单个心肌细胞之间的电信号调节心跳

研究人员提供了心脏中电脉冲如何在细胞间传递的最新信息。形成低电阻通路和促进电流流动的细胞之间的连接称为缝隙连接。每一个通道都由许多通道组成，当一个细胞的特定蛋白质与另一个细胞的蛋白质对接并融合时形成。科学家们深入研究了缝隙连接及其组成蛋白质的特性。

　　

在AIP出版的《生物物理学评论》上，来自哈佛医学院的研究人员提供了关于心脏电脉冲如何在细胞间传递的最新进展。

功能正常的心脏收缩，把血液泵到身体和肺部。心脏内的起搏器就像一个电子钟，发出信号告诉心脏何时收缩。整个肌肉一起运动，因为每一个单独的细胞在很短的时间间隔内以协调的方式收缩。

为此，起搏器发出的最初的电脉冲会迅速传遍整个心脏的细胞。

“如果一个细胞受到电刺激而另一个没有，被刺激的细胞内部会带正电荷，而静止的细胞内部仍然带负电荷。因此，电池之间就会产生一个电压梯度，”作者André Kléber说。“如果你有一个电压梯度和一个低电阻的通道，一个局部电流就会流动。”

形成低电阻通路和促进电流流动的细胞之间的连接称为缝隙连接。每一个都由许多通道组成，当来自一个细胞的特定蛋白质与来自另一个细胞的蛋白质对接并融合时，这些通道就形成了。Kléber说融合的蛋白质看起来就像把你一只手的指尖放到另一只手的手指上。

科学家们深入研究了缝隙连接及其组成蛋白质的特性，即所谓的连接蛋白。Kléber表示，间隙结通道有趣的一个原因是，它们是一个高度动态的平衡系统。通道的创造或合成等于破坏。

“营业额非常短，”他说。“一方面，这个系统在你的一生中是非常稳定的。另一方面，如果你测量它，它会在几个小时内不断循环。”

缝隙连接中发现的蛋白质对于与细胞-细胞连接不直接相关的过程很重要，比如产生能量的线粒体功能，以及将分子从合成位点运输到细胞内部的作用位点的运输。

“你必须避免这样一种观点，即如果你定义了蛋白质在身体中的作用，那么它只有一种功能，”Kléber说。“大自然比人类聪明得多。”

Journal Reference:

1. André G. Kléber, Qianru Jin. Coupling between cardiac cells—An important determinant of electrical impulse propagation and arrhythmogenesis. Biophysics Reviews, 2021; 2 (3): 031301 DOI: 10.1063/5.0050192