前言：
维拉帕米是一种常用的钙通道阻滞剂。1962年，维拉帕米在临床上用作冠脉扩张剂，近年来用于治疗高血压、心绞痛、心律失常等。值得注意的是维拉帕米在新生儿和婴儿的禁忌症，因为它有引起低血压或慢速心律失常的风险。
关键词：
维拉帕米、 L型钙通道(Cav1.2)、 心脏电生理
背景：
在心脏中，L型Ca2+通道电流(ICaL)在心室的兴奋-收缩耦合和窦房结、房室结的自发活动中起着至关重要的作用。目前，在临床用于治疗快速性心律失常和高血压疾病的有三种结构不同的L型Ca2+通道拮抗剂，即二氢吡啶类、苯噻嗪类和苯烷基胺类。苯烷基胺类维拉帕米可有效治疗成人阵发性室上性心动过速和某些形式的室性心动过速。但在新生儿和婴儿静脉注射维拉帕米时具有严重低血压或心动过缓的风险。相反，二氢吡啶类（硝苯地平和依拉地平）和苯噻嗪类地尔硫卓可以在临床安全地用于新生儿和婴儿，不会引起明显的低血压。目前尚不清楚心脏L型Ca2+通道电流(ICaL)对维拉帕米作用效果的敏感性是否存在年龄依赖性的差异。本研究采用全细胞膜片钳技术检测不同年龄段小鼠心室肌细胞ICaL对三类结构不同的L型Ca2+通道拮抗剂抑制的敏感性。
方法：
由于小鼠通常在出生后21天左右断奶，所以假设，出生后第0天小鼠对应人类的新生儿；第7天、第14天和第21天的小鼠对应于婴儿；第28天小鼠对应儿童，10-15周小鼠对应成年。分离不同年龄段的小鼠心肌细胞，采用全细胞膜片钳技术，记录维拉帕米(10-1000 nM)、硝苯地平(1-100 nM)和地尔硫卓(10-1000 nM)对不同年龄段小鼠心室肌细胞ICaL的影响。
结果：
产后第0天和第10-15周心室肌细胞的ICaL电流密度最大幅值均是在-10或0 mV时显示。出生后小鼠发育过程中，ICaL激活的电压依赖性没有明显变化。然而，在发育过程中，最大振幅从第0天的4.8±0.9 pA/pF逐渐增加到10-15周的11.0±2.2 pA/pF。
维拉帕米(100 nM)在所有发育阶段都能降低ICaL，然而，在年轻阶段似乎比在老年阶段作用更强。第0、7、14、21天小于第28天和10-15周心室肌细胞的半数抑制浓度（IC50值）。但在任何发育阶段，硝苯地平和地尔硫卓对心室肌细胞ICaL的IC50值没有显著变化。
频率为0.2 Hz时，维拉帕米适度减小第7天和10-15周的心室肌细胞中ICaL；相比之下，频率为2 Hz时，维拉帕米显著减小第7天和10-15周的心室肌细胞中ICaL。且在第7天和10-15周的心室肌细胞中，维拉帕米和地尔硫卓在2 Hz时获得的Isweep15/Isweep1的比例明显低于0.2 Hz，然而，硝苯地平对第7天和10-15周的心室肌细胞的ICaL不存在频率依赖性阻滞。
通过Westernblot检测发现，在第7天和10-15周的心室肌细胞中均存在Cav1.2通道蛋白；但Cav1.3通道蛋白只在第7天心室肌细胞中检测到，在10-15周心室肌细胞中不能清楚观察到。免疫细胞化学也证实，Cav1.2通道在第7天和10-15周的心室肌细胞中均有表达，在10-15周的心室肌细胞中未检测到Cav1.3通道的免疫荧光信号，且在第7天的心室肌细胞中，Cav1.3通道的免疫荧光信号也仅在核周区域检测到。
研究结论：
使用小鼠心脏模型进行的电生理学研究首次检测到新生儿和婴儿期心室肌ICaL对维拉帕米的敏感性高于儿童和成人期。ICaL对维拉帕米敏感性的发育性变化可能是临床环境中维拉帕米诱导的新生儿和婴儿负性肌力作用的原因之一。
维拉帕米、硝苯地平和地尔硫卓对所有发育阶段心室肌细胞ICaL的阻断作用
总结：
1.在产后发育过程中，ICaL激活的电压依赖性没有明显变化，但电流密度逐渐增大；
2.心室肌中ICaL对维拉帕米抑制的敏感性存在产后发育性变化，而硝苯地平和地尔硫卓对心室肌细胞中ICaL不存在发育性抑制；
3.幼年和成年的心室肌细胞中均有Cav1.2通道的功能表达，婴儿和成年及以后心室肌细胞几乎无Cav1.3通道的功能表达；
4.维拉帕米和地尔硫卓对婴儿和成年心室肌中ICaL均存在频率依赖性阻断作用，而硝苯地平没有。
创新点：
首次检测到新生儿和婴儿期心室肌ICaL对维拉帕米的敏感性高于儿童和成人期，为临床环境中维拉帕米诱导的新生儿和婴儿负性肌力作用的原因提供了依据。
参考文献：
Sagawa H, Hoshino S, Yoshioka K, Ding WG, Omatsu-Kanbe M, Nakagawa M, Maruo Y, Matsuura H. Postnatal developmental changes in the sensitivity of L-type Ca2+ channel to inhibition by verapamil in a mouse heart model. Pediatr Res. 2018 Jun;83(6):1207-1217. doi: 10.1038/pr.2018.46. Epub 2018 Apr 18. PMID: 29554082.
审校：王功新、董秀明
主管：斯高电生理研究院
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