Эффекты активации α1адренорецепторов в межпредсердной перегородке у новорожденных и взрослых крыс

Биоэлектрические свойства различных формирующихся участков сердца претерпевают существенные изменения в ходе пре- и постнатального онтогенеза. Тем не менее, именно ранние этапы эмбриогенеза определяют не только общую схему строения сердца, но и особенности биоэлектрической активности в различных участках «зрелого» сердца. В частности, гистологическими методами в межпредсердной перегородке (МПП) сердца млекопитающих показано наличие миокарда с фенотипом, сходным с пейсмекерным. Однако электрическая активность в данной структуре остается неизученной. Цель данной работы заключалась в изучении способности МПП спонтанно генерировать потенциалы действия (ПД), а также в исследовании эффектов адренергического воздействия на биоэлектрическую активность МПП сердца. Для этого регистрировали потенциал покоя и ПД с помощью стандартной микроэлектродной техники в многоклеточных перфузируемых изолированных препаратах МПП и левого предсердия, полученных из сердца крысы в конце первых суток постнатального развития, а также на 60-е сут жизни. В нашей работе α1-адреномиметик фенилэфрин (ФЭ) оказал воздействие на конфигурацию ПД в препаратах как МПП, так и предсердного миокарда, полученных от животных обеих возрастных групп. Также в покоящихся препаратах, т.е. без электрической стимуляции, ФЭ вызывал возникновение спонтанных ПД в МПП, но не в предсердии, что может быть связано с колебаниями уровня цитоплазматического кальция. При подаче ZD 7288 – блокатора тока, активируемого гиперполяризацией (If), наблюдалось снижение скорости медленной диастолической деполяризации ПД в пейсмекерных клетках МПП, снижение частоты и появление пачечной активности. Таким образом, миокард МПП новорожденных и взрослых крыс генерирует спонтанную электрическую активность. Необходимым условием возникновения пейсмекерной активности является адренергическая стимуляция. Способность к спонтанной активности, по всей видимости, связана с наличием в кардиомиоцитах МПП пейсмекерного тока If.

сердце, межпредсердная перегородка, пейсмекер, биоэлектрическая активность, потенциал действия, постнатальное развитие

1. Moorman A.F.M., Christoffels V.M. Cardiac chamber formation: development, genes, and evolution // Int. J. Cardiol. 2003. Vol. 83. N 4. P. 1223–1267.

2. Yanni J., Tellez J.O., Sutyagin P.V., Boyett M.R., Dobrzynski H.J. Structural remodelling of the sinoatrial node in obese old rats // J. Mol. Cell. Cardiol. 2010. Vol. 48. N 4. P. 653–662.

3. Kelly R.G., Buckingham M.E. The anterior heart-forming field: voyage to the arterial pole of the heart // Trends Genet. 2002. Vol. 18. N 4. P. 210–216.

4. Davis J.S., Hassanzadeh S., Winitsky S., Lin H., Satorius C., Vemuri R., Aletras A.H., Wen H., Epstein N.D. The overall pattern of cardiac contraction depends on a spatial gradient of myosin regulatory light chain phosphorylation // Cell. 2001. Vol. 107. N 5. P. 631–641.

5. Rentschler S., Vaidya D.M., Tamaddon H., Degenhardt K., Sassoon D., Morley G.E., Jalife J., Fishman G.I. Visualization and functional characterization of the developing murine cardiac conduction system // Development. 2001. Vol. 128. N 10. P. 1785–1792.

6. Højgaard M.V., Holstein-Rathlou N.H., Agner E., Kanters J.K. Reproducibility of heart rate variability, blood pressure variability and baroreceptor sensitivity during rest and head-up tilt // Blood Press. Monit. 2005. Vol. 10. N 1. P. 19–24.

7. Moorman A.F.M., Jong F.De., Denyn M.M., Lamers W.H. Development of the cardiac conduction system // Circ. Res. 1998. Vol. 82. N 6. P. 629–644.

