Исследовали роль калиевых токов в формировании морфологии потенциалов действия клеток истинного водителя ритма (ИВР) в синоаурикулярном (СА) узле мыши. Биофизические параметры регистрировали у клеток спонтанно сокращающихся полосок миокарда с помощью микроэлектродной техники. Фармакологический анализ проводили путем аппликации специфических блокаторов калиевых каналов, а также неселективного канала тока, активируемого гиперполяризацией HCN. Установили, что клетки ИВР располагаются вдоль артерии СА-узла и отличаются самой медленной скоростью нарастания потенциала действия (ПД) в фазу 0. Ивабрадин (3 µМ) замедлял частоту генерации ПД на 24% за счет увеличения скорости фазы медленной диастолической деполяризации (МДД). Е-4031 - блокатор быстрого выходяего калиевого тока, I Kr, влиял на длительность и скорость фазы реполяризации, а в концентрации 1 мкМ вызывал увеличение длительности МДД и замедление частоты генерации ПД. Полная блокада I Kr вызвает деполяризацию сарколеммы и прекращение электрической активности. Хроманол 293В блокировал каналы медленного выходящего калиевого тока I Ks. Вклад I Ks в фазу реполяризации составлял 20-30%, а частота генерации ПД замедлялась в среднем на 7%. Проходящий ток I to вносил существенный вклад в частоту генерации ПД клеток СА-узла мыши. Блокатор каналов тока I to (0,5 мМ) вызывал увеличение ДПД20 в среднем на 43%, а в концентрации 5 мМ - на 80%. При этом частота генерации ПД снижалась на 14%. Таким образом, калиевые токи играют ключевую роль в формировании ПД клеток СА-узла мыши и участвуют в модуляции ритма спонтанных сокращений.
синоаурикулярный узел, потенциал действия, медленная диастолическая деполяризация, калиевые токи, блокаторы, мышь
1. Bartos D.C., Grandi E., Ripplinger C.M. Ion channels in the heart.Compr Physiol., 2015, vol. 5, pp. 1423-1464.
2. Bezanilla F. The voltage sensor in voltage-dependent ion channels. Physiol Rev., 2000, vol. 80, pp. 555-592.
3. Stieber J., Hofmann F., Ludwig A. Pacemaker channels and sinus node arrhythmia. Trends Cardiovasc. Med, 2004, vol. 14, pp. 23-28.
4. Herrmann S., Fabritz L., Layh B., Kirchhof P., Ludwig A. Insights into sick sinus syndrome from an inducible mouse model. Cardiovasc. Res., 2011, vol. 90, pp. 38-48.
5. Mangoni M.E., Nargeot J. Properties of the hyperpolarization-activated current If in isolated mouse sino-atrial cells. Cardiovasc. Res., 2001, vol. 52, pp. 51-64.
6. Verheijck E.E., van Kempen M.J., Veereschild M., Lurvink J., Jongsma H.J., Bouman L.N. Electrophysiological features of the mouse sinoatrial node in relation to connexin distribution. Cardiovasc. Res., 2001, vol. 52, pp. 40-50.
7. Cho H.S., Takano M., Noma A. The electrophysiological properties of spontaneously beating pacemaker cells isolated from mouse sinoatrial node. J. Physiol., 2003, vol. 550, pp. 169-180.
8. Vinogradova T.M., Bogdanov K.Y., Lyashkov A.E. et al. Rhythmic Ca2+ oscillatoty drive sinoatrial nodal cell pacemaker function to make the heart tick. Ann. N. Y. Acad. Sci., 2005, vol. 1047, pp. 138-156. DOI:https://doi.org/10.1196/annals. 1341.013.
9. Lakatta E.G, DiFrancesco D. What keeps us ticking: a funny current, a calcium clock, or both? J. Mol. Cell. Cardiol., 2009, vol. 47, pp.157-170.
10. Verheijck E.E, van Ginneken A.C, Bourier J., Bouman L.N. Effects of delayed rectifier current blockade by E-4031 on impulse generation in single sinoatrial nodal myocytes of the rabbit. Circ. Res., 1995, vol.76, pp. 607-615.
11. Matsuura H., Ehara T., Ding W.G., Omatsu-Kanbe M., Isono T. Rapidly and slowly activating components of delayed rectifier K+ current in guinea-pig sinoatrial node pacemaker cells. J. Physiol., 2002, vol. 540, pp. 815-830.
12. Clark R.B., Mangoni M.E., Lueger A., Couette B., Nargeot J., Giles W.R. A rapidly activating delayed rectifier K+ current regulates pacemaker activity in adult mouse sinoatrial node cells. Am J Physiol Heart Circ Physiol., 2004, vol. 286, pp. 1757-1766.
13. Cha C.Y., Himeno Y., Shimayoshi T., Amano A., Noma A. A novel method to quantify contribution of channels and transporters to membrane potential dynamics. Biophys. J., 2009, vol. 97, pp. 3086-3094.
14. Kharche S., Yu J., Lei M., Zhang H. A mathematical model of action potentials of mouse sinoatrial node cells with molecular bases. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2011, vol. 301, pp. 945-963.
15. Lei M., Jones S.A., Liu J., Lancaster M.K., Fung S.M., Dobrzynski H., Camelliti P., Maier S.K.G., Noble D., Boyett M.R. Requirement of neuronal and cardiac-type sodium channels for murine sinoatrial node pacemaking. J. Physiol., 2004, vol. 559, pp. 835-848.
16. Golovko V.A., Gonotkov M.A., Lebedeva E.A. Effects of 4-aminopyridine on action potentials generation in mouse sinoauricular node strips. Physiological Reports, 2015, vol. 3 (7), p. e12447. DOI:https://doi.org/10.14814/phy2.12447:1-8.
17. DiFrancesco D. The role of the funny current in pacemaker activity. Circ. Res., 2010, vol.106, рр. 434-446.
18. Liu J., Dobrzynski H., Yanni J., Boyett M. R., Lei M. Organisation of the mouse sinoatrial node: structure and expression of HCN channels. Cardiovasc. Res., 2007, vol. 73, pp. 729-738.
19. Schulze-Bahr E., Neu A., Friederich P., Kaupp U. B., Breithardt G., Pongs O., Isbrandt D. Pacemaker channel dysfunction in a patient with sinus node disease. J. Clin. Invest., 2003, vol. 111, pp. 1537-1545.
20. Ono K., Shibata S., Iijima T. Properties of the delayed rectifier potassium current in porcine sinoatrial node cells. J. Physiol., 2000, vol. 524, pp. 51-62.
21. Lei M., Honjo H., Kodama I., Boyett M. R. Heterogeneous expression of the delayed-rectifier K+ currents IKs and IKr in rabbit sinoatrial node cells. J. Physiol., 2001, vol. 535, pp. 703-714.
