基础研究显示有多种离子通道参与缺血性心脏病的发病机制,包括 L 型钙通道、T 型钙通道、ATP 敏感性钾通道、内向钠钾电流通道和晚钠电流通道。临床研究发现调控这些通道的功能可以改善心肌供血和心肌细胞代谢。本文对离子通道生物学研究作一简要论述,同时对不同离子通道阻滞剂缺血性心脏病治疗中的应用进行回顾总结,以期临床重视这类药物的研究和应用。
一、L 型钙通道和 L 型钙通道阻滞剂
钙通道阻滞剂 (CCB) 可与血管平滑肌细胞、心肌细胞、心脏结区组织 (窦房结和房室结) 的 L 型钙通道结合。1964 年 Fleckenstein 发现,L 型钙通道可调节肌细胞的钙内流,从而刺激平滑肌细胞和心肌细胞收缩。在心脏结区组织中。L 型钙通道对起搏电流发挥着重要作用。CCB 通过阻滞钙离子进入细胞内,引起血管平滑肌松弛 (血管舒张)、心肌收缩力降低(负性肌力)、心率减慢(负性频率) 和传导速度减慢(负性传导),对房室结的作用更为明显。临床已将 L 型钙通道阻滞剂广泛用于防治各种心血管疾病,包括心律失常(心房颤动伴快速心率)、血管痉挛(如冠状动脉痉挛)、高血压,特别是其长效制剂用于心脏舒张功能不全(由于其负性肌力及负性频率作用)、稳定性心绞痛、不稳定性心绞痛、心肌钝抑和心肌梗死(用于有明确指征的人群:如心房颤动、非 ST 段抬高型心肌梗死)。同时发现 L 型钙通道阻滞剂也可用于其他多种疾病的治疗,如雷诺病、食管痉挛、脑血管痉挛、偏头痛、特发性肺动脉高压、心脏停搏液的配制、控制动脉粥样硬化进展、延缓移植血管病变及治疗移植后高血压。
二、T 型钙通道及 T 型钙通道阻滞剂米贝地尔
T 型钙通道是一种电压门控型钙通道。T 代表短暂.意指通道开放时间很短。通道开放时 Ca2+ 内流,细胞内 Ca2+ 浓度增加,导致膜去极化。T 型钙通道为低阈电压激活型钙通道,可被米贝地尔阻断,主要分布于血管平滑肌、心肌传导系统,而在心室肌中几乎不存在。值得注意的是米贝地尔这种 CCB 可同时阻滞 T 型钙通道和 L 型钙通道。因其容易发生严重的药物相互作用,如增加其他 CCB、β受体阻滞剂、地高辛、环孢霉素、辛伐他汀及他克莫斯的血药浓度,该药已撤出市场。
三、ATP 敏感性钾通道和尼可地尔
尼可地尔能够激活 ATP 敏感性钾通道,使血管平滑肌松弛,在静脉系统中此作用更明显。除了激活 ATP 敏感性钾通道外,也可协同一氧化氮激活胞质中鸟苷酸环化酶,使环鸟苷酸水平增高,从而扩张动脉和静脉。因其选择性作用于血管钾通道,故不影响心脏收缩及传导。
四、If 电流和 If 通道阻滞剂依伐布雷定
“funny”电流是一种混合的内向钠.钾电流。于舒张期超极化阶段缓慢激活。“funny”电流或称起搏电流在心脏自发兴奋组织中高表达,如窦房结、房室结及浦肯野纤维传导组织,而分布于窦房结的 If 电流通过自身电起搏活动控制心率。故 If 通道可作为控制心率的天然药物靶点。依伐布雷定是第一个选择性作用于窦房结 If 通道的抑制剂,可减慢心率、降低心肌耗氧量,而不影响心肌收缩力和心脏内传导。依伐布雷定主要用于有禁忌证或不耐受 B 受体阻滞剂、窦性心率的慢性稳定性心绞痛患者。目前,两项相关 I 临床试验已完成,一个是“Beautiful”研究,主要针对慢性心绞痛患者,另一个是“Shift”研究。主要针对慢性心力衰竭患者。
