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目的:烧伤后胃肠动力障碍可导致细菌/内毒素移位,目前被认为是多器官功能障碍综合征(MODS)的始动机制之一。钙激活钾通道(KCa)是胃肠道平滑肌上重要的外向电流通道,在调节细胞膜电位的变化上起关键的作用,是调节胃肠平滑肌动力系统的重要负反馈装置。本实验研究内毒素、烧伤血清对豚鼠结肠带平滑肌细胞KCa的影响,旨在探讨烧伤后发生胃肠动力障碍的分子电生理机制。
方法:取健康豚鼠结肠带平滑肌组织,经急性酶分离方法获得单个结肠带平滑肌细胞,利用膜片钳单通道记录技术,分别在细胞贴附式膜片及内面向外式膜片上记录内毒素(LPS)及烧伤血清(豚鼠烫伤深Ⅱ°30%,12小时后取血离心制备)对KCa的平均开放概率(Po)、平均开放时间(To)、平均关闭时间(Tc)及电流幅值(Am)的影响,结果采用专用软件进行采样和分析。
结果:1.在对称性高钾溶液中,内面向外式膜片上,豚鼠结肠带平滑肌细胞上存在一电导值为270.8±7.5pS(n=5)的外向电流通道,随着膜去极化及胞内游离钙离子浓度增加,通道开放概率增加,该通道可被胞外较低浓度的TEA+(1mmol·L-1)所阻断,而在膜内面较高浓度的TEA+(40mmol·L-1)亦对该通道无阻断作用。2.内毒素对KCa的影响:采用对称性高钾溶液,浴液中不加钙离子,膜电位为+30mV,在细胞贴附式膜片上,40μg·ml-1以上LPS对KCa具有明显激活作用(P<0.05),通道开放概率显著增加,平均关闭时间明显缩短,平均开放时间虽有增加,但无统计学显著差异,电流幅值在加LPS前后无明显变化;在内面向外式膜片上,同样40μg·ml-1以上LPS对对KCa具有明显激活作用(P<0.05),通道开放概率显著增加,平均关闭时间明显缩短的同时平均开放时间明显增加,电流幅值在加LPS前后无明显变化。用不含LPS的浴液灌流后通道开放概率不能降回加样前水平,表明LPS对平滑肌上的KCa有不可逆作用。3.烧伤血清对KCa的影响:采用对称性高钾溶液,浴液中无钙离子,在细胞贴附式膜片和内面向外式膜片上,10%烧伤血清对KCa均有激活作用,而对照组正常血清在两种膜片上均无激活作用。
结论:在急性酶分离的豚鼠结肠带平滑肌细胞上,内毒素在细胞膜外和膜内均能显著激活KCa,且具有一定的浓度依赖性,无明显可逆性,烧伤血清同样在两种膜片上具有激活KCa作用,证明烧伤后内毒素血症可通过激活KCa而对肠道的蠕动功能产生抑制作用。