Az intracelluláris Ca2+-koncentráció szerepe szívizomsejtek ionáramainak szabályozásában

Veress, Roland [Veress, Roland (elektrofiziológia), szerző] Élettani Intézet (DE / ÁOK)

Magyar nyelvű PhD (Disszertáció) Tudományos
Megjelent: Debreceni Egyetem ÁOK Élettani Intézet, 90 p. 2019
    Szervezetünkben a vért egy életen át a szívünk tartja keringésben. A szív egy elektromechanikus pumpa, benne spontán ritmikusan keletkező akciós potenciálok (AP) hatására összehúzódás és ellazulás váltakozik egymás után. A szív tömegének nagy részét pitvari és kamrai szívizomsejtek alkotják, amelyek kontrakciós erőt generálnak és a pumpafunkciót látják el („munkaizomzat”). A kamrai szívizomsejtek AP-ja számos ionáram együttes működése alapján jön létre. Ezen ionáramok az AP eltérő fázisaiban aktiválódnak, és különböző mértékben járulnak hozzá annak kialakításához. Az alapállapotban lévő, nem aktivált sejtekben a sejtplazma szabad Ca2+-koncentrációja [Ca2+]i 10 és 100 nM között változik. A Ca2+-szint emelkedése eltérő, akár párhuzamos folyamatokat indukálhat, amelyek számos sejtfunkció aktiválásához vezetnek, mint például a szívizomsejtek összehúzódása is. A szívizomzat kontrakciójának erőssége bizonyos határok között függ a Ca2+-jel nagyságától, a szarkoplazma Ca2+-szintjének emelkedésétől. Magasabbra emelkedő [Ca2+]i szint az összehúzódás erejének fokozódását okozza. A membrán feszültségváltozásaival párhuzamosan a kalcium szint oszcillációja figyelhető meg, aminek direkt, azonnali hatása van a kalcium-függő áramokra. A szívben az ionáramok széles skálájáról ismert, hogy Ca2+-függőek, beleértve a Na+, a Ca2+, a K+, a Cl-, Na+/Ca2+ cserélő és nem specifikus kation áramokat. Fontos a kalciumfüggő ionáramok élettani és patofiziológiai működésének megismerése. A sejtszintű elektrofiziológiai kísérletekben az intracelluláris kalciumkoncentrációt gyakran puffereljük a Ca2+-függő ionáramok tanulmányozásának céljából. Ezt általában azért tesszük, hogy a sejten belüli Ca2+-függő folyamatok változásai ne legyenek hatással a mérési eredményeinkre. Jelen disszertációmban két, eddig kamrai szívizomzatban kevésbé jól jellemzett kalcium-függő ionáram tulajdonságait kívántuk megvizsgálni specifikus gátlószereik segítségével. Az egyik ilyen áram a Ca2+-függő kloridáram (ICl(Ca)), míg a másik a Tranziens Receptor Potenciál Melastatin 4 (TRPM4) áram. In English: The blood in our body is kept in circulation by our hearts for a lifetime. The heart is an electromechanical pump, with spontaneous rhythmic action potentials (APs) alternating between contraction and relaxation. A large proportion of the heart's mass is made up of atrial and ventricular myocytes, which generate contraction force and perform pump function ("working muscle"). AP of ventricular myocytes is produced by a combination of several ion currents. These ion currents are activated in different phases of the AP and contribute to its formation to varying degrees. In basal unactivated cells, the concentration of free Ca2+ in the plasma varies from 10 to 100 nM. Elevations in Ca2+ may induce differential, even parallel, processes that lead to the activation of many cellular functions, such as myocardial contracture. The intensity of myocardial contraction depends, within certain limits, on the magnitude of the Ca2+ signal and the increase in the Ca2+ level of the sarcoplasm. Higher levels of [Ca2+]i cause an increase in contractile force. In parallel with changes in membrane voltage, calcium oscillation of the calcium level can be observed, which has a direct, immediate effect on calcium-dependent currents. A wide range of ion currents in the heart is known to be Ca2+ dependent, including Na+, Ca2+, K+, Cl-, Na+/Ca2+ exchanger, and non-specific cation currents. It is important to understand the physiological and pathophysiological function of calcium-dependent ion currents. In cellular electrophysiological experiments, intracellular calcium concentration is often buffered to study Ca2+-dependent ion currents. This is usually done so that changes in intracellular Ca2+-dependent processes do not affect our measurement results. In this dissertation, we aimed to investigate the properties of two calcium-dependent ion currents, which have been less well characterized in ventricular myocardium, using their specific inhibitors. One of these currents is the Ca2+-dependent chloride current (ICl(Ca)) and the other is the Transient Receptor Potential Melastatin 4 (TRPM4) current.
    Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
    2022-05-26 21:41