负责人体胃肌起搏活动的机制

《The Journal of Physiology》：Mechanisms responsible for pacemaker activity in human gastric muscles

肥胖患者胃窦慢波起搏机制研究显示，纵向肌存在低频大振幅慢波，而肌间神经丛附近及环肌高频短波主导收缩。钙通道（T型、L型）、Ca2+诱导Ca2+释放、ANO1氯通道及逆向Na+/Ca2+交换共同调控慢波。

　　

摘要

本研究从接受垂直袖状胃切除术（VSG）的肥胖患者中获取了胃肌样本，这些患者没有其他基础疾病。采用定量电生理技术来研究胃窦肌肉中电慢波产生的离子机制。通过振动切片机制备薄肌肉切片，以观察肌层全层的电活动特征。研究发现存在两个不同的起搏区域：在靠近浆膜的纵肌（LM）中，出现幅度大、持续时间长的慢波；而在靠近肠系膜神经丛的肌肉及整个环形肌（CM）中，则记录到频率较高、持续时间较短的慢波。高频起搏区域主导了肌肉的活动，并产生了节律性收缩。慢波的上行去极化主要依赖于T型钙离子（Ca²⁺）通道，但Ca_V1.2和Ca_V1.3 L型通道也参与了这一过程。慢波上行过程中的钙离子内流似乎触发了钙离子依赖性的钙离子释放，这种释放可持续数秒，进而激活了钙离子激活的氯离子通道（ANO1）。钙离子的释放来源于肌浆网/内质网中的钙离子ATP酶（SERCA）储存库，IP₃和Ryanodine受体也参与了这一过程。为了在平台期维持ANO1通道的激活状态，细胞内钙离子浓度的升高依赖于L型钙离子通道的持续内流以及反向模式的Na⁺/Ca²⁺交换作用。通过ORAI介导的储存库操作性钙离子内流，钙离子储存得以长期维持。慢波的产生是胃蠕动节律性收缩的基础。因此，本研究提供了关于胃运动电生理机制的详细信息。

要点

• 目前对胃电生理学的认识主要基于动物研究和人类患者的细胞外记录。
• 仅通过细胞外记录很难确定起搏活动背后的离子机制。
• 通过定量细胞内微电极记录，发现人类胃窦中存在两个不同的起搏区域：纵肌中的大振幅、长持续时间、低频率慢波，以及靠近肠系膜神经丛和整个环形肌中的高频、短持续时间慢波。高频起搏区域主导了肌肉活动，并产生了节律性收缩。
• 起搏活动涉及一系列复杂的过程，包括：(i) 钙离子通过电压依赖性钙离子通道的内流；(ii) 来自肌浆网/内质网钙离子ATP酶储存库的钙离子释放；(iii) ANO1通道的激活；(iv) 通过反向模式运行的Na⁺/Ca²⁺交换器导致的细胞内钙离子浓度持续升高。

数据可用性声明

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