Utódepolarizációk ionmechanizmusainak vizsgálata akciós potenciál clamp módszerrel = Afterdepolarization, Cellular electrophysiology, Action Potential Clamp

摘要

A project célja az volt, hogy megismerjük az utódepolarizációk által kiváltott ritmuszavarok hátterében álló ionmechanizmusokat. Hagyományos- és akciós potenciál feszültség clamp technika segítségével tanulmányoztuk az akciós potenciál alatt folyó ionáramok tulajdonságait emlős miocardiumban. Matematikai modellek alkalmazásával a tanulmányozott ionáramok viselkedése az akciós potenciál formájából prediktálható volt. - Vizualizáltuk és analizáltuk az akciós potenciál alatti lefutását a következő áramoknak: klorid áram, L-tipusú kalcium áram és a késői egyenirányító kálium áram lassú komponense. A klorid áram az akciós potenciál korai fázisában kifelé irányul, majd irányt vált. Gátlása az akciós potenciált nyújtja és fokozza az utódepolarizációk jelentkezésének gyakoriságát. Az L-tipusú kalcium áram az akciós potenciál első 20 milliszekunduma alatt eléri maximumát, majd platófázis nélkül igen gyorsan lecseng. Megfigyelésünk szerint a késői egyenirányító kálium áram lassú komponense a terminális repolarizáció igen fontos tényezője. - Vizsgáltuk az emlős szívizomzat ioncsatornáinak aszimmetrikus megoszlását. Összehasonlítottuk az ionáramokat és az akciós potenciál morfológiáját az szivizomzat különböző régióiban. Azt találtuk, hogy a tranziens outward K+ áram és a késői egyenirányító K+ áram lassú komponense jelentősen nagyobb az epicardiumban mint a midmyocardiumban mind humán mind kutya szívizom esetén. A Kv4.3, Kv1.4, KchIP2 és KvLQT1 csatornaproteinek expressziója ugyancsak jelentősen magasabb volt az epicardiumban. | The goal of this project was to obtain information on the ionic mechanism of cardiac arrhythmias caused different types of afterdepolarizations. We used traditional and action potential voltage clamp methods to understand the behavior of ionic currents during the action potential in mammalian myocardium. Using mathematical models we could predict the profile of ionic currents studied from the contour of action potential. - We visualized and analyzed the profile of the chloride current, the L-type calcium current and the slow component of delayed rectifier potassium current during the action potential. The chloride current showed an outward peak during the early phase of action potential, but later it became inward. Inhibition of the chloride current prolonged the action potential and facilitated the development of afterdepolarizations. The L-type calcium current showed an early peak during the firs 20 milliseconds of the action potential and decayed quickly without a plateau phase. The slow component of the delayed rectifier potassium current was found to be a crucial component of terminal repolarization. - We studied the asymmetrical distribution of ion channels in mammalian myocardium. We compared the ionic currents and the morphology of action potential in the different regions of the myocardium. We found that the amplitude of the transien outward K+ current and the slow componenet of the delayed rectifier K+ current was significanly larger in epicardiac than in midmyocardiac cells in both human and canine heart. Expression of Kv4.3, Kv1.4, KchIP2 and KvLQT1 was singificantly higher in epicardium.