Устойчивость предсердного миокарда куриного эмбриона к ингибированию HCN-каналов и компонентов системы “Cа2+-часов”

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В настоящее время клеточные основы автоматизма сердца эмбрионов, в частности вклад различных ионных механизмов, до конца не ясны и активно изучаются. С помощью микроэлектродной техники мы исследовали фармакологическую чувствительность клеток водителя ритма правого предсердия куриного эмбриона (HH36) к ивабрадину (ингибитор HCN-каналов, по которым протекает ток, активируемый гиперполяризацией (If), рианодину (агоноист рианодиновых рецепторов) и SN6 (ингибитор Na+/Ca2+-обменного механизма). Установлено, что у клеток правого предсердия, обладающих фазой медленной диастолической деполяризацией, экспозиция ивабрадина (3 мкМ) не вызывала достоверных изменений электрофизиологических параметров потенциалов действия. Рианодин (1 мкМ) и SN6 (10 мкМ) при добавлении в перфузирующий раствор вызывали сходные эффекты – повышение частоты генерации потенциалов действия в среднем на 15%. При этом не зарегистрировано нарушения автоматизма или прекращения спонтанной активности. Полученные результаты позволяют заключить, что HCN4-каналы, рианодиновые рецепторы и Na+/Ca2+-обменный механизм на данном этапе эмбрионального развития не являются определяющими для поддержания автоматизма клеток правого предсердия у куриного эмбриона. Вероятно, ионные токи, протекающие через эти каналы и играющие важную роль в электрофизиологии у взрослых животных, в эмбриональном миокарде выполняют модулирующую функцию.

Об авторах

Е. А. Лебедева

Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения
Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: lebedeva.physiol.komisc@ya.ru
Россия, Сыктывкар

М. А. Гонотков

Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения
Российской академии наук

