ClC—2氯離子通道在心臟起搏活動中的作用研究進展

摘 要：該文對于ClC-2內向整流氯離子通道在心臟起搏活動中的作用進行綜述，該通道在心臟起搏活動產生及調節中發揮重要作用，并在竇房結功能異常等心律失常的機制探討及治療中具有重要意義。

關鍵詞：ClC-2氯離子通道 心臟 竇房結 起搏活動

中圖分類號：R541.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（c）-0025-01

近半個世紀以來，以氯離子通道（chloride channels）為代表的心臟陰離子通道研究相對滯后[1]，其中，由ClC電壓門控Cl-通道基因家族ClC-2編碼[2]的超級化細胞腫脹激活內向整流Cl-電流（inwardly rectifying Cl- current， ICl，ir）在心臟起搏活動中的作用更是有待深入研究與探討[3]。

1 內向整流Cl-電流及ClC-2氯離子通道

在阻斷內向整流陽離子通道條件下，ICl，ir在細胞膜超級化時激活（-40至-140mV）；在等滲狀態下，該電流以雙指數時程活化減慢；低滲狀態下細胞膨脹可加速該電流活化并增加電流幅度；高滲條件下則導致細胞收縮從而阻斷電流。細胞酸中毒（細胞外pH值由7.4降至6.5）可增加ICl，ir，這可能構成酸中毒誘發靜息期膜電位去極化的離子基礎，而ICl，ir可被9-蒽羧酸和鎘阻斷。

ClC-2通道攜帶的ICl，ir在基礎或等滲條件下密度較小，在低滲狀態細胞腫脹、膜電位超級化及酸中毒等條件下可被激活，并具有內向整流I-V關系。ClC-2最初是由大鼠心臟和大腦克隆，ClC-2 cDNA的表達可產生一種超級化激活內向整流Cl-電流，該電流對于細胞容積及細胞外pH值的變化非常敏感，豚鼠和小鼠心肌細胞ICl，ir的特性也與由ClC-2 Cl-通道攜帶的電流一致，隨后的相關研究也為ClC-2編碼ICl，ir及心臟中ClC-2剪接體的表達提供證據[2]。

由ClC-2通道攜帶的ICl，ir可能與陽性起搏電流（If）具有相似的組織分布特征，并在竇房結（sinoatrial node，SAN）及房室結區域的電生理活動中具有重要作用[3]。Huang等[2]研究發現，ICl，ir在豚鼠SAN細胞中表達。豚鼠SAN細胞ICl，ir在細胞膜超級化及低滲條件下激活并具有較強的內向整流性，其翻轉電位接近ECl并可被Cd2+阻斷。此外，進行anti-ClC-2 Ab透析可抑制ICl，ir，而對于If、ICa，L、IKs和ICl，vol無抑制作用，上述結果提示ClC-2不僅構成心房和心室肌細胞，而且也是構成SAN細胞內源性Cl，ir通道的重要基因，并在調節心臟起搏活動中具有重要作用。

生理條件下，心肌細胞ECl為-65至-35mV，這與SAN細胞的最大舒張電位非常接近，與If及其它陽離子通道的相比，ICl，ir對于SAN細胞動作電位的影響更為獨特和復雜。當膜電位低于ECl時，內向整流Cl-通道開放引導外向電流（Cl-內流），這可能引起最大舒張電位去極化并增加舒張期去極化（diastolic depolarization， DDs）。因此，在膜電位接近最大舒張電位時活化的較小瞬時ICl，ir和膜電位低于最大舒張電位時活化的較大時間依賴性ICl，ir均可對SAN細胞動作電位4期自動去極化產生重要影響。當膜電位高于ECl時，內向整流Cl-通道開放引導內向電流（Cl-外流）從而引起膜電位（可能包括最大舒張電位）更負，但Cl，ir通道內向整流的特性可能會減少外向電流的幅度并限制其對復極和動作電位時程的影響，進而引起ECl的改變。

在離體SAN細胞中，通過吸管灌流anti-ClC-2 Ab 20min抑制ICl，ir后可引起低滲壓力誘導DDs增加的減弱，并減少低滲狀態下MDP、APA、APD90和CL，這提示低滲條件下，ICl，ir可能在SAN細胞舒張期去極化調節和自發動作電位速率調節中具有重要作用。在體實驗研究發現，選擇性去活化ClC-2通道（Clcn2-/-）可引起心率的減少，這一現象在運動狀態下更為明顯。與Clcn2+/+和Clcn2+/-小鼠相比，Clcn2-/-小鼠的安靜心率減慢但并無明顯統計學差異，這可能是由于基礎狀態下經由ClC-2通道的ICl，ir相對較小。然而，在急性運動狀態下，Clcn2-/-小鼠的最大心率明顯低于Clcn2+/+和Clcn2+/-小鼠，這提示ClC-2通道參與運動狀態下心臟的變時效應。由β-刺激誘導PKA磷酸化激活ClC-2通道可能在運動狀態下心率的調節中發揮重要作用。

2 結語

ClC-2氯離子通道對于細胞外H+和細胞容積變化較為敏感，該通道通透性的增加可能成為細胞缺血缺氧導致酸中毒以及細胞容積變化等狀態下電生理變化及致心律失常的重要原因，尤其對于竇房結功紊亂及病態竇房結綜合征類心律失常機制的探討具有重要作用。此外，ClC-2通道藥物靶向治療可能產生抗心律失常作用，因此，ClC-2氯離子通道對于心律失常、缺血再灌注及充血性心力衰竭等類型的心臟疾病具有重要的臨床意義[4]。

參考文獻

[1]Duan D.Phenomics of cardiac chloride channels：the systematic study of chloride channel function in the heart[J].J Physiol.2009，587（10）：2163-77.

[2]Huang ZM，Prasad C，Britton FC，et al.Functional role of CLC-2 chloride inward rectifier channels in cardiac sinoatrial nodal pacemaker cells[J].J Mol Cell Cardiol.2009，47（1）：121-32.

[3]Duan DD.Phenomics of cardiac chloride channels[J]. Comprehensive Physiology. 2013，3（2）：667-92.

[4]Zhang YP，Zhang H，Duan DD.Chloride channels in stroke[J].Acta Pharmacol Sin. 2013，34（1）：17-23.