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胃Cajal间质细胞(interstitial cell of Cajal, ICC)与胃肠平滑肌和肠神经系统(Enteric Never System,ENS)关系密切,其有三大功能:为胃肠道慢波电位的起搏细胞,产生并传导慢波活动至胃肠平滑肌;推进电活动的传播;调节神经递质。这些功能与钙、钾、钠及氯等众多离子有关,特别是钾离子。因此,本文从电生理和分子生物学两方面,研究糖尿病性胃轻瘫大鼠ICC外向钾电流和内向整流钾电流的变化及胃体和胃窦部位Kv1.1和Kir2.1 mRNA水平的变化,为其发病机制提供依据。第一部分糖尿病性胃轻瘫大鼠Cajal间质细胞外向钾电流和内整流钾电流的变化目的:观察糖尿病性胃轻瘫大鼠ICC外向钾电流和内整流钾电流的变化。方法:采用一次大剂量腹腔注射链脲左菌素(STZ)制备大鼠糖尿病模型,原代培养正常和糖尿病性胃轻瘫大鼠Cajal间质细胞(5～7天),运用全细胞膜片钳技术,在电压钳制模式下记录单个Cajal间质细胞的外向电流(outward current)和内向整流钾电流(inward rectifier potassium current,IKir)的变化。结果:与正常组相比,糖尿病性胃轻瘫大鼠I-V曲线上移,各测试电压下的电流均大于正常水平,+20 mV时,电流值由641.7±59.58 pA(正常组)升至1345.2±151.82 pA,为正常电流值的2.096倍。模型组的稳态激活曲线与正常组相比,V1/2向左值方向平均移动约15 mV,显著小于对照组(P<0.05)。糖尿病性胃轻瘫大鼠ICC内向整流钾电流幅值较正常大鼠有所减少,其翻转电位由-88 mV变为-105 mV。第二部分糖尿病性胃轻瘫大鼠Kv1.1(电压依赖性钾通道)和Kir2.1(内向整流钾通道)mRNA表达变化目的:研究患糖尿病4周、8周、12周大鼠,胃体胃窦部位Kv1.1(电压依赖性钾通道)和Kir2.1(内向整流钾通道)mRNA表达变化。方法:运用半定量逆转绿聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)检测Kv1.1(voltage-depent potassium channel)和Ki(rinward rectifier potassium channel)的mRNA表达。结果:患糖尿病4周,8周,12周大鼠胃体和胃窦部位的Kir2.1 mRNA表达量与正常组(胃体:1.5892±0.1752;胃窦:1.9419±0.0280)比较呈时间依赖性的显著降低,胃体Kir2.1/β-actin灰度比值依次降为:1.4610±0.1121,0.8576±0.1594, 0.5312±0.1886;胃窦灰度比值依次降为:1.9419±0.0280,0.6687±0.2262,0.5235±0.2539。正常组胃体和胃窦部位Kv1.1/β-actin灰度比值分别为1.0566±0.1903,1.1473±0.1074。糖尿病4周,8周,12周的大鼠胃体灰度比值分别为:1.0962±0.2194,1.1116±0.0498,1.1902±0.2800;胃窦:1.1277±0.0038,1.2291±0.3164,1.2310±0.3689。各模型组与正常组比较差异无显著性意义。结论:1)结果显示糖尿病胃轻瘫ICC外向钾电流不但增大,且更易激活;内向整流钾电流减少且翻转电位由-88 mV变为-105 mV。表明糖尿病胃轻瘫时ICC兴奋性降低并有助于负电位的维持; 2)RT-PCR结果显示:与正常组比较患糖尿病4周,8周,12周的大鼠胃体胃窦部位Kir2.1 mRNA的表达量分别呈时间依赖性的降低,提示糖尿病胃轻瘫时胃体和胃窦Kir 2.1 mRNA水平降低,其细胞通道数目可能减少。总之,ICC外向钾电流的增加和内向整流钾电流的减少及胃体和胃窦Kir2.1 mRNA水平的降低可能是糖尿病胃轻瘫发病的原因。