Роль фосфолипазы С в модуляции электрической активности предсердных кардиомиоцитов развивающихся крыс при стимуляции α1-адренорецепторов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Большинство существующих исследований сосредоточено на механизмах регуляции мембранного электрогенеза через β-адренорецепторы, в то время как электрофизиологические эффекты α1-адренорецепторов (α1-АР) остаются малоизученными. Участие фосфолипазы C (PLC) в этих эффектах остается неясным, и изучение неселективного агониста подтипов α1-АР метоксамина в присутствии ингибитора PLC (U-73122) может прояснить важность PLC в модуляции электрической активности кардиомиоцитов у крыс разных возрастов. Исследование проводилось на 7-, 21- и 100-дневных белых крысах с использованием микроэлектродной техники. Для анестезии использовали уретан, после чего проводили изоляцию сердца и готовили препарат миокарда предсердий с сохраненным синусовым узлом и спонтанной активностью. Затем регистрировали электрическую активность кардиомиоцитов. Применяли агонист α1-АР метоксамин и ингибитор PLC U-73122. Стимуляция α1-АР метоксамином в рабочих кардиомиоцитах правого предсердия крыс разного возраста приводила к увеличению частоты генерации потенциала действия. Метоксамин в концентрации 10–8 М увеличивал длительность потенциала действия у 7-дневных крыс, тогда как у 21- и 100-дневных крыс наблюдалось его уменьшение. U-73122 полностью блокировал действие метоксамина во всех возрастных группах, что указывает на важную роль PLC в этих процессах. Результаты показывают, что возраст влияет на реакцию кардиомиоцитов на стимуляцию α1-АР, а PLC является ключевым элементом в механизмах, обеспечивающих эти эффекты.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Мансур

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: nourm94@mail.ru
Россия, Казань

А. Л. Зефиров

Казанский государственный медицинский университет

Email: nourm94@mail.ru
Россия, Казань

Н. И. Зиятдинова

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: nourm94@mail.ru
Россия, Казань

Т. Л. Зефиров

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: nourm94@mail.ru
Россия, Казань

Список литературы

  1. Ahlquist RP (1948) A study of the adrenotropic receptors. Am J Physiol 153: 586–600. https://doi.org/10.1152/AJPLEGACY.1948.153.3.586
  2. Van Meel JC, de Jonge A, Timmermans PB, van Zwieten PA (1981) Selectivity of some alpha adrenoceptor agonists for peripheral alpha-1 and alpha-2 adrenoceptors in the normotensive rat. J Pharmacol Exp Therap 219: 760–767. https://jpet.aspetjournals.org/content/219/3/760.long
  3. McGrath JC (2015) Localization of α-adrenoceptors: JR Vane Medal Lecture. Br J Pharmacol 172: 1179–1194. https://doi.org/10.1111/BPH.13008/SUPPINFO
  4. Zhang J, Simpson PC, Jensen BC (2021) Cardiac a1A-adrenergic receptors: Emerging protective roles in cardiovascular diseases. Am J Physiol Heart Circ Physiol 320: H725–H733. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00621.2020
  5. Akinaga J, García-Sáinz JA, Pupo SA (2019) Updates in the function and regulation of α1-adrenoceptors. Br J Pharmacol 176: 2343–2357. https://doi.org/10.1111/BPH.14617
  6. O’Connell TD, Jensen BC, Baker AJ, Simpson PC (2014) Cardiac Alpha1-Adrenergic Receptors: Novel Aspects of Expression, Signaling Mechanisms, Physiologic Function, and Clinical Importance. Pharmacol Rev 66: 308–333. https://doi.org/10.1124/PR.112.007203
  7. Kockskämper J, Zima A V., Roderick HL, Pieske B, Blatter LA, Bootman MD (2008) Emerging roles of inositol 1,4,5-trisphosphate signaling in cardiac myocytes. J Mol Cell Cardiol 45: 128–147. https://doi.org/10.1016/j.yjmcc.2008.05.014
  8. Lipp P, Laine M, Tovey SC, Burrell KM, Berridge MJ, Li W, Bootman MD (2000) Functional InsP3 receptors that may modulate excitation-contraction coupling in the heart. Current Biol 10: 939–942. https://doi.org/10.1016/S0960-9822(00)00624-2
  9. Domeier TL, Zima A V., Maxwell JT, Huke S, Mignery GA, Blatter LA (2008) IP3 receptor-dependent Ca2+ release modulates excitation-contraction coupling in rabbit ventricular myocytes. Am J Physiol Heart Circ Physiol 294: 596–604. https://doi.org/10.1152/ajpheart.01155.2007
  10. Harzheim D, Movassagh M, Foo RSY, Ritter O, Tashfeen A, Conway SJ, Bootman MD, Roderick HL (2009) Increased InsP3Rs in the junctional sarcoplasmic reticulum augment Ca 2+ transients and arrhythmias associated with cardiac hypertrophy. Proc Natl Acad Sci U S A 106: 11406–11411.https://doi.org/10.1073/PNAS.0905485106
  11. Ibarra C, Vicencio JM, Estrada M, Lin Y, Rocco P, Rebellato P, Munoz JP, Garcia-Prieto J, Quest AFG, Chiong M, Davidson SM, Bulatovic I, Grinnemo KH, Larsson O, Szabadkai G, Uhlén P, Jaimovich E, Lavandero S (2013) Local control of nuclear calcium signaling in cardiac myocytes by perinuclear microdomains of sarcolemmal insulin-like growth factor 1 receptors. Circ Res 112: 236–245. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.112.273839
  12. Gomez AM, Ruiz-Hurtado G, Benitah J-P, Dominguez-Rodriguez A (2013) Ca2+ Fluxes Involvement in Gene Expression During Cardiac Hypertrophy. Curr Vasc Pharmacol 11: 497–506. https://doi.org/10.2174/1570161111311040013
  13. Disatnik MH, Buraggi G, Mochly-Rosen D (1994) Localization of Protein Kinase C Isozymes in Cardiac Myocytes. Exp Cell Res 210: 287–297. https://doi.org/10.1006/EXCR.1994.1041
  14. Pucéat M, Hilal-Dandano R, Strulovicin B, Brunton LL, Brown JH (1994) Differential regulation of protein kinase C isoforms in isolated neonatal and adult rat cardiomyocytes. J Biol Chem 269: 16938–16944. https://doi.org/10.1016/S0021-9258(19)89480-2
  15. Steinberg SF (2012) Cardiac actions of protein kinase C isoforms. Physiology 27: 130–139. https://doi.org/10.1152/PHYSIOL.00009.2012
  16. Gada KD, Logothetis DE (2022) PKC regulation of ion channels: The involvement of PIP2. J Biol Chem 298: 102035. https://doi.org/10.1016/J.JBC.2022.102035
  17. MacMillan D, McCarron JG (2010) The phospholipase C inhibitor U-73122 inhibits Ca2+ release from the intracellular sarcoplasmic reticulum Ca2+ store by inhibiting Ca2+ pumps in smooth muscle. Br J Pharmacol 160: 1295–1301. https://doi.org/10.1111/J.1476-5381.2010.00771.X
  18. Zefirov TL, Khabibrakhmanov II, Ziyatdinova NI, Zefirov AL (2016) Peculiar Aspects in Influence of α1-Adrenoceptor Stimulation on Isolated Rat Heart. Bull Exp Biol Med 162: 4–6. https://doi.org/10.1007/S10517-016-3530-Z
  19. Khabibrakhmanov II, Kuptsova AM, Ziyatdinova NI, Mansur N, Zefirov TL (2020) Alpha(1)-Adrenoceptors Activation Decreases Myocardial Contractility in Newborn Rats. J Exp Biol Agricult Sci 322–326. https://doi.org/10.18006/2020.8(Spl-2-AABAS).S322.S326
  20. Mansour N, Ziyatdinova NI, Zefirov TL (2023) Methoxamine Plays a Role in the Regulation of the Electrical Activity of Newborn Rats. Opera Med Physiol 10: 59–64. https://doi.org/10.24412/2500-2295-2023-2-59-64
  21. Mansour N, Ziyatdinova NI, Gallieva AM, Shakirov RR, Zefirov TL (2023) Effect of α1 Adrenoreceptors Stimulation on Electrical Activity of Rat Atria. Biophysics (Russ Feder) 68: 607–611. https://doi.org/10.1134/S0006350923040115
  22. Robinson RB (1996) Autonomic receptor-effector coupling during post-natal development. Cardiovas Res 31: 68 –76.
  23. Ferron L, Capuano V, Deroubaix E, Coulombe A, Renaud JF (2002) Functional and molecular characterization of a T-type Ca2 + channel during fetal and postnatal rat heart development. J Mol Cell Cardiol 34: 533–546. https://doi.org/10.1006/jmcc.2002.1535
  24. Protas L, Barbuti A, Qu J, Rybin VO, Palmiter RD, Steinberg SF, Robinson RB (2003) Neuropeptide Y Is an Essential In Vivo Developmental Regulator of Cardiac ICa,L. Circ Res 93: 972–979. https://doi.org/10.1161/01.RES.0000099244.01926.56
  25. Li X, Zima A V., Sheikh F, Blatter LA, Chen J (2005) Endothelin-1-induced arrhythmogenic Ca2+ signaling is abolished in atrial myocytes of inositol-1,4,5-trisphosphate(IP3)-receptor type 2-deficient mice. Circ Res 96: 1274–1281. https://doi.org/10.1161/01.RES.0000172556.05576.4c
  26. Bare DJ, Kettlun CS, Liang M, Bers DM, Mignery GA (2005) Cardiac type 2 inositol 1,4,5-trisphosphate receptor: Interaction and modulation by calcium/calmodulin-dependent protein kinase II. J Biol Chem 280: 15912–15920. https://doi.org/10.1074/jbc.M414212200

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Оригинальные записи электрической активности, демонстрирующие изменения конфигурации ПД в рабочем миокарде правого предсердия 7-дневных крыс с сохраненным синусовым узлом и спонтанной активностью при стимуляции метоксамином (a) и на фоне блокады фосфолипазы C ингибитором U-73122 (b).

Скачать (181KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Эффект (в процентах) метоксамина и метоксамина + U-73122 на амплитудно-временные параметры у 7-дневных крыс с сохраненным синусовым узлом и спонтанной активностью (** p < 0.01).

Скачать (131KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Оригинальные записи электрической активности, демонстрирующие изменения конфигурации ПД в рабочем миокарде правого предсердия 21-дневных крыс с сохраненным синусовым узлом и спонтанной активностью при стимуляции метоксамином (a) и на фоне блокады фосфолипазы C ингибитором U-73122 (b).

Скачать (188KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Эффект (в процентах) метоксамина и метоксамина + U-73122 на амплитудно-временные параметры у 21-дневных крыс с сохраненным синусовым узлом и спонтанной активностью (* p < 0.05, ** p < 0.01).

Скачать (130KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Оригинальные записи электрической активности, демонстрирующие изменения конфигурации ПД в рабочем миокарде правого предсердия 100-дневных крыс с сохраненным синусовым узлом и спонтанной активностью при стимуляции метоксамином (a) и на фоне блокады фосфолипазы C ингибитором U-73122 (b).

Скачать (184KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Эффект (в процентах) метоксамина и метоксамина + U-73122 на амплитудно-временные параметры у 100-дневных крыс с сохраненным синусовым узлом и спонтанной активностью (* p < 0.05, ** p < 0.01).

Скачать (130KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024