Conductance Changes of Na+ Channels during the Late Na+ Current Flowing under Action Potential Voltage Clamp Conditions in Canine, Rabbit, and Guinea Pig Ventricular Myocytes

Late sodium current (INa,late) is an important inward current contributing to the plateau phase of the action potential (AP) in the mammalian heart. Although INa,late is considered as a possible target for antiarrhythmic agents, several aspects of this current remained hidden. In this work, the profile of INa,late, together with the respective conductance changes (GNa,late), were studied and compared in rabbit, canine, and guinea pig ventricular myocytes using the action potential voltage clamp (APVC) technique. In canine and rabbit myocytes, the density of INa,late was relatively stable during the plateau and decreased only along terminal repolarization of the AP, while GNa,late decreased monotonically. In contrast, INa,late increased monotonically, while GNa,late remained largely unchanged during the AP in guinea pig. The estimated slow inactivation of Na+ channels was much slower in guinea pig than in canine or rabbit myocytes. The characteristics of canine INa,late and GNa,late were not altered by using command APs recorded from rabbit or guinea pig myocytes, indicating that the different shapes of the current profiles are related to genuine interspecies differences in the gating of INa,late. Both INa,late and GNa,late decreased in canine myocytes when the intracellular Ca2+ concentration was reduced either by the extracellular application of 1 µM nisoldipine or by the intracellular application of BAPTA. Finally, a comparison of the INa,late and GNa,late profiles induced by the toxin of Anemonia sulcata (ATX-II) in canine and guinea pig myocytes revealed profound differences between the two species: in dog, the ATX-II induced INa,late and GNa,late showed kinetics similar to those observed with the native current, while in guinea pig, the ATX-II induced GNa,late increased during the AP. Our results show that there are notable interspecies differences in the gating kinetics of INa,late that cannot be explained by differences in AP morphology. These differences must be considered when interpreting the INa,late results obtained in guinea pig

The electrophysiological effects of 9-phenanthrol in canine ventricular myocytes

Absztrakt Bevezetés: A kalcium-aktivált tranziens receptor potenciál melastatin 4 (TRPM4) ioncsatornák több élettani folyamatban is szerepet játszanak. A TRPM4 csatorna jelen van a szívben is, azonban arról csak szórványos ismeretekkel rendelkezünk, hogy a TRPM4 ionáram milyen szerepet játszik a kamrai szívizomsejtek elektrofiziológiai sajátságainak létrehozásában. A TRPM4 csatornák széles körben alkalmazott gátlószere a 9-phenanthrol. Célkitűzés: Kísérleteink célja az volt, hogy megvizsgáljuk: a 9-phenanthrol befolyásol-e a TRPM4 ioncsatornán kívül más, a bal kamrai szívizomsejtek akciós potenciáljának (AP) kialakításához nélkülözhetetlen ionáramokat. Módszerek: Vizsgálatainkat a humán szívhez elektrofiziológiai tekintetben leginkább hasonló kutyaszív bal kamrájából enzimatikusan izolált sejteken végeztük 37 °C-on. Az AP-t hegyes mikroelektróda technikával, az ionáramokat pedig a patch-clamp technika teljes sejtes konfigurációjában mértük. Az ionáramok mérésekor a pipettaoldat kalciumpuffert tartalmazott (10 mM BAPTA), ezzel megelőzve a TRPM4-csatornák aktiválását. Kísérleteink során a 9-phenanthrolt 1-30 μM koncentrációban alkalmaztuk. Eredmények: A 9-phenanthrol 10 és 30 μM-os koncentrációban szignifikánsan gátolta a tranziens kifelé irányuló kálium áramot (Ito1), a gyors késői egyenirányító kálium áramot (IKr) és a befelé egyenirányító kálium áramot (IK1). A 30 μM-os koncentráció az IK1-et 17, az IKr-t 40, az Ito1-et 65 %-kal csökkentette, ami részben reverzibilisnek mutatkozott. Az L-típusú kalcium áramot a 9-phenanthrol nem befolyásolta az általunk vizsgált koncentrációkban. A 9-phenanthrol (3-30 μM) szignifikánsan csökkentette a depolarizáció-, az első fázis- és a terminális repolarizáció legnagyobb meredekségét. 30 μM 9-phenanthrol jelenlétében a nyugalmi membránpotenciál nem változott szignifikáns mértékben, azonban a plató fázis közepén mért membránpotenciál csökkent. Az akciós potenciál morfológiájában bekövetkezett változások összhangban vannak az ionáramokon megfigyelt változásokkal. Összegzés: Eredményeink alapján a 9-phenanthrol nem szelektív a TRPM4 csatornákra, így nem használható fel a TRPM4 ionáram kamrai szívizomsejteken történő funkcionális vizsgálatára.egységes, osztatlangyógyszerészmagyarnappalig

TRPM4-ioncsatornák vizsgálatának farmakológiai lehetőségei

A tranziens receptorpotenciál melasztatin-4 a TRPM-fehérjecsalád egyedülálló tagja. A TRPM5-höz hasonlóan Ca2+-érzékeny és csak egyértékű kationokra permeábilis. Sok szervben, széles körben expresszálódik és a membránpotenciál és a Ca2+-homeosztázis szabályozásával számos funkcióval is bír mind az ingerlékeny, mind a nem ingerelhető sejtekben. Az áttekintés a TRPM4 farmakológiai modulációját tárgyalja az ioncsatorna egy régebbi, gyakrabban használt, valamint két újabb, potenciálisan szelektívebb inhibitorának összehasonlításával és leírásával. A TRPM4 egyre nagyobb figyelmet kap és valószínűleg a jövőben is a kutatások témája lesz

Late Na+ Current Is [Ca2+]i-Dependent in Canine Ventricular Myocytes

Enhancement of the late sodium current (INaL) increases arrhythmia propensity in the heart, whereas suppression of the current is antiarrhythmic. In the present study, we investigated INaL in canine ventricular cardiomyocytes under action potential voltage-clamp conditions using the selective Na+ channel inhibitors GS967 and tetrodotoxin. Both 1 µM GS967 and 10 µM tetrodotoxin dissected largely similar inward currents. The amplitude and integral of the GS967-sensitive current was significantly smaller after the reduction of intracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]i) either by superfusion of the cells with 1 µM nisoldipine or by intracellular application of 10 mM BAPTA. Inhibiting calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) by KN-93 or the autocamtide-2-related inhibitor peptide similarly reduced the amplitude and integral of INaL. Action potential duration was shortened in a reverse rate-dependent manner and the plateau potential was depressed by GS967. This GS967-induced depression of plateau was reduced by pretreatment of the cells with BAPTA-AM. We conclude that (1) INaL depends on the magnitude of [Ca2+]i in canine ventricular cells, (2) this [Ca2+]i-dependence of INaL is mediated by the Ca2+-dependent activation of CaMKII, and (3) INaL is augmented by the baseline CaMKII activity