三方面因素决定着心肌收缩过程,它们是收缩蛋白及其调节蛋白;物质化谢与能量供应;兴奋-收缩偶联的关键物质Ca2+.已证明强心甙对前二方面并无直接影响,却能增加兴奋时心肌细胞内Ca2+量,并认为这是强心甙正性肌力作用的基本机制。
从原发作用部位的亚细胞或分子结构看,强心甙只与细胞膜上Na+-K+-ATP酶相结合并抑制之。已认为Na+-K+-ATP酶就是强心甙的受体,它是一个二聚体,由α和β亚单位组成。α亚单位是催化亚单位,贯穿膜内外两侧,分子量112000D,约含1021个氨基酸残基。β亚单位是一糖蛋白,分子量约35 000D,可能与α亚单位的稳定性有关。
现知α亚单位有8个疏水性跨膜α-螺旋段,H1~H8,分属于N端和C端1/3,所余中央1/3则折叠成巨大的胞溶部结构域,其中包含ATP结合水解部位501位赖氨酸,ATP水解成的磷酸则结合于369位天冬氨酸。
在多种条件下,强心甙的正性肌力与Na+-K+-ATP酶的抑制之间显示了平行关系:如细胞内Na+增加,能使两种作用的发生速率都加快;细胞外K+增加则降低两作用的发生速率;减少细胞外K+使两种作用都能延长;另见强心甙对不同种类动物的这两种作用在强度上也有差异,然二种作用的差异也是相符的。这些平行关系为上述作用机制提供了有力气的支持。
中毒量强心甙严重抑制Na+-K+-ATP酶,使细胞内Na+、Ca2+大量增加,也使细胞内K+量明显减少,后者导致心细胞自律性增高,传导减慢,容易引起心律失常。