五、晚钠电流、晚钠通道和雷诺嗪
在心肌细胞中,相对于快钠电流,晚钠电流只占很小比例.但它存在于整个动作电位中,并参与了每个心动周期中细胞内钠负荷形成。目前有关心肌缺血细胞水平的假说认为,心肌缺血时细胞钠离子通道受损,致使晚钠电流病理性增加.细胞内钠超载,进而通过钠钙交换最终导致细胞内钙超载。钙超载导致室壁应力增加.心脏舒张功能受损,增加心肌耗氧量,降低心肌血流量及心肌氧供,减少徼血管灌注,加重心肌缺血缺氧和心绞痛的发作。2006 年 2 月,美国批准雷诺嗪用于慢性稳定性心绞痛的治疗。理论上,雷诺嗪主要是通过抑制心肌细胞的晚钠电流而实现其抗心绞痛作用。因此,晚钠电流的减少被认为可能对治疗有益,特别在钠.钙超载为主要特征的心肌缺血患者中。本药对冠状动脉血流量、心率、血压、静脉回流及心肌收缩力的影响几乎可以忽略,可与其他常用治疗心肌缺血的药物合用,如 B 受体阻滞剂、二氢吡啶类钙拮抗剂、非二氢吡啶类钙拮抗剂及硝酸酯类药物。
总之,L 型钙通道阻滞剂不仅可用于心血管疾病的治疗,也可安全有效的用于其他多种疾病的治疗。T 型钙通道阻滞剂可有效治疗缺血性心脏病,但因其抑制细胞色素酶系统而产生多种药物相互作用,在美国禁止使用。尼可地尔可激活钾通道并协同一氧化氮激活胞质中鸟苷酸环化酶,使环鸟苷酸水平增高,从而扩张动脉和静脉。尼可地尔在美国未上市。If(funny current) 通道阻滞剂对伴有慢性稳定性心绞痛的缺血性心脏病患者及心力衰竭患者有效。但目前在美国未上市。晚钠通道阻滞剂在急性冠状动脉综合征患者中使用是安全的,并能安全有效治疗稳定性缺血性心脏病患者,对一些心律失常的患者也可能有效。
基础研究显示有多种离子通道参与缺血性心脏病的发病机制,包括 L 型钙通道、T 型钙通道、ATP 敏感性钾通道、内向钠钾电流通道和晚钠电流通道。临床研究发现调控这些通道的功能可以改善心肌供血和心肌细胞代谢。本文对离子通道生物学研究作一简要论述,同时对不同离子通道阻滞剂缺血性心脏病治疗中的应用进行回顾总结,以期临床重视这类药物的研究和应用。
一、L 型钙通道和 L 型钙通道阻滞剂
钙通道阻滞剂 (CCB) 可与血管平滑肌细胞、心肌细胞、心脏结区组织 (窦房结和房室结) 的 L 型钙通道结合。1964 年 Fleckenstein 发现,L 型钙通道可调节肌细胞的钙内流,从而刺激平滑肌细胞和心肌细胞收缩。在心脏结区组织中。L 型钙通道对起搏电流发挥着重要作用。CCB 通过阻滞钙离子进入细胞内,引起血管平滑肌松弛 (血管舒张)、心肌收缩力降低(负性肌力)、心率减慢(负性频率) 和传导速度减慢(负性传导),对房室结的作用更为明显。临床已将 L 型钙通道阻滞剂广泛用于防治各种心血管疾病,包括心律失常(心房颤动伴快速心率)、血管痉挛(如冠状动脉痉挛)、高血压,特别是其长效制剂用于心脏舒张功能不全(由于其负性肌力及负性频率作用)、稳定性心绞痛、不稳定性心绞痛、心肌钝抑和心肌梗死(用于有明确指征的人群:如心房颤动、非 ST 段抬高型心肌梗死)。同时发现 L 型钙通道阻滞剂也可用于其他多种疾病的治疗,如雷诺病、食管痉挛、脑血管痉挛、偏头痛、特发性肺动脉高压、心脏停搏液的配制、控制动脉粥样硬化进展、延缓移植血管病变及治疗移植后高血压。
二、T 型钙通道及 T 型钙通道阻滞剂米贝地尔
