三方面因素决定着心肌收缩过程,它们是收缩蛋白及其调节蛋白;物质化谢与能量供应;兴奋-收缩偶联的关键物质Ca2+。已证明强心甙对前二方面并无直接影响,却能增加兴奋时心肌细胞内Ca2+量,并认为这是强心甙正性肌力作用的基本机制。
从原发作用部位的亚细胞或分子结构看,强心甙只与细胞膜上Na+-K+-ATP酶相结合并抑制之。已认为Na+-K+-ATP酶就是强心甙的受体,它是一个二聚体,由α和β亚单位组成。α亚单位是催化亚单位,贯穿膜内外两侧,分子量112000D,约含1021个氨基酸残基。β亚单位是一糖蛋白,分子量约35 000D,可能与α亚单位的稳定性有关。
现知α亚单位有8个疏水性跨膜α-螺旋段,H1~H8,分属于N端和C端1/3,所余中央1/3则折叠成巨大的胞溶部结构域,其中包含ATP结合水解部位501位赖氨酸,ATP水解成的磷酸则结合于369位天冬氨酸。
强心甙与酶的结合位点,曾认为在N端H1-H2间的胞外袢上,但未能最后确定,仅知此胞外袢能影响结合过程中的构象变化,使酶活性下降。体内条件下,治疗量强心甙抑制Na+-K+-ATP酶活性约20%,使钠泵失灵,结果是细胞内Na+量增多,K+量减少。胞内Na+量增多后,再通过Na+-Ca2+双向交换机制,或使Na+内流减少,Ca2+外流减少,或使Na+外流增加,Ca2+内流增加。对Ca2+而言,结果是细胞内Ca2+量增加,肌浆网摄取Ca2+也增加,储存增多。另也证实,细胞内Ca2+少量增加时,还能增强Ca2+离子流,使每一动作电位2相内流的Ca2+增多,此Ca2+又能促使肌浆网释放出Ca2+,即“以钙释钙”的过程。这样,在强心甙作用下,心肌细胞内可利用的Ca2+量增加,使收缩加强。
在多种条件下,强心甙的正性肌力与Na+-K+-ATP酶的抑制之间显示了平行关系:如细胞内Na+增加,能使两种作用的发生速率都加快;细胞外K+增加则降低两作用的发生速率;减少细胞外K+使两种作用都能延长;另见强心甙对不同种类动物的这两种作用在强度上也有差异,然二种作用的差异也是相符的。这些平行关系为上述作用机制提供了有力气的支持。
中毒量强心甙严重抑制Na+-K+-ATP酶,使细胞内Na+、Ca2+大量增加,也使细胞内K+量明显减少,后者导致心细胞自律性增高,传导减慢,容易引起心律失常。
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