8. Moorman A.F.M., Anderson R.H. Development of the pulmonary vein // Int. J. Cardiol. 2011. Vol. 147. N 1. P. 182.

9. Pustovit K.B., Kuzmin V.S., Abramochkin D.V. Diadenosine tetra- and pentaphosphates affect contractility and bioelectrical activity in the rat heart via P2 purinergic receptors // Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 2016. Vol. 389. N 3. P. 303–313.

10. Pustovit K.B., Potekhina V.M., Ivanova A.D., Petrov A.M., Abramochkin D.V., Kuzmin V.S. Extracellular ATP and β-NAD alter electrical properties and cholinergic effects in the rat heart in age-specific manner // Pur. Sign. 2019. Vol. 15. N 1. P. 107–111.

11. Hoffman B.F., Cranefield P.F. Electrophysiology of the heart. N.Y.: McGraw-Hill, 1960. 390 pp.

12. O’Connell T.D.O., Jensen B.C., Baker A.J., Simpson P.C. Cardiac alpha 1-adrenergic receptors: novel aspects of expression, signaling mechanisms, physiologic function, and clinical importance // Pharmacol. Rev. 2014. Vol. 66. N 1. P. 308–333.

13. Egorov Y.V., Kuzmin V.S., Glukhov A.V., Rosenshtraukh L.V. Electrophysiological characteristics, rhythm, disturbances and conduction discontinuities under autonomic stimulation in the rat pulmonary vein myocardium // J. Cardiovasc. Electrophysiol. 2015. Vol. 26. N 10. P. 1130–1139.

14. Xiao R.-P., Zhu W., Zheng M., Cao C., Zhang Y., Lakatta E.G., Han Q. Subtype-specific α1- and β-adrenoceptor signaling in the heart // Trends Pharmacol. Sci. 2006. Vol. 27. N 6. P. 330–337.

15. Reimann F., Ashcroft F.M. Inwardly rectifying potassium channels // Curr. Opin. Cell Biol. 1999. Vol. 11. N 4. P. 503–508.

16. Anumonwo J.M.B., Lopatin A.N. Cardiac strong inward rectifier potassium channels // J. Mol. Cell. Cardiol. 2010. Vol. 48. N 1. P. 45–54.

17. Oliva C., Cohen I.S., Pennefather P. The mechanism of rectification of iK1 in canine Purkinje myocytes // J. Gen. Physiol. 1990. Vol. 96. N 2. P. 299–318.

18. Ibarra J., Morley G.E., Delmar M. Dynamics of the inward rectifier K+ current during the action potential of guinea pig ventricular myocytes // Biophys. J. 1991. Vol. 60. N 6. P. 1534–1539.

19. Zhong M., Rees, C.M., Terentyev D., Choi B., Koren G., Karma A. NCX-mediated subcellular ca2d dynamics underlying early afterdepolarizations in lqt2 cardiomyocytes // J Biophys. 2018. Vol. 115. N 6. P. 1019–1032.

20. Kapoor N., Tran A., Kang J., Zhang R., Philipson K.D., Goldhaber J. Regulation of calcium clock-mediated pacemaking by inositol-1,4,5trisphosphate receptors in mouse sinoatrial nodal cells // J. Physiol. 2015. Vol. 593. N 12. P. 2649–2663.

21. Giladi M., Tal I., Khananshvili D. Structural features of ion transport and allosteric regulation in sodium-calcium exchanger (NCX) proteins // Front. Physiol. 2016. Vol. 7: 30.

22. Roell W., Lewalter T., Sasse P., Tallini Y.N., Choi B.R., Breitbach M., Doran R., Becher U.M., Hwang S.M., Bostani T., Von Maltzahn J. Engraftment of connexin 43-expressing cells prevents post-infarct arrhythmia // Nature. 2007. Vol. 450. N 7171. P. 819–824.