴奋收缩耦联障碍。
心肌细胞内游离的Ca2 +调节
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ



兴奋-收缩耦联是心脏力学活动的基本机制, 在这 个过程中, Ca2 +起关键作用。心肌细胞游离的 Ca2+ 浓度的调节主要有以下3个途径： 1） L型钙通道：与T型钙通道相比，L型钙通道 具有大电导、高电压激活、长时间开放，能和多 种拮抗剂作用的特点。 2） Ryanodine受体 ：在心肌细胞中钙释放通道的 主要类型是RyR2。 3）钙泵，包括细胞膜钙泵，肌浆网钙泵和Na+Ca2+交换体。

(1)肌浆网钙转运功能障碍:肌浆网通过摄取、储存 和释放三个环节维持胞质Ca2+的动态变化，从而 调节心肌的舒缩功能。心力衰竭时，肌浆网Ca2+ 摄取和释放能力明显降低，导致兴奋-收缩耦联障 碍。其机制是:①肌浆网释放的Ca2+约占心肌收缩 总钙量的75%，过度肥大或衰竭的心肌细胞中,肌 浆网钙释放蛋白的含量或活性降低，Ca2+释放量 减少;②肌浆网Ca2+酶含量或活性降低，使肌浆网 摄取Ca2+减少，一方面胞质内不能迅速降低，使 心肌舒张延缓；另一方面造成肌浆网贮存的Ca2+ 量减少，供给心肌收缩的Ca2+不足,抑制心肌收缩 性。

(2)胞外Ca2+内流障碍:心肌收缩时胞质中的Ca2+除 大部分来自肌浆网外，尚有少量从细胞外经L型钙通 道内流。Ca2+内流在心肌收缩活动中起重要作用， 它不但可直接升高胞内Ca2+浓度，更主要的是触发 肌浆网释放Ca2+。长期心脏负荷过重或心肌缺血缺 氧时,都会出现细胞外Ca2+内流障碍,其机制为:①心 肌内去甲肾上腺素合成减少及消耗增多，导致去甲 肾上腺素含量下降;②过度肥大的心肌细胞上β肾上腺 索受体密度相对减少;③心肌细胞β肾上腺素受体对去 甲肾上腺素的敏感性降低，这些机制都使β肾上腺索 受体兴奋引起的L型钙通道磷酸化降低，细胞膜L型 钙通道开放减少，导致Ca2+内流受阻。此外,细胞外 液的K+与Ca2+在上有竞争作用，因此在高钾血症时 K+可阻止上Ca2+内流，导致胞内Ca2+浓度降低。

(3)肌钙蛋白与Ca2+结合障碍:心肌兴奋收缩耦联 的关键是Ca2+与肌钙蛋白C结合，它不但要求胞 质的Ca2+浓度迅速上升到足以启动收缩的阈值( 10 mo/L)，同时还要求肌钙蛋白活性正常,能迅速与 Ca2+结合，否则可导致兴奋-收缩耦联中断。各种 原因引起心肌细胞酸中毒时，由于H+与肌钙蛋白 的亲和力比Ca2+大,H+占据了肌钙蛋白上的Ca2+ 结合位点，此时即使胞质Ca2+浓度已上升到收缩 阈值，也无法与肌钙蛋白结合,心肌的兴奋-收缩耦 联因而受阻。酸中毒还可引起高钾血症,减少钙离 子内流;H+浓度升高使肌浆网中钙结合蛋白与 Ca2+亲和力增大，使肌浆网在心肌收缩时不能释 放足量的Ca2+。