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研究揭示了导致贝克尔病患者肌肉无力的机制

  

  

  今天发表在《eLife》上的一项研究表明,贝克尔病患者的肌肉无力是由肌肉纤维中被称为“平台电位”的异常电活动引起的,这种电活动使它们暂时不活跃。

  了解这些机制和所涉及的离子通道可能有助于寻找更有效的治疗贝克尔病和其他肌肉疾病的方法,并有助于了解肌肉中的电活动是如何调节的。

  隐性先天性肌强直,又称贝克尔病,是一种遗传性骨骼肌疾病,由肌肉中氯离子通道突变而不能正常工作引起。患有这种疾病的人会经历一种叫做肌强直的现象,即肌肉过度兴奋,这意味着它们对激活比平时更敏感。这导致肌肉僵硬,在使用后难以放松。

  在移动之后,患者还会遭受持续几秒到几分钟的虚弱。

  迈尔斯和他的同事们试图通过研究小鼠的贝克尔病模型来揭示患者肌肉无力背后的机制。他们通过基因改造或用药物阻断氯离子通道来灭活氯离子通道来模拟这种疾病。然后,他们测量了肌肉产生的力量和肌肉细胞内的电活动,以确定肌肉无力是低兴奋性还是高兴奋性的结果。

  研究小组发现,这种虚弱是由肌肉细胞的暂时去极化引起的,他们称之为“平台电位”。静止时,肌肉细胞携带的负电荷相对于周围环境为-70至-90毫伏(mV)。当在平台电位期间去极化时,电荷减少到-30和-45 mV之间的负性较低的状态,可以持续长达100秒。平台电位使肌肉纤维无法兴奋,使它们基本上处于非活动状态。

  这些结果表明,受贝克病影响的肌肉在高兴奋性和低兴奋性之间快速循环,因为单个纤维分别从经历肌强直(导致僵硬)切换到产生平台电位(导致无力)。这种状态取决于肌纤维所经历的信号强度:轻微的去极化会引发肌强直,而更严重的去极化会引发平台电位的产生。

  研究小组还证明,钙离子通道和钠离子通道都参与了平台电位的产生,发现钠离子通道触发了这种状态,而钙离子通道负责维持这种状态。此外,用药物雷诺嗪阻断钠通道亚群可以阻止平台电位的发展并消除暂时的肌肉无力。

  Wright州立大学Boonshoft医学院神经科学、细胞生物学和生理学教授Mark Rich总结道:“需要进一步的研究来确定所有参与平台电位产生的离子通道。”“这样做可能会导致针对贝克尔病以及包括周期性瘫痪在内的类似疾病的新疗法的发展。”

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