Acute Effects of Arachidonic Acid Metabolite 20-Hete on Cardiac ExcitationContraction Coupling

Araşidonik Asit Metaboliti 20-Hete’nin Kardiyak UyarılmaKasılma Çiftlenimi Üzerine Akut Etkisi

Abstract

Objective: 20-HETE, which is an arachidonic acid metabolite, increases in apoptotic processes and cell loss especially in the cardiovascular system. However, its effects are currently not clarified on cardiac tissue. In order to elucidate its role in the cardiovascular system, it is aimed to examine its effect on cardiomyocyte physiology. Materials and Methods: In the study, electrophysiological recordings were taken via 20-HETE application on single cardiomyocytes obtained by enzymatic isolation from the left ventricle of the rat heart. Action potentials were measured by current-clamp method. Then Na+ , K+ and Ca2+ channel currents were measured with voltage-clamp method. Also, sarcomeric shortening responses were recorded with electrical field stimulation after 20-HETE incubation. Results: As a result of the 20-HETE application, the shortening amplitude decrease in the normal condition by frequency was disappeared, as well as the function of shortening at the higher frequencies. In addition, it has been determined that 20-HETE significantly reduced the action potential amplitude. This decrease is accompanied by a decrease in voltage-dependent Na+ channels current and slow down of their kinetics. Also, the reduction in Ito current density contributes to the decrease in the action potential amplitude. 20-HETE incubation did not have a significant effect on action potential duration and L-type Ca2+ channels current. Conclusion: This study has shown that 20-HETE has important effects on cardiomyocyte excitation-contraction coupling. In particular, it is thought to reduce contraction kinetics by affecting Ca2+ sensitivity of the machinery. On the other hand, 20-HETE has important effects on the excitability of the heart.

Özet

Amaç: Bir araşidonik asit metaboliti olan 20-HETE özellikle kardiyovasküler sistem içerisindeapoptotik süreçlerde ve hücre kaybının gerçekleştiği durumlarda artış gösteren bir moleküldür.Ancak kardiyak doku üzerine etkileri net olarak bilinmemektedir. Bu amaçla kardiyomiyositfizyolojisi üzerine olan etkisi elektrofizyolojik olarak incelenmiştir.Gereç ve Yöntem: Çalışmada, sıçan kalbi sol ventrikülünden enzimatik izolasyon yöntemiyle eldeedilen tek kardiyomiyositlerden 20-HETE uygulaması öncesi ve sonrası olmak üzereelektrofizyolojik kayıtlar alınmıştır. 20-HETE’nin etkin dozu olan 100nM konsantrasyonu perfüzyonyardımıyla kardiyomiyositler üzerine uygulanarak, akım kenetleme yöntemiyle aksiyon potansiyeli,potansiyel kenetleme yöntemiyle Na+, K+ve Ca2+ kanal akımları ölçülmüştür. Bununla birliktesarkomerik kısalma yanıtları 20-HETE inkübasyonu sonrasında elektriksel alan uyarısı ilekaydedilmiştir.Bulgular: 20-HETE uygulaması sonucunda frekansa bağlı olarak kısalma parametrelerindegözlenen genlik azalmasının kaybolması yanında yüksek frekanslarda kısalma işlevinigösteremediği bulgusuna ulaşılmıştır. Bununla birlikte, 20-HETE’nin aksiyon potansiyeli genliğinianlamlı oranda azalttığı tespit edilmiştir. Bu azalışa, voltaja bağlı Na+ kanal akımının azalması vekinetiklerinin yavaşlaması eşlik etmektedir. Buna ilaveten Ito akım yoğunluğundaki azalışındaaksiyon potansiyeli genliğinin azalışına katkı sağladığı tespit edilmiştir. 20-HETE inkübasyonuaksiyon potansiyeli süresine ve L-tipi Ca2+ kanal akımları üzerine önemli bir etkisi gözlenememiştir.Tartışma: Bu çalışmada, 20-HETE’nin kardiyomiyosit uyarılma-kasılma çiftlenimine önemli etkileriolduğu göstermiştir. Özellikle kasılma kinetiklerini, Ca2+ duyarlılığını etkileyerek azalttığıdüşünülmektedir. Diğer yandan, voltaja bağlı Na+ kanal akımının ve kinetiklerinin etkilenmesi kalbinuyarılabilirliğine 20-HETE’nin önemli etkileri olduğunu göstermektedir.