Itoh T, Kuriyama H, Suzuki H
J Physiol. 1981 Dec;321:513-35. doi: 10.1113/jphysiol.1981.sp014000.
运用完整的和化学去皮的豚鼠肠系膜动脉平滑肌细胞,研究其兴奋 - 收缩偶联机制。
完整平滑肌的平均膜电位为 -65.8±2.4 mV。它处于电静息状态。咖啡因(5 mM)、普鲁卡因(>1 mM)和四乙铵(>1 mM)使膜去极化,增加膜电阻,且在此情况下,外向电流脉冲可诱发具有超射的动作电位。在缺钠溶液中仍可观察到这些电位变化,但在3 mM - 氯化锰存在时则被消除。
咖啡因(5 mM)和四乙铵(1 mM)可使完整肌肉产生收缩,此收缩可被普鲁卡因(5 - 10 mM)抑制。即使长时间暴露于无钙溶液(含2 mM - 乙二醇双乙醚二胺四乙酸)后,咖啡因(5 mM)仍可继续产生收缩,且此收缩可被普鲁卡因(5 mM)抑制。另一方面,钾诱导的收缩在无钙环境中迅速消失。
在存在河豚毒素(10⁻⁷M)的情况下进行电刺激(1秒)可诱发收缩。咖啡因(5 mM)和四乙铵(5 mM)增强收缩,但普鲁卡因(5 mM)抑制收缩。
通过向松弛溶液中添加50 μg/ml的皂角苷制备化学去皮的平滑肌细胞。在去皮肌肉细胞中诱发收缩所需的游离钙的最低浓度为1 - 2×⁻⁷M,最大收缩在10⁻⁵M时产生。当钙被锶取代时,上述关系也向右移动(钙的半数有效浓度为4.4×10⁻⁷M,锶的为1.5×10⁻⁵M)。用高浓度的咖啡因和普鲁卡因处理对pCa -张力关系无影响。
咖啡因可使预先加载钙的去皮肌肉细胞产生收缩,且此收缩可被普鲁卡因(5 - 10 mM)显著抑制。
在去皮肌肉中,通过在松弛溶液中用胆碱(116 mM)取代钾使内膜去极化可产生收缩,但其幅度远小于咖啡因诱导的收缩。
在去皮肌肉中观察了咖啡因诱导的收缩幅度与在各种钙浓度下预孵育时间的关系。产生后续咖啡因诱导收缩所需的钙的最低浓度本身低于收缩阈值。结果还表明,钙诱导的钙释放机制似乎会改变在超过3×10⁻⁷M游离钙中预孵育所储存的钙量。
当根据预孵育钙后在无钙溶液中诱发的咖啡因诱导收缩来估计完整细胞中储存的钙量时,与普鲁卡因同时施加的钙会增加,而与咖啡因同时施加的钙会减少细胞中储存的钙。在2.5 mM - [Ca]ₒ中与1 mM - 普鲁卡因预孵育5分钟后,随后在无钙溶液(2分钟)中产生的咖啡因诱导收缩(5 mM)的幅度与在118 mM - [K]ₒ中观察到的幅度大致相同。
这些结果支持以下观点:肠系膜动脉中的兴奋 - 收缩偶联机制可能如下;在肌质膜产生的钙内向电流可能不会直接提供激活收缩蛋白钙受体所需的游离钙,但携带内向电流的钙可能首先被隔离在细胞内并激活一种钙释放机制,进而导致收缩。