Email: lebedeva.physiol.komisc@ya.ru
Россия, Сыктывкар

Список литературы

  1. Sedmera D, Kockova R, Vostarek F, Raddatz E (2015) Arrhythmias in the developing heart. Acta Physiol (Oxf) 213 (2):303–320.https://doi.org/10.1111/apha.12418
  2. Brochu RM, Clay JR, Shrier A (1992) Pacemaker current in single cells and in aggregates of cellsdissociated from the embryonic chick heart. J Physiol 454: 503–515. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1992.sp019276
  3. Krogh-Madsen T, Schaffer P, Skriver AD, Taylor LK, Pelzmann B, Koidl B, Guevara MR (2005) An ionic model for rhythmic activity in small clusters of embryonic chick ventricular cells. Am J Physiol Heart Circ Physiol 289(1): 398–413. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00683.2004
  4. Shepherd N, Graham V, Trevedi B, Creazzo TL (2007) Changes in regulation of sodium/calcium exchanger of avian ventricular heart cells during embryonic development. Am J Physiol Cell Physiol 292(5): 1942–1950. https://doi.org/10.1152/ajpcell.00564.2006
  5. Wang P, Tang M, Gao L, Luo H, Wang G, Ma X, Duan Y (2013) Roles of I(f) and intracellular Ca2+ release in spontaneous activity of ventricular cardiomyocytes during murine embryonic development. J Cell Biochem 114 (8): 1852–1862. https://doi.org/10.1002/jcb.24527
  6. Hescheler J, Fleischmann BK, Lentini S, Maltsev VA, Rohwedel J, Wobus AM, Addicks K (1997) Embryonic stem cells: a model to study structural and functional properties in cardiomyogenesis. Cardiovasc Res 36(2): 149–162. https://doi.org/10.1016/s0008-6363(97)00193-4
  7. Sartiani L, Bettiol E, Stillitano F, Mugelli A, Cerbai E, Jaconi ME (2007) Developmental changes in cardiomyocytes differentiated from human embryonic stem cells: a molecular and electrophysiological approach. Stem Cells 25(5): 1136–1144. https://doi.org/10.1634/stemcells.2006-0466
  8. Barbuti A, Crespi A, Capilupo D, Mazzocchi N, Baruscotti M, DiFrancesco D (2009) Molecular composition and functional properties of f-channels in murine embryonic stem cell-derived pacemaker cells. J Mol Cell Cardiol 46(3): 343–351. https://doi.org/10.1016/j.yjmcc.2008.12.001
  9. Opthof T (2007) Embryological development of pacemaker hierarchy and membrane currents related to the function of the adult sinus node: implications for autonomic modulation of biopacemakers. Med Biol Eng Comput 45(2): 119–132. https://doi.org/10.1007/s11517-006-0138-x.
  10. Goenezen S, Rennie MY, Rugonyi S (2012) Biomechanics of early cardiac development. Biomech Model Mechanobiol 11(8): 1187–1204. https://doi.org/10.1007/s10237-012-0414-7
  11. Polo-Parada L, Zhang X, Modgi A (2009) Cardiac cushions modulate action potential phenotype during heart development [corrected]. Dev Dyn 238(3): 611–623. https://doi.org/10.1002/dvdy.21879
  12. Lakatta EG, Maltsev VA, Vinogradova TM (2010) A coupled SYSTEM of intracellular Ca2+ clocks and surface membrane voltage clocks controls the timekeeping mechanism of the heart’s pacemaker. Circul Res 106(4): 659–673. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.109.206078
  13. DiFrancesco D, Noble D (2012) The funny current has a major pacemaking role in the sinus node. Heart Rhythm 9(2): 299–301. https://doi.org/10.1016/j.hrthm.2011.09.021
  14. Morotti S, Ni H, Peters CH, Rickert C, Asgari-Targhi A, Sato D, Glukhov AV, Proenza C, Grandi E (2021) Intracellular Na+ Modulates Pacemaking Activity in Murine Sinoatrial Node Myocytes: An in Silico Analysis. Int J Mol Sci 22(11): 5645. https://doi.org/10.3390/ijms22115645
  15. Hamburger V, Hamilton HL (1951) A series of normal stages in the development of the chick embryo. J Morphol 88(1): 49–92. https://doi.org/10.1002/jmor.1050880104
  16. Vicente-Steijn R, Passier R, Wisse LJ, Schalij MJ, Poelmann RE, Gittenberger-de Groot AC, Jongbloed MRM (2011) Funny current channel HCN4 delineates the developing cardiac conduction system in chicken heart. Heart Rhythm 8(8): 1254–1263. https://doi.org/10.1016/j.hrthm.2011.03.043
  17. Pitcairn E, Harris H, Epiney J, Pai VP, Lemire JM, Ye B, Shi NQ, Levin M, McLaughlin KA (2017) Coordinating heart morphogenesis: A novel role for hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels during cardiogenesis in Xenopus laevis. Commun Integr Biol 10(3): e1309488. https://doi.org/10.1080/19420889.2017.1309488
  18. Joung B, Tang L, Maruyama M, Han S, Chen Z, Stucky M, Jones LR, Fishbein MC, Weiss JN, Chen P-S, Lin S-F (2009) Intracellular calcium dynamics and acceleration of sinus rhythm by beta-adrenergic stimulation. Circulation 119(6): 788–796. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.108.817379
  19. Gao Z, Chen B, Joiner M-LA, Wu Y, Guan X, Koval OM, Chaudhary AK, Cunha SR, Mohler PJ, Martins JB, Song L-S, Anderson ME (2010) I(f) and SR Ca(2+) release both contribute to pacemaker activity in canine sinoatrial node cells. J Mol Cell Cardiol 49 (1): 33–40. https://doi.org/10.1016/j.yjmcc.2010.03.019
  20. Rigg L, Terrar DA (1996) Possible role of calcium release from the sarcoplasmic reticulum in pacemaking in guinea-pig sino-atrial node. Exp Physiol 81(5): 877–880. https://doi.org/10.1113/expphysiol.1996.sp003983
  21. Tóth A, Kiss L, Varró A, Nánási PP (2009) Potential therapeutic effects of Na+/Ca2+exchanger inhibition in cardiac diseases. Curr Med Chem 16(25): 3294–3321. https://doi.org/10.2174/092986709788803268
  22. Niu C-F, Yasuhide W, Ono K, Iwamoto T, Yamashita K, Satoh H, Urushida T, Hayashi H, Kimura J (2007) Characterization of SN-6, a novel Na+/Ca2+ exchange inhibitor in guinea pig cardiac ventricular myocytes. Eur J Pharmacol 573(1–3): 161–169. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2007.06.033
  23. Sanders L, Rakovic S, Lowe M, Mattick PAD, Terrar DA (2006) Fundamental importance of Na+-Ca2+ exchange for the pacemaking mechanism in guinea-pig sino-atrial node. J Physiol 571(3): 639–649.https://doi.org/10.1113/jphysiol.2005.100305
  24. Linask KK, Han MD, Artman M, Ludwig CA (2001) Sodium-calcium exchanger (NCX-1) and calcium modulation: NCX protein expression patterns and regulation of early heart development. Dev Dyn 221(3): 249–264. https://doi.org/10.1002/dvdy.1131
  25. Dutro SM, Airey JA, Beck CF, Sutko JL, Trumble WR (1993) Ryanodine receptor expression in embryonic avian cardiac muscle. Dev Biol 155(2): 431–441. https://doi.org/10.1006/dbio.1993.1041

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (247KB)
Метаданные

© Е.А. Лебедева, М.А. Гонотков, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».