摘要
背景:
线粒体钙离子(Ca²⁺)通过在工作负荷增加期间刺激三羧酸循环,是心脏能量代谢的关键调节因子。心房颤动(AF)与胞质Ca²⁺瞬变幅度降低相关,但其对心房颤动患者线粒体Ca²⁺处理和细胞氧化还原状态的影响尚未得到充分研究。
方法:
采用贴片钳刺激和β-肾上腺素能刺激(异丙肾上腺素)对患者右心房活检分离的心肌细胞进行工作负荷转换。同时,使用落射荧光显微镜监测NAD(P)H/黄素腺嘌呤二核苷酸自荧光、胞质和线粒体[Ca²⁺]。使用电子断层扫描和受激发射损耗显微镜对肌浆网和线粒体进行成像。研究了线粒体Ca²⁺摄取增强剂依折麦布对心房肌细胞致心律失常活性和患者心房颤动负担的影响。
结果:
心房颤动患者在工作负荷增加期间的线粒体Ca²⁺累积减弱,并与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸再生受损相关。纳米级成像显示肌浆网和线粒体的空间排列紊乱,这与微管不稳定有关。在人诱导多能干细胞衍生的心肌细胞中得到了证实,在这些细胞中诺考达唑处理使线粒体移位并增加致心律失常的Ca²⁺火花,而MitoTEMPO可以挽救这一现象。依折麦布也减少了心房颤动心肌细胞和诺考达唑处理的人诱导多能干细胞衍生的心脏细胞中致心律失常Ca²⁺释放事件的发生。回顾性患者分析还显示,接受依折麦布治疗的患者心房颤动负担降低。
结论:
心房颤动患者的心房肌细胞中线粒体Ca²⁺摄取和累积功能受损。由微管不稳定导致的肌浆网和线粒体之间空间关系紊乱可能是心房颤动中Ca²⁺转移受损的基础。增强线粒体Ca²⁺摄取可能有助于防止致心律失常事件的发生。
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