Calcium fluxes carried by different transporters in human atrial myocytes

Autor: Goulart, Jair Trapé, 1987
Přispěvatelé: Bassani, José Wilson Magalhães, 1953, Bassani, Rosana Almada, 1955, Cestari, Idagene Aparecida, Varanda, Wamberto Antonio, Soriano, Diogo Coutinho, Costa, Eduardo Tavares, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientadores: José Wilson Magalhães Bassani, Rosana Almada Bassani Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A cada ciclo de atividade cardíaca, a variação da [Ca2+]i (transiente de Ca2+) causa ativação dos miofilamentos, promovendo a contração do coração. Contribuem para o transiente de Ca2+ tanto influxo do íon através do sarcolema, quanto a liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático (RS). O objetivo deste estudo foi contribuir com dados qualitativos e quantitativos sobre o transporte de Ca2+ no miocárdio humano, sobre o que ainda há muito pouca informação na literatura, especialmente em indivíduos sem doença cardiovascular aparente. Cardiomiócitos foram isolados por digestão enzimática de fragmentos de tecido atrial obtidos de pacientes submetidos a cirurgia de tórax aberto, bem como de indivíduos sem doença cardiovascular conhecida, i.e., de doadores de transplante cardíaco ortotópico. As células foram perfundidas com solução de Tyrode a 23 °C e estimuladas eletricamente a 0,5 Hz. [Ca2+]i foi estimada a partir da emissão do indicador de Ca2+ indo-1. Os fluxos integrados de Ca2+ carreados pela ATPase de Ca2+ do RS (SERCA), trocador Na+/Ca2+ (NCX) e transportadores lentos (tomados como a ação conjunta do uniporter mitocondrial e da ATPase de Ca2+ do sarcolema) foram estimados pela fase de declínio de diferentes tipos de transientes de Ca2+. A partir desses fluxos e do conteúdo de Ca2+ do RS, calculou-se a liberação fracional de Ca2+ do RS (FR) (Bassani et al., Gen Physiol Biophys 31:401-8, 2012). Os principais resultados foram: a) a amplitude de um transiente de Ca2+ evocado por estímulo elétrico foi de ~0,15 µM e o tempo de queda para 50% do seu valor máximo foi ~0,24 s; b) SERCA foi o principal transportador responsável pela remoção de Ca2+ do citosol, contribuindo com ~87% do fluxo total, enquanto NCX e os transportadores lentos contribuíram com ~8 e 5%, respectivamente; c) em células de corações de doadores, o transiente de Ca2+ apresentou queda mais rápida do que em pacientes cirúrgicos da mesma faixa etária, mas não houve diferenças entre os fluxos mediados pelos diferentes transportadores; d) não foi detectada influência significativa do sexo sobre transientes e fluxos de Ca2+; e) observou-se, com a idade, redução da amplitude do transiente de Ca2+ e da FR e aumento da atividade dos transportadores lentos. Conclui-se que: a) transientes de Ca2+ de células atriais humanas são menores do que em espécies comumente utilizadas como modelos em estudos cardiovasculares; b) exceto pelo curso temporal do transiente de Ca2+, células de indivíduos com e sem doença cardiovascular comportaram-se de modo semelhante c) o envelhecimento está associado a alterações do transporte de Ca2+, o que pode justificar uma maior suscetibilidade a disfunções cardíacas Abstract: During cardiac cyclic activity, the transient increase in [Ca2+]i (Ca2+ transient) promotes myo-cardial contraction by myofilament activation. Both transsarcolemmal Ca2+ influx and Ca2+ re-lease from the sarcoplasmic reticulum (SR) contribute to the Ca2+ transient. The aim of this study was to contribute qualitative and quantitative information on Ca2+ transport in the human myo-cardium, especially from individuals without known cardiovascular disease. Cardiomyocytes were isolated by enzymatic digestion from fragments of atrial tissue obtained from patients undergoing open chest surgery or from healthy hearts, i.e., heart donors of orthotopic cardiac transplantation. Cells were perfused with Tyrode's solution at 23 °C and electrically stimulated at 0.5 Hz. [Ca2+]i was calculated from the fluorescence emission of the Ca2+ indicator indo-1. The integrated Ca2+ fluxes carried by the SR Ca2+-ATPase (SERCA), Na+/Ca2+ exchanger (NCX) and slow transporters (sarcolemmal Ca2+-ATPase and mitochondrial Ca2+uniporter, which were lumped together) were estimated from the [Ca2+]i decline phase of different types of Ca2+ transients. The fractional SR Ca2+ release (FR) was calculated from these fluxes and the SR Ca2+ content (Bassani et al., Gen PhysiolBiophys 31:401-8, 2012). The main findings were: a) the amplitude of electrically-evoked Ca2+ transients was ~0.15 µM, whereas the half-time of [Ca2+]i decline was ~0.24 s; b) SERCA is the most important transporter for cytosolic Ca2+removal, carrying ~87% of the total flux, while NCX and the slow transporters carry ~8 and ~5%, respectively; c) [Ca2+]i declined faster in myocytes from heart donors than from surgery patients in the same age range, but this was the only observed difference; d) sex-dependent differences in Ca2+ transients and fluxes were not detected; e) decrease in Ca2+ transient amplitude, FR and greater contribution of the slow transporters, were observed with increasing age. It may be concluded that: a) Ca2+ transients from human atrial cells are smaller than in animal models used in cardiovascular research; b) except for the transient time course, myocytes from humans with and without cardiovascular disease showed similar behavior regarding Ca2+cycling; c) aging-dependent re-modeling associated with changes in Ca2+ handling may underlie greater susceptibility to cardiac dysfunction Doutorado Engenharia Biomédica Doutor em Engenharia Elétrica CAPES BEX 126282/13-6
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: