ВЛИЯНИЕ БЛОКАДЫ ПЕЙСМЕКЕРНЫХ ТОКОВ НА СЕРДЦЕ КРЫС ПРИ ФОРМИРОВАНИИ АДРЕНЕРГИЧЕСКОЙ ИННЕРВАЦИИ
PDF

Ключевые слова

HCN-канал
изолированное сердце
частота сердечных сокращений
коронарный поток
потенциал действия
длительность фазы реполяризации

Как цитировать

Купцова, А. М., Зиятдинова, Н. И., & Зефиров, Т. Л. (2019). ВЛИЯНИЕ БЛОКАДЫ ПЕЙСМЕКЕРНЫХ ТОКОВ НА СЕРДЦЕ КРЫС ПРИ ФОРМИРОВАНИИ АДРЕНЕРГИЧЕСКОЙ ИННЕРВАЦИИ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 105(10), 1294–1304. https://doi.org/10.1134/S0869813919100042

Аннотация

Токи, активируемые гиперполяризацией (If), участвуют в генерации спонтанной электрической активности в сердце. If модулируются уровнем цАМФ, симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Развитие иннервации является важным фактором формирования оркестра ионных токов в кардиомиоцитах. Возраст 6 недель у крыс представляет особый интерес, поскольку в данном возрасте наблюдается минимальная частота сердечных сокращений (ЧСС) и завершается развитие адренергической иннервации сердца. Целью настоящего исследования явилось исследование роли If тока в регуляции работы миокарда на одном из этапов развития адренергической иннервации сердца. Анализ полученных результатов выявил, что введение блокатора If ZD 7288 в концентрациях 10-9–10-5 М крысам данного возраста в экспериментах на изолированном по Лангендорфу сердце приводило к снижению ЧСС. ZD 7288 в концентрациях 10-8–10-5 М снижал давление, развиваемое левым желудочков и коронарный поток изолированного сердца 6-недельных крыс. Перфузия изолированного сердца блокатором If в концентрации 10-9 М увеличивала давление, развиваемое левым желудочком, и не влияла на коронарный поток. При исследовании электрической активности предсердных кардиомиоцитов ZD 7288 (10-7–10-5 М) увеличивал длительность реполяризации на длительности потенциала действия на уровнях 50% (дпд50%) и 90% дпд90%, уменьшал частоту генерации потенциала действия. Полученные результаты показали, что блокада If влияет на ЧСС, силу сердечных сокращений и на кровоснабжение изолированного сердца 6-недельных крыс. По-видимому, сердце, находящееся на этапе завершения формирования адренергической иннервации, имеет более высокую плотность данных токов, чем сердце взрослых крыс, что проявляется в более выраженной ответной реакции на блокаду If. Изменение силы сокращения сердца может происходить вследствие изменения длительности фазы реполяризации рабочих кардиомиоцитов.

https://doi.org/10.1134/S0869813919100042
PDF

Литература

Santoro B., Liu D.T., Yao H., Bartsch D., Kandel E.R. Identification of a gene encoding a hyperpolarization-activated pacemaker channel of brain. Cell. 93: 717–729. 1998.

Christoffels V.M., Smits G.J., Kispert A., Moorman A.F.M. Development of the Pacemaker Tissues of the Heart. Circ. Res. 106(2): 240-254. 2010.

Qu, J., Cohen I.S., Robinson R.B. Sympathetic innervation alters activation of pacemaker current (If) in rat ventricles. J. Physiol. 526: 561 – 569. 2000.

Protas L., Barbuti A., Qu J., Rybin V.O., Palmiter R.D., Steinberg S.F. Neuropeptide Y is an essential in vivo developmental regulator of cardiac Ica,L. Circ. Res. 93: 972 – 979. 2003.

DiFrancesco D. Pacemaker mechanisms in cardiac tissue. Annu. Rev. Physiol. 55: 455–472. 1993.

Sartiani L., Mannaioni G., Masi A., Romanelli M.N., Cerbai E. The Hyperpolarization-Activated Cyclic Nucleotide–Gated Channels: from Biophysics to Pharmacology of a Unique Family of Ion Channels. Pharmacol. Rev. 69: 354–395. 2017.

Difrancesco D. The role of the funny current in pacemaker activity. Circ. Res. 106(3): 434 – 446. 2010.

Romanelli M.N., Sartiani L., Masi A., Mannaioni G., Manetti D., Mugelli A., Cerbai E. HCN Channels Modulators: The Need for Selectivity. Curr. Top. Med. Chem. 16: 1764-1791. 2016.

Bucchi A., Barbuti A., Difrancesco D., Baruscotti M. Funny Current and Cardiac rhythm: Insights from HCN Knockout and Transgenic Mouse Models. Front. Physiol. 2: 3 – 240. 2012.

Stillitano F., Lonardo G., Zicha S., Varro A., Cerbai E., Mugelli A., and Nattel S. Molecular basis of funny current (If) in normal and failing human heart. J. Mol. Cell. Cardiol. 45: 289–299. 2008.

Herrmann S., Layh B., Ludwig A. Novel in sights in to the distribution of cardiac HCN channels: an expression study in the mouse heart. J. Mol. Cell. Cardiol. 51: 997–1006. 2011.

Zefirov T.L., Ziyatdinova N.I., Zefirov A.L. Effects of blockade of hyperpolarization-activated ion currents (Ih) on autonomic control of the heart in rats: Age-related peculiarities. Neurophysiology. 35(6): 415–421. 2003.

Ziyatdinova N. Kuptsova A., Sungatullina M., Galieva A., Zefirov T. Comparative analysis of the influence of If blockade on newborn and adult rats Langendorf-isolated heart. Eur. J. Clin. Inv. 49: 144. 2019.

Zefirov T.L., Faskhutdinov L.I., Zefirov A.L., Ziyatdinova N.I. The influence of If inhibition on the myocardium electrical activity. Eur. J. Clin. Inv. 48(1): 139–140. 2018.

Zefirov T.L., Gibina A.E., Sergejeva A.M., Ziyatdinova N.I., Zefirov A.L. Age-Related Peculiarities of Contractile Activity of Rat Myocardium during Blockade of Hyperpolarization-Activated Currents. Bull. Exp. Biol. Med. 144(3): 273-275. 2007.

Robinson R.B., Yu H., Chang F., Cohen IS. Developmental change in the voltage dependence of the pacemaker current, If, in rat ventricle cells. Pflugers Arch. 433(4): 533–535. 1997.

Yasui K., Liu W., Opthof T., Kada K., Lee JK., Kamiya K. I(f) current and spontaneous activity in mouse embryonic ventricular myocytes. Circ Res Mar. 88(5): 536–542. 2001.

Chen Y.J., Chen S.A., Chen Y.C., Yeh H.I., Chan P., Chang M.S., et al. Effects of rapid atrial pacing on the arrhythmogenic activity of single cardiomyocytes from pulmonary veins: implication in initiation of atrial fibrillation. Circulation. 104(23): 2849–2854. 2001.

Zefirov T.L., Svyatova N.V., Ziyatdinova N.I. A New Insight into Mechanisms of Age-Related Changes in Heart Rate. Bull. Exp. Biol. Med. 131: 518-522. 2001.

Bucchi A., Baruscotti M., Robinson R.B., DiFrancesco D. Modulation of rate by autonomic agonists in SAN cells involves changes in diastolic depolarization and the pacemaker current. J. Mol. Cell. Cardi. 43. 39–48. 2007.

Ziiatdinova N.I., ZefirovA.L., Sitdikov F.G., Zefirov T.L. Autonomic control of cardiac function involves modulation of hyperpolarization activated channels in vitro. Russ. J. Physiol. 89(2): 154-160. 2003.

Robinson R.B. Autonomic receptor–effector coupling during postnatal development. Cardiovasc. Res. 31: 68 – 76. 1996.

Taylor I.M. The development of innervation in the rat atrioventricular node. Cell Tissue Res. 178(1):73-82. 1977.

Nyquist-Battie C., Cochran P.K., Sands S.A., Chronwall B.M. Development of neuropeptide Y and tyrosine hydroxylase immunoreactive innervation in postnatal rat heart. Peptides. 15: 1461-1469. 1994.

Masliukov P.M., Moiseev K., Emanuilov A.I., Anikina T.A., Zverev A.A., Nozdrachev A.D. Development of neuropeptide Y-mediated heart innervation in rats. Neuropeptides. 55:47–54. 2016.

Zefirov T.L., Svyatova N.V., Ziyatdinova N.I. Regulation of Cardiac Function in Prepubertal Rats. Bull. Exp. Biol. Med. 129(6): 611–613. 2000.

Lakatta E.G., DiFrancesco D. What keeps us ticking: a funny current, a calcium clock, or both? J. Mol. Cell Cardiol. 47: 157-170. 2009.

DiFrancesco D., Tortora P. Direct activation of cardiac pacemaker channels by intracellular cyclic AMP. Nature. 351: 145–147. 1991.

Cerbai E., Mugelli A. If in non-pacemaker cells: role and pharmacological implications. Pharmacol. Res. 53: 416–423. 2006.

Fenske S., Mader R., Scharr A., et al. HCN3 contributes to the ventricular action potential waveform in the murine heart. Circ. Res. 109: 1015 – 1023. 2011.

Abramochkin D.V., Faskhutdinov L.I., Filatova T.S., Ziyatdinova N.I. Changes in electrical activity of working myocardium under condition of If current inhibition. Bull. Exp. Biol. Med. 158(5): 600-603. 2015.