T 型钙通道是一种电压门控型钙通道。T 代表短暂.意指通道开放时间很短。通道开放时 Ca2+ 内流,细胞内 Ca2+ 浓度增加,导致膜去极化。T 型钙通道为低阈电压激活型钙通道,可被米贝地尔阻断,主要分布于血管平滑肌、心肌传导系统,而在心室肌中几乎不存在。值得注意的是米贝地尔这种 CCB 可同时阻滞 T 型钙通道和 L 型钙通道。因其容易发生严重的药物相互作用,如增加其他 CCB、β受体阻滞剂、地高辛、环孢霉素、辛伐他汀及他克莫斯的血药浓度,该药已撤出市场。
三、ATP 敏感性钾通道和尼可地尔
尼可地尔能够激活 ATP 敏感性钾通道,使血管平滑肌松弛,在静脉系统中此作用更明显。除了激活 ATP 敏感性钾通道外,也可协同一氧化氮激活胞质中鸟苷酸环化酶,使环鸟苷酸水平增高,从而扩张动脉和静脉。因其选择性作用于血管钾通道,故不影响心脏收缩及传导。
四、If 电流和 If 通道阻滞剂依伐布雷定
“funny”电流是一种混合的内向钠.钾电流。于舒张期超极化阶段缓慢激活。“funny”电流或称起搏电流在心脏自发兴奋组织中高表达,如窦房结、房室结及浦肯野纤维传导组织,而分布于窦房结的 If 电流通过自身电起搏活动控制心率。故 If 通道可作为控制心率的天然药物靶点。依伐布雷定是第一个选择性作用于窦房结 If 通道的抑制剂,可减慢心率、降低心肌耗氧量,而不影响心肌收缩力和心脏内传导。依伐布雷定主要用于有禁忌证或不耐受 B 受体阻滞剂、窦性心率的慢性稳定性心绞痛患者。目前,两项相关 I 临床试验已完成,一个是“Beautiful”研究,主要针对慢性心绞痛患者,另一个是“Shift”研究。主要针对慢性心力衰竭患者。
五、晚钠电流、晚钠通道和雷诺嗪
在心肌细胞中,相对于快钠电流,晚钠电流只占很小比例.但它存在于整个动作电位中,并参与了每个心动周期中细胞内钠负荷形成。目前有关心肌缺血细胞水平的假说认为,心肌缺血时细胞钠离子通道受损,致使晚钠电流病理性增加.细胞内钠超载,进而通过钠钙交换最终导致细胞内钙超载。钙超载导致室壁应力增加.心脏舒张功能受损,增加心肌耗氧量,降低心肌血流量及心肌氧供,减少徼血管灌注,加重心肌缺血缺氧和心绞痛的发作。2006 年 2 月,美国批准雷诺嗪用于慢性稳定性心绞痛的治疗。理论上,雷诺嗪主要是通过抑制心肌细胞的晚钠电流而实现其抗心绞痛作用。因此,晚钠电流的减少被认为可能对治疗有益,特别在钠.钙超载为主要特征的心肌缺血患者中。本药对冠状动脉血流量、心率、血压、静脉回流及心肌收缩力的影响几乎可以忽略,可与其他常用治疗心肌缺血的药物合用,如 B 受体阻滞剂、二氢吡啶类钙拮抗剂、非二氢吡啶类钙拮抗剂及硝酸酯类药物。
总之,L 型钙通道阻滞剂不仅可用于心血管疾病的治疗,也可安全有效的用于其他多种疾病的治疗。T 型钙通道阻滞剂可有效治疗缺血性心脏病,但因其抑制细胞色素酶系统而产生多种药物相互作用,在美国禁止使用。尼可地尔可激活钾通道并协同一氧化氮激活胞质中鸟苷酸环化酶,使环鸟苷酸水平增高,从而扩张动脉和静脉。尼可地尔在美国未上市。If(funny current) 通道阻滞剂对伴有慢性稳定性心绞痛的缺血性心脏病患者及心力衰竭患者有效。但目前在美国未上市。晚钠通道阻滞剂在急性冠状动脉综合征患者中使用是安全的,并能安全有效治疗稳定性缺血性心脏病患者,对一些心律失常的患者也可能有效。