镉纳米颗粒与可溶性镉对心脏毒性的分子机制：基于心腔特异性差异的研究

本研究针对环境污染物镉（Cd）对心脏的毒性差异问题，通过对比CdO纳米颗粒（CdNP）与CdCl2对心房、左右心室肌球蛋白动力学的影响，首次揭示CdNP在更低剂量下诱发更显著的心房功能抑制，且对右心室产生与可溶性镉相反的调控效应，为镉相关心血管疾病防治提供分子靶点。

　　

镉作为环境中广泛存在的污染物，其心血管毒性一直是公共卫生领域的重大关切。尽管已知镉暴露与高血压、动脉粥样硬化等疾病相关，但不同化学形态（纳米颗粒vs可溶性盐）对心脏各腔室分子机制的差异仍不明确。更令人困惑的是，既往研究发现可溶性CdCl₂竟能提升右心室肌球蛋白活性，而CdO纳米颗粒却产生抑制效应——这种矛盾现象亟待破解。为此，俄罗斯科学院乌拉尔分院免疫生理研究所（Institute of Immunology and Physiology UB RAS）的研究团队在《Food and Chemical Toxicology》发表研究，通过精细的离体实验揭示了镉毒性的"心腔特异性"奥秘。

研究采用6周腹腔注射建立大鼠模型，运用肌动球蛋白体外滑动速度测定、凝胶电泳分析等技术，重点检测了肌球蛋白重链（MHC）亚型转换、调节轻链（MLC 2）磷酸化等关键指标。其中，独创性的"pCa-速度关系"分析技术精准量化了钙离子浓度对收缩蛋白功能的调控。

【Sliding velocity of actin filaments over myosin】
• 心房肌球蛋白：CdCl₂和Cd_NP均使肌动蛋白滑动速度降低19%（p<0.05），且Cd_NP仅需CdCl₂ 60%剂量即达到同等抑制效果
• 右心室肌球蛋白：CdCl₂组速度提升9%（p<0.05），而Cd_NP组反降12%（p<0.05），呈现"剪刀差"效应
• 左心室肌球蛋白：两种镉形态均未引起显著改变

【Cadmium intoxication verification】
血镉检测证实模型有效性，且Cd_NP组心肌镉蓄积量显著高于CdCl₂组，提示纳米颗粒更强的生物富集性。

研究最终阐明：CdCl₂通过促进右心室α-MHC表达增强收缩活性，而Cd_NP则诱导β-MHC主导的慢收缩表型；心房则因MLC 2磷酸化抑制成为镉毒性的"共同靶点"。这一发现不仅解释了既往研究矛盾，更警示纳米镉可能通过"双重打击"机制（抑制心房功能+恶化右心室顺应性）诱发更严重的心功能障碍。该成果为开发心腔特异性解毒策略提供了分子靶点，尤其对职业性镉暴露人群的心血管风险评估具有重要指导价值。