背景：已有诸多研究发现室性心律失常和心脏性猝死发生具有昼夜节律性,清晨和上午的室性心律失常/SCD发生率明显高于一天中其他时间段,而且与心肌缺血、心力衰竭、心肌肥厚、基础心律状态、使用Ⅰ类或Ⅲ类抗心律失常药物无关,与年龄和性别也没有关系；提示室性心律失常/SCD昼夜节律的发生有自己独立的因素。进一步的研究发现,心脏电生理的特性有相应的昼夜节律改变,如心室不应期,研究者报道在清晨起床后两小时之内心室不应期明显短于一天中其他时间,与室性心律失常/SCD高发的时间段相符；QT和QTc有明显的昼夜节律,日间的QT和QTc都明显短于夜间。动物实验发现小鼠心脏QTc在日间达到高峰,夜间相对较短,但考虑小鼠是夜行性动物,日间是其休息期,这与以上结果是相符的。心室不应期和体表心电图的QT/QTc都能反映心脏的复极情况,与室性心律失常的发生关系密切。我们的实验力求挖掘其中的分子机制,直接从细胞动作电位时程(APD)和重要复极电流快激活延迟整理钾电流(IKr)入手探求心脏电生理活动的昼夜节律。IKr是人类心肌细胞动作电位3期快速复极的主要电流,它的抑制导致动作电位时程延长。IKr通道电流受β受体的调控。应激状态下,心肌细胞膜β受体激活,主要通过胞内cAMP-AC-PKA这一经典通路,磷酸化/hERG蛋白上的特定位点,抑制IKr通道电流,影响心脏复极的过程。为了研究心肌细胞复极过程的昼夜节律和心脏内源性生物钟在其中的作用。我们在对健康豚鼠进行统一昼夜节律适应后,随机分为正午组和午夜组,观察两组豚鼠心室肌细胞IKr通道电流、心室肌细胞动作电位时程(APD)和β受体调控IKr电流的差异,并初步探讨了其中的机制。第一部分健康成年豚鼠心室肌细胞的急性分离目的：建立稳定有效分离豚鼠心室肌细胞的方法。方法：采用酶解法分离豚鼠心室肌细胞,使用改良Langendorff装置,经主动脉逆向灌流II型胶原酶消化心脏,得到游离的心室肌细胞。结果：胶原酶消化法分离成年豚鼠心肌细胞,活细胞呈长杆状,边缘清晰,立体感好,条纹清楚,占全部细胞的80%一95%,能经受细胞膜片钳试验。实验重复性好。结论：酶解法分离豚鼠心室肌细胞是有效的。第二部分健康成年豚鼠心室肌细胞APD和IKr电流的昼夜节律目的：通过对健康豚鼠心室肌细胞IKr电流和APD的测定,探索正常心脏复极昼夜节律的分子机制。方法：对健康豚鼠进行标准昼夜节律预适应以后,随机分为两组：正午组和午夜组。分别行体表心电图检查、酶解法分离豚鼠心室肌细胞、全细胞膜片钳测豚鼠心室肌细胞IKr电流和细胞APD。结果：豚鼠体表心电图QTc,豚鼠心室肌细胞APD、IKr通道电流存在昼夜差异。正午组豚鼠QTc较夜间组长(正午组312.4±2.303vs.294.1±6.770,P<0.05),正午组细胞APD90较午夜组长(229.10±24.70vs.184.8±4.19,p>0.05),但未达统计学差异；预刺激电压为40mV时,正午组IKr尾电流密度大于午夜组(1.07±0.07vs.0.82±0.06,p<0.01)；相应的,正午组APD90与APD50的差值比午夜组小(17.06±1.72ms vs.53.28±10.62,p<0.01)。IKr通道门控动力学无昼夜差异。夜间hERG的mRNA量为日间的1.30±0.20倍(fold chane),但未达统计学差异。结论：豚鼠心脏QTc,心室肌细胞APD和IKr电流密度存在昼夜差异。第三部分成年豚鼠心室肌细胞β受体及亚型调控IKr电流的昼夜节律目的：研究豚鼠心室肌细胞β受体激活调控IKr电流的昼夜节律。方法：对健康豚鼠进行标准昼夜节律预适应以后,随机分为两组：正午组和午夜组。酶解法分离豚鼠心室肌细胞后全细胞膜片钳测豚鼠心室肌细胞IKr电流,应用β受体激动剂后,,观察IKr电流的变化。结果：豚鼠心室肌细胞β受体激活可抑制IKr电流,抑制程度有昼夜差异。正午组细胞应用非选择性β受体激动剂ISO对IKr电流的抑制程度大于午夜组(45.79±3.38%vs.12.65±6.74%,p<0.01)；我们初步探讨了其中机制：1)使用特异性激动剂分别激动β受体不同亚型时,正午组β1受体激活对IKr尾电流的抑制程度大于午夜组(47.60±7.67%vs.23.06±4.20%,p<0.05),两组细胞β2、β3受体激活对IKr尾电流的抑制无差异；2)直接激动细胞内腺苷环化酶(AC)时,两组细胞IKr尾电流受抑制的程度无差异(52.89±4.30%vs.54.36±2.71%)；3)实时定量PCR结果发现两组β1AR的mRNA量有明显差异(1.66±0.20,p<0.05)；以上实验结果提示β1AR表达的昼夜差异是造成以上昼夜节律的主要原因。。结论：豚鼠心脏β受体激活对IKr电流的抑制程度存在昼夜节律,主要与β1AR表达与功能的昼夜节律相关。