乙醛引起的与细胞内钙循环紊乱密切相关的心脏毒性作用分子、细胞机制的研究

酒精性心肌症(Alcoholic cardiomyopathy,ACM)是一种由于长期大量饮酒所引起的非常严重的扩大性的非缺血性心脏损伤,严重的威胁到了人们的生命安全。但是到目前其确切的发病机理尚不清楚。近年来研究所提供的实验证据提示我们,乙醛(Acetaldehyde, ACA)作为酒精在体内的第一个氧化代谢产物在酒精性心肌症的发病过程中可能起到了重要的作用。我们的实验从在体、离体和细胞水平观察了乙醛对大鼠心脏的毒性作用,进而为研究乙醛在酒精性心肌症发病过程中所起到的作用提供实验室依据。我们的实验观测了乙醛对大鼠心电图,以及对在体和离体的心肌力学指标的影响作用。此外,我们还应用了膜片钳和离子成像技术观察了乙醛对心肌细胞内Ca2+离子浓度和细胞膜L-型Ca2+离子通道电流的作用。再有,我们还运用了RT-PCR和Western-Bloting等分子生物学技术观察了乙醛引起的几种主要的心肌细胞钙调控蛋白表达量的改变。我们的实验结果表明,乙醛120mg/kg腹腔注射能够明显的改变大鼠的心肌力学指标和心电图指标。左心室舒张末期压由正常的0.088±0.0472kPa被升高到0.479±0.216kPa,同时心电图的ST段也由正常对照组的0.020±0.005mV升高到0.077±0.025mV。30mM乙醛能够显著的抑制离体的心脏收缩功能,同时它又能够明显的升高心室肌细胞内的钙离子浓度。我们通过使用阻断剂发现,乙醛使细胞内钙浓度升高的作用与PKA和PKC介导的信号通路有关。此外,乙醛还能有效的抑制心肌细胞膜L-型Ca2+离子通道电流。再有,我们通过RT-PCR和Western-Bloting实验发现乙醛能够改变几种关键的钙调控蛋白的表达量,例如乙醛能够增加Na+/Ca2+交换蛋白(NCX)和L-型钙通道蛋白(CaV1.2)的表达,同时又能够抑制肌浆网钙泵蛋白SERCA2α亚基的表达。我们的实验首次系统全面的评价了乙醛对大鼠心脏的毒性作用。在体和离体的实验结果提示我们,乙醛对心脏有很强的直接毒性作用,并且这种毒性作用呈现一种负性肌力效应。此外,乙醛又能使细胞内钙浓度明显升高,并改变钙调控蛋白的表达,因而造成了细胞内钙循环紊乱。这又提示我们,乙醛的负性肌力效应可能与钙循环紊乱有着密切的关联。