Ryanodine受体(RyR)是位于细胞内钙库——内质网和肌质网——膜上的一类钙释放通道,数个RyR同时开放出现的单位钙释放现象被称为钙火花(calcium spark)。本论文使用激光扫描共聚焦显微镜技术,观察分离的大鼠心室肌细胞的钙信号,特别是自发钙火花在渗透压应激(osmotic stress)和氧化应激(oxidative stress)条件下的变化,研究了应激条件下RyR的原位调控及其生理功能的变化。研究内容分为两个部分:I.渗透压应激对大鼠心室肌细胞钙火花的影响。在渗透压应激和一些病理条件下,心肌细胞的体积和功能(包括电兴奋性和收缩特征)会发生改变。这部分工作研究了渗透压应激对自发钙火花频率和时空参数的影响及其作用机制,主要结果如下:1.与正常渗透压相比,高渗引起完整心室肌细胞自发钙火花的频率增加,钙火花的空间参数减小而时间参数增加;而低渗的作用正好相反。2.高渗增加完整心室肌细胞的胞浆自由钙离子浓度和咖啡因诱发的钙瞬变,低渗反之。提高外液中钙离子浓度也会增加胞浆钙和咖啡因诱发的钙瞬变,使钙火花频率增加,但钙火花的时空参数不变。3.改变内液离子强度对去皮心室肌细胞钙火花频率和时空参数影响很小,且不同于渗透压。4. Dextran是一种能够增加溶液粘度从而降低溶液中粒子扩散的物质。降低去皮细胞内液中dextran浓度,钙火花空间参数显著增加而时间参数显著减少,这与完整细胞上低渗的作用相同;提高内液中dextran浓度的作用则与高渗相似。