Izolowana perfuzja serca perfuzatem niezawierającym Ca2+, a następnie perfuzatem zawierającym perfuzatem zawierającym Ca2+ powoduje dramatyczne zmiany w fizjologii i biochemii tkanki, zjawisko znane jako paradoks wapnia. i biochemii tkanki, zjawisko znane jako paradoks wapnia. Podobny Podobny paradoksalny efekt Ca2+ odnotowano również w nerkach. W W tym badaniu podjęto próbę odtworzenia paradoksu wapnia w nerkach psów nerkach psów i pełniejszego scharakteryzowania jego metabolicznych konsekwencji. Nerki nerki perfundowano buforem wodorowęglanowym Krebsa-Henselieta wolnym od Ca2+ przez 30 minut, a następnie perfuzję Ca2+ (1,5 mM). W przeciwieństwie do wcześniej opisanych wyniki, nie wystąpił nagły spadek przepływu, a związany z Ca2+ gwałtowny wzrost szybkości uwalniania dehydrogenazy mleczanowej. Ponadto nie stwierdziliśmy znaczących zmian w poziomie tkankowych nukleotydów adeninowych lub funkcjonalności izolowanych mitochondriów. mitochondriów. Stwierdzono, że w tych warunkach nie występuje paradoks wapnia w nerkach psów. w tych warunkach i sugeruje się, że paradoks Ca2+ może być tylko tkanki mięśniowej, która może ulegać skurczowi zależnemu od Ca2+. zależne od Ca2+. --- Uszkodzenie jest podtrzymywane przez izolowane serca po ponownym uzupełnieniu wapnia po krótkim okresie perfuzji okresie perfuzji pożywką bez wapnia w temperaturze 37 stopni. Możliwym mechanizmem dla "paradoksu wapnia" jest to, że ekspozycja na pożywkę wolną od wapnia usuwa zewnątrzkomórkowego wapnia, czyniąc sarkolemmę bardziej przepuszczalną dla wapnia. Po wapnia, uszkodzenie komórek jest wywoływane przez napływ wapnia. Ponieważ lantan jest znany z wypierania wapnia z zewnątrzkomórkowych pul w sercu, został on użyty w próbie modulowania uszkodzenia spowodowanego paradoksem wapniowym. Obecność 10 mikroM lantanu w płynie perfuzyjnym pozbawionym wapnia hamowała całkowicie uwalnianie białka normalnie wytwarzanego przez późniejszą ekspozycję na wapń. Kiedy lantan został dodany po okresie wolnym od wapnia i przed uzupełnieniem wapnia, uwalnianie białka było tylko częściowo zahamowane. Pokazuje to, że zmiana właściwości błony właściwości wystąpiły podczas okresu perfuzji bez wapnia, który może być zapobiec, ale nie odwrócić, przez dodanie lantanu. --- Paradoks Ca(2+) stanowi dobry model do badania uszkodzenia spowodowanego przeciążeniem Ca(2+) w chorobach niedokrwiennych serca. w chorobach niedokrwiennych serca. My i inni wykazaliśmy, że skurcz i kalpaina są zaangażowane w uszkodzenie wywołane paradoksem Ca(2+). Niniejsze badanie miało na celu wyjaśnienie ich roli w tym modelu. Paradoks Ca(2+) został wywołany przez perfuzję izolowanych serc szczurów pożywką KH wolną od Ca(2+) przez 3 min lub 5 min a następnie przez 30 minut uzupełniano Ca(2+). LVDP mierzono w celu odzwierciedlenia funkcję skurczową, a LVEDP mierzono w celu wskazania skurczu. BARWIENIE TTC i ilościowe oznaczenie uwalniania LDH wykorzystano do określenia śmierci komórki. Aktywność kalpainy i uwalnianie troponiny I mierzono po uzupełnieniu Ca(2+). Uzupełnienie Ca(2+) w sercach pozbawionych Ca(2+) po 3 minutach spowodowało prawie brak żywotnych tkanek i zanik funkcji skurczowej. W porównaniu do działanie inhibitora kalpainy MDL28170, KB-R7943, inhibitora układu Na(+)/Ca(2+), zmniejszył poziom LVEDP w większym stopniu, co było dobrze skorelowane z poprawą funkcji skurczowej i przeżywalności tkanek. Zubożenie Ca(2+) przez 5 minut miało taki sam wpływ na uszkodzenie, jak 3-minutowe zubożenie Ca(2+). Ca(2+), z wyjątkiem tego, że LVEDP w 5-minutowej grupie zubożonej w Ca(2+) był niższy niż poziom w grupie z 3-minutowym niedoborem Ca(2+). KB-R7943 nie udało się zmniejszyć poziomu LVEDP, bez poprawy w odzyskiwaniu LVDP w sercach poddanych 5-minutowemu serca poddane 5-minutowemu leczeniu zubożeniem Ca(2+); jednak KB-R7943 zachował swoje działanie ochronne w przeżywającej tkance. Zarówno KB-R7943, jak i MDