Újabb kutatások szerint az akciós potenciál időtartam (APD) rövidtávú beat-to-beat variabilitása (short term variability, SV) hatékonyan előrejelezheti a proaritmiás állapotokat. Azonban napjainkig sem tisztázott milyen mechanizmusok állhatnak a folyamat hátterében, illetve a már leírt faktorok milyen relatív szereppel bírnak a SV modulálásában. Jelen tanulmányban célul tűztük ki a SV és az APD közötti összefüggés tanulmányozását, az egyes ionáramok aktiváló- és gátlószerekkel történő vizsgálatát, az ingerlési frekvencia megváltoztatásának hatását a SV-ra, valamint az intracelluláris kalcium koncentráció és a redox potenciál szerepét a SV meghatározásában. Vizsgálni kívántuk továbbá a SV változását a bal kamra különböző régióiból származó sejteken. Méréseinket konvencionális hegyes mikroelektróda technikával végeztük, kutya szívéből enzimatikusan izolált bal kamrai szívizomsejteken. Az akciós potenciál méréseket követően a SV kvantitatív jellemzéséhez 50 egymást követő APD felhasználásával Poincaré diagramokat szerkesztettünk. Kísérleteink zömét midmiokardiális sejteken végeztük, melyek SV-a magasabbnak bizonyult mint a szubepikardiális és a szubendokardiális sejtek esetében. Az elektrotónust alkalmazó kísérleink során megállapítottuk, hogy a SV értéke függ az APD-tól, a két paraméter közötti összefüggés exponenciális. Így továbbiakban minden eredményünket az ebben a kísérletsorozatban megállapított standard görbéhez viszonyítottunk, és az ettől való eltérést relatív SV-nek neveztünk. Dofetilid, HMR 1556, nizoldipin és veratridin alkalmazása növelte a relatív SV-t, míg Bay K8644, tetrodotoxin, lidokain és izoproterenol csökkentette azt. Megállapítottuk, hogy az alacsonyabb ingerlési frekvencia és az emelkedett intracelluláris kalcium koncentráció növelte a relatív SV-t, valamint, hogy a szisztolé alatti kalcium felszabadulás egy meghatározó eleme a SV-nak. Kimutattuk, hogy a redox potenciál megváltozása szignifikáns hatással lehet a relatív SV-ra, ugyanis redukáló környezetben csökkent, míg oxidáló környezetben nőtt a relatív SV. Elsőként vezettük be a relatív SV fogalmát, nevezetesen bármilyen beavatkozás SV-ra kifejtett hatását csak a kontroll SV-APD összefüggés alapján tudjuk értelmezni. Ezek alapján az ICa,L, a IKr és a IKs stabilizálja a SV-t, míg a INa és a Ito1 növeli a repolarizáció instabilitását. Ezen felül fontos meghatározó eleme a SV-nak az intracelluláris kalcium koncentráció, azon belül is a szarkoendoplazmatikus retikulumból történtő kalcium felszabadulás, az ingerlési frekvencia valamint a redox potenciál.

Recent studies suggest the short term beat-to-beat variability (SV) of action potential duration (APD) as a novel method for predicting imminent cardiac arrhythmias, although the underlying mechanisms are still not clear. The goal of our experiments were to determine the role of the major cardiac ion currents, APD, stimulation frequency, redox potential and changes in the intracellular calcium concentration on the magnitude of SV. Our aim was also to study the transmural heterogeneity of SV. Series of action potentials were recorded from isolated canine ventricular cardiomyocytes using conventional microelectrode technique. SV was quantitatively described by constructing Poincaré plots from 50 consecutive APD-s. SV was significantly larger on midmyocardial cells compared to subepicardial and subendocardial cells. On midmyocardial cells SV was an exponential function of APD, when APD was modified by current injections. Drug effects were characterized as relative SV changes by comparing the drug-induced changes in SV to those in APD according to the exponential function obtained with current pulses. Relative SV was increased by dofetilide, HMR 1556, nisoldipine and veratridine, while it was reduced by Bay K8644, tetrodotoxin, lidocaine and isoproterenol. Relative SV was also increased by increasing the stimulation frequency and intracellular calcium concentration. Contribution of transient changes of intracellular calcium concentration due to calcium released from the sarcoplasmic reticulum was an important contributor to this process. We found a significant effect of redox potential on SV, since the reductive environment decreased, while the oxidative environment increased the relative SV. We conclude that drug-induced effects on SV should be evaluated in relation with the concomitant changes in APD. In summary, relative SV is decreased by ion currents involved in the negative feedback regulation of APD (ICa,L, IKs and IKr), while it is increased by INa and Ito. It is concluded that elevation of intracellular calcium concentration increases relative SV significantly. More importantly, intracellular calcium concentration released from the sarcoplasmic reticulum is an important component of this effect. Stimulation frequency and alterations in the redox potential are also relevant SV modulating factors.