Lakatta E G, Spurgeon H A
J Physiol. 1980 Feb;299:337-52. doi: 10.1113/jphysiol.1980.sp013128.
对静态猫乳头肌进行刺激,使其在L(max)(产生力量最佳的长度)和0.85 L(max)时规律收缩。在每个长度下产生的力量增加(速率阶梯现象)被表征为指数函数。
当在2.5 mM的[Ca(2+)]的灌流液中以24次/分钟的频率从静止状态开始刺激时,23块肌肉中有16块在两个长度下力量产生均呈现双指数增加。L(max)处指数函数的系数比短长度处的系数大1.5 - 2倍,且这种长度差异非常显著。当将力量阶梯现象归一化到每个长度下达到的最大力量峰值时,在0.85 L(max)处达到峰值力量的25%、50%、75%和98%所需的搏动次数大约是L(max)处的两倍。
在给定长度下,力量阶梯现象:(1) 在12 - 60次/分钟的范围内依赖于搏动次数而非刺激频率;(2) 通过将灌流液[Ca(2+)]从1.0 mM增加到5.0 mM而加速;(3) 在异丙肾上腺素存在时加速;(4) 在DL - 维拉帕米存在时减慢。在整个灌流液[Ca(2+)]范围内以及所有24次/分钟及以上的刺激频率下,在0.85 L(max)处完成给定水平的归一化阶梯现象比在L(max)处需要更多的搏动次数。在维拉帕米存在时没有长度差异。这些数据表明跨肌膜Ca(2+)内流是力量阶梯现象动力学的重要决定因素,而后者的长度依赖性表明肌肉长度是跨肌膜Ca(2+)内流的重要决定因素。
额外研究的结果强化了这一结论,在这些研究中,当肌肉在稳定状态下搏动时,灌流液的[Ca(2+)]从1.0 mM突然增加到5.0 mM。由此产生的力量增加(Ca(2+)阶梯现象)由单指数函数描述,L(max)处的系数大于0.85 L(max)处的系数;当归一化到每个长度下两种[Ca(2+)]时的力量峰值差异时,在L(max)处达到给定水平的阶梯现象所需的搏动次数明显少于较短长度处。
这些数据提供了一种机制,部分解释了具有完整肌膜的心肌中兴奋 - 收缩偶联的长度依赖性。