J 2007

Modulation of expression of Na+/Ca2+ exchanger in heart of rat and mouse under stress

HUDECOVÁ, Soňa, Lucia KUBOVČÁKOVÁ, Richard KVETŇANSKÝ, Juraj KOPÁČEK, Silvia PASTOREKOVÁ et. al.

Základní údaje

Originální název

Modulation of expression of Na+/Ca2+ exchanger in heart of rat and mouse under stress

Název česky

Modulace exprese Na+/Ca2+ výměníku za stresu u srdce potkana a myši

Autoři

HUDECOVÁ, Soňa (703 Slovensko), Lucia KUBOVČÁKOVÁ (703 Slovensko), Richard KVETŇANSKÝ (703 Slovensko), Juraj KOPÁČEK (703 Slovensko), Silvia PASTOREKOVÁ (703 Slovensko), Marie NOVÁKOVÁ (203 Česká republika, garant), Václav KNEZL (703 Slovensko), Bohuslava TARABOVÁ (703 Slovensko), Ľubica LACINOVÁ (703 Slovensko), Zdena SULOVÁ (703 Slovensko), Albert BREIER (703 Slovensko), Dana JURKOVIČOVÁ (703 Slovensko) a Olga KRIŽANOVÁ (703 Slovensko)

Vydání

Acta Physiologica, Oxford, Blackwell Publishing, 2007, 1748-1708

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

30105 Physiology

Stát vydavatele

Švédsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Impakt faktor

Impact factor: 1.602

Kód RIV

RIV/00216224:14110/07:00032320

Organizační jednotka

Lékařská fakulta

UT WoS

000247565400005

Klíčová slova anglicky

catecholamines;hypoxia;rat and mouse heart;sodium-calcium

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 2. 4. 2010 10:45, prof. MUDr. Marie Nováková, Ph.D.

Anotace

ORIG CZ

V originále

Aim: The Na+/Ca2+ exchanger (NCX) is a major Ca2+ extrusion system in the plasma membrane of cardiomyocytes and an important component participating on the excitation-contraction coupling process in muscle cells. NCX1 isoform is the most abundant in the heart and is known to be changed after development of ischaemia or myocardial infarction. Objective of this study was to investigate the effect of stress factors (immobilization, cold and short-term hypoxia) on the expression of NCX1, in vivo, in the heart of rat and mouse. Methods: We compared gene expression and protein levels of control and stressed animals. The activity of NCX was measured by the whole cell configuration using the patch clamp. We also measured physiological parameters of the heart in physiological conditions and under ischaemiareperfusion to compare response of control and stressed hearts. Results: We have found that only strong stress stimulus (hypoxia, immobilization) applied repeatedly for several days elevated the NCX1 mRNA level. Cold, which is a weaker stressor that activates mainly sympathoneural, and only marginally adrenomedullary system did not affect the gene expression of NCX1. Thus, from these results it appears that hormones produced by the adrenal medulla (mainly adrenaline) might be involved in this process. To study possible mechanism of the NCX1 regulation by stress, we focused on the possible role of the hypothalamo-pituitary-adrenocortical pathway in the activation of catecholamine synthesis in the adrenal medulla. We have already published that cortisol affects activity, but not the gene expression of NCX1. In this work, we used corticotropin-releasing hormone (CRH) knockout mice, where secretion of corticosterone and subsequently adrenaline is significantly suppressed. As no increase in NCX1 mRNA was observed in CRH knockout mice due to immobilization stress, we proposed that adrenaline (probably regulated via corticosterone) is involved in the regulation of NCX1 gene expression during stress. Conclusions: The gene expression and protein levels of the NCX1 are increased by the strong stress stimuli, e.g. hypoxia, or immobilization stress. The activity of NCX1 is decreased. Based on these results, we assume that the gene expression of NCX is increased as a consequence of suppressed activity of this transport system.

Česky

Cíl: Na+/Ca2+ výměník (NCX) je na plazmatické membráně hlavní systém pro vylučování Ca2+ z kardiomyocytu a důležitý účastník procesu kontrakce-excitace ve svalové buňce. NCX1 izoforma je mohutně exprimována v srdci a mění se v průběhu rozvoje ischemie nebo infarktu myokardu. Cílem naší práce bylo zkoumat vliv stresových faktorů (imobilizace, chlad a krátkodobá hypoxie) na expresi NCX1, in vivo, v srdci potkana a myši. Metody: Srovnávali jsme expresi genů a hladiny proteinů u kontrolních a stresu vystavených zvířat. Aktivita NCX byla měřena metodikou whole cell patch clamp. Dále jsme měřili různé kardiovaskulární parametry za fyziologických podmínek a za ischemicko-reperfuzních podmínek a porovnávali jsme kontrolní a stresovaná srdce. Výsledky: Zjistili jsme, že pouze silné stresové stimuly (hypoxie, imobilizace) aplikované opakovaně po několik dnů zvýšily mRNA hladiny NCX1. Clad, který je slabší stresor a aktivuje hlavně sympatoneuralní, a pouze částečně adrenomedulární systém, neovlivnil expresi genu pro NCX1. Můžeme tedy uzavřít, že se tohoto procesu pravděpodobně účastní hormony produkované dření nadledvin (hlavně adrenalin). Dále jsme se soustředili na vysvětlení možného mechanismu regulace NCX1 stresem - zaměřili jsme se na možnou úlohu hypotalamo-hypofyzární-adrenokortikální dráhy v aktivaci syntézy katecholaminů v dřeni nadledvin. Již dříve jsme prokázali, že kortisol ovlivňuje aktivitu, ale ne expresi genu pro NCX1. V této práci jsme použili kortikotropin-releasing hormon (CRH) knockoutované myši, u nichž je signifikantně potlačena sekrece kortikosteronu a následně tedy i adrenalinu. Jelikož jsme nepozorovali zvýšení NCX1 mRNA u CRH knockoutovaných myší pod vlivem imobilizačního stresu, domníváme se, že adrenalin (pravděpodobně regulovaný kortikosteronem) hraje úlohu v regulaci exprese genu pro NCX1 během stresu. Závěry: Exprese genu a hladiny proteinu pro NCX1 jsou zvyšovány silnými stresovými stimuly, např. hypoxie nebo imobilizace. Aktivita NCX1 je snížena. Na základě těchto výsledků se domníváme, že exprese genu pro NCX je zvýšena v důsledku potlačené aktivity tohoto transportního systému.