Mecanismos celulares responsáveis pela restituição da amplitude do transiente citosólico de cálcio em coração de mamífero
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Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Dawidson Assis Gomes
Eduardo Antonio Conde Garcia
José Wilson Magalhães Bassani
Danilo Roman Campos
Eduardo Antonio Conde Garcia
José Wilson Magalhães Bassani
Danilo Roman Campos
Resumo
Em corações estimulados a uma frequência constante, quando uma contração é induzida entre os batimentos regulares (contração extrassistólica), a amplitude da mesma é geralmente menor do que aquela observada no batimento prévio. A amplitude da contração extrassistólica será maior quanto mais longo for o intervalo entre ela e a contração prévia. Esse fenômeno é denominado de restituição mecânica. De fato, diversos trabalhos têm associado a restituição mecânica com o aumento gradativo da liberação de Ca2+ pelo retículo sarcoplasmático, deste modo, a restituição da amplitude do transiente citosólico de Ca2+ é um importante evento no controle da fisiologia cardíaca. O objetivo geral do presente trabalho foi investigar os mecanismos celulares envolvidos na restituição da amplitude do transiente citosólico de Ca2+ em cardiomiócitos ventriculares isolados de camundongo, mantidos à temperatura fisiológica. Usando a técnica de patch-clamp associada à microscopia confocal, foi constatado que a restituição da amplitude do transiente citosólico de Ca2+ não se deve à restituição elétrica do miocárdio, uma vez que tanto a restituição da amplitude do potencial de ação cardíaco, quando a recuperação da inativação da corrente de Ca2+ do tipo L, apresentaram um curso temporal mais rápido do que aquele observado para a restituição da amplitude da liberação de Ca2+ pelo RS. De modo interessante, medidas das concentrações de Ca2+ no citosol ([Ca2+]i) e no lúmen do RS ([Ca2+]RS) mostraram que, mesmo após a completa recuperação dos estoques luminais de Ca2+, a amplitude do transiente citosólico de Ca2+ ainda não se encontra plenamente restituída. Os resultados aqui obtidos sugerem que o estado refratário dos receptores de rianodina (RyR2) pode ser um importante mecanismo no controle desse processo celular, uma vez que a manipulação das propriedades de gating desses canais altera significativamente o curso temporal para a restituição da amplitude do transiente citosólico global de Ca2+ em coração de mamífero. Em sumário, esse trabalho mostra que a restituição da amplitude do transiente citosólico de Ca2+ não é pura e simplesmente uma função da taxa de recuperação da [Ca2+]RS, sugerindo a existência de um mecanismo no qual o estado de ativação dos RyR2 desempenha papel fundamental.
Abstract
When an extra-beat (extra-systolic contraction) is triggered in hearts cycling at a constant rate the resultant contraction is usually reduced in comparison. The amplitude of the extra-systolic contraction increases with the stimulus interval (time between normal and extra-systolic contraction), a phenomenon known as mechanical restitution. Mechanical restitution is thought to be the consequence of reduced sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ release and reduction of the subsequent cytosolic Ca2+ ([Ca2+]i) transient during this restitution period. Thus, restitution (or refractoriness) of the [Ca2+]i transient is an important inherent mechanism in cardiac physiology. The aim of this study was to investigate the cellular mechanisms involved in [Ca2+]i transient restitution in mouse ventricular cardiomyocytes at physiological temperature. Simultaneous patch-clamp and confocal microscopy measurements showed that [Ca2+]i transient refractoriness was not due cardiac electrical restitution, since both action potential amplitude and L-type Ca2+ current recover much faster than the SR Ca2+ release restitution. Interestingly, measurements of [Ca2+]i transients and intra-SR Ca2+ ([Ca2+]SR) depletions revealed that [Ca2+]SR recovers to steady-state diastolic levels at a time where [Ca2+]i transient restitution is still observed. Additionally, pharmacological manipulation of the cardiac Ca2+ SR release channel (ryanodine receptors, RyR2) could significantly shift restitution curves, while minor inhibition of SR/ER Ca2+-ATPase could not. Taken together, these results suggest that the ability to subsequently activate an [Ca2+]i transient does not simply track with [Ca2+]SR refilling and also suggest the existence of time-dependent mechanism that induces a RyR2 refractory state.
Assunto
Rianodina, Bioquímica, Transiente de cálcio
Palavras-chave
Bioquímica e Imunologia