Béta-adrenerg stimuláció hatása a kutya kamrai szívizomsejtek késői káliumáramaira

Dátum
2011-11-10T10:48:51Z
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt

Bevezetés: A késői káliumáram lassú komponenséről (IKs) számos emlősfaj szívizomsejtjein kimutatták, hogy β-adrenerg stimuláció hatására nő az áram amplitúdója, azonban ezen áram gyors komponensére (IKr) vonatkozó irodalmi adatok ellentmondásosak. Vizsgálataink során arra voltunk kíváncsiak, hogy miként befolyásolja a késői káliumáram komponenseit a β-adrenerg stimuláció, illetve a jelátviteli útvonalak — protein kináz A, protein kináz C — aktiválása illetve gátlása. Anyagok és módszerek: Kísérleteinket kutya kamrai szívizomsejteken és HEK-293 sejtekkel expresszáltatott hERG csatornákon végeztük. A membránáramokat patch-clamp technikával mértük, egész sejtes konfigurációban, 37°C hőmérsékleten. Eredmények: Megállapítottuk, hogy az izoproterenol 30-50%-kal növelte az IKr amplitúdóját, hasonlóan a forskolin alkalmazásához, vagy intracellulárisan alkalmazott cAMP és analógjainak (cAMP, 8-Br-cAMP, 6-Bnz-cAMP) a hatásához. A PKA útvonal Rp-8-Br-cAMP-vel történt gátlása nyugalmi körülmények között nem befolyásolta az IKr amplitúdóját, de a β1-adrenerg receptor gátló CGP-20712A illetve a PKA gátló Rp-8-Br-cAMP teljes mértékben kivédte az izoproterenol IKr növelő hatását. Méréseink során az izoproterenol közel háromszorosára növelte az IKs amplitúdóját. A PKA útvonal gátlása jelentősen csökkentette az áramot, azonban nem védte ki az izoproterenol aktiváló hatását. A PKC útvonal vizsgálata során megállapítottuk, hogy mind a chelerythrine, mind a GF109203X szignifikánsan csökkentették az IKr amplitúdóját. Expresszáltatott hERG csatornán végzett méréseink arra utalnak, hogy az általunk alkalmazott PKC gátlószerek közvetlen hERG csatorna gátló hatással bírnak és sem a PKC útvonal gátlása, sem az útvonal aktiválása nem befolyásolja jelentősen a késői káliumáram gyors komponensét. A chelerythrine hERG csatornára kifejtett közvetlen gátló hatását munkacsoportunk írta le elsőként. Összefoglalás: Megállapítottuk, hogy a β1-adrenerg stimuláció a PKA útvonal aktiválásán keresztül képes növelni kutya kamrai szívizomsejtek késői káliumáramának gyors és lassú komponensét. Az IKr és IKs szabályozásában a PKC útvonal valószínűleg nem játszik szerepet, illetve az alkalmazott PKC gátlószerek közvetlen ioncsatorna gátló hatásuk miatt csak bizonyos körülmények között alkalmasak az ionáramok vizsgálatára.

Background and purpose: While the slow delayed rectifier potassium current (IKs) is known to be enhanced by the stimulation of β-adrenoceptors in several mammalian species, phosphorylation-dependent regulation of the rapid delayed rectifier potassium current (IKr) is controversial. In the absence of relevant human data we decided to study the effects of β-adrenoceptor stimulation and intracellular pathways on delayed rectifier potassium currents in ventricular cardiomyocytes of the dog. Experimental approach: In our experiments the effects of isoproterenol (ISO), activators and inhibitors of the protein kinase A (PKA) and protein kinase C (PKC) pathways on IKr and IKs was studied in canine ventricular myocytes or expressed hERG channels using the whole cell patch-clamp technique at 37 °C. Results: IKr was significantly increased (by 30-50%) following superfusion with ISO, forskolin or the intracellular application of PKA activator cAMP analogues (cAMP, 8-Br-cAMP, 6-Bnz-cAMP). Inhibition of PKA by Rp-8-Br-cAMP had no effect on baseline IKr. The stimulating effect of ISO on IKr was completely inhibited by selective β1-adrenoceptor antagonists CGP-20712A, by the PKA inhibitor Rp-8-Br-cAMP or by the PKA activator cAMP analogues. In comparison, IKs was increased threefold by the superfusion of ISO, and strongly reduced by the PKA inhibitor Rp-8-Br-cAMP. The ISO-induced enhancement of IKs was decreased by Rp-8-Br-cAMP and completely inhibited by 8-Br-cAMP. Our results indicate that PKC inhibitor chelerythrine and GF109203X suppressed the IKr in canine ventricular cells. The effects of PKC activators or inhibitors on expressed hERG channels suggests that PKC regulation does not contribute significantly to the regulation of IKr. Conclusion: Our results indicate that the stimulation of β1-adrenoceptors increases IKr, similar to IKs, via the activation of PKA in canine ventricular cells. Our results show that PKC has no importance in the regulation of these currents, and that the used PKC inhibitor molecules are not suitable for selective PKC blockade due to their direct ion channel inhibitory effects.

Leírás
Kulcsszavak
szívizom, elektrofiziológia, ioncsatorna, heart muscle, electrophysiology, ion channel
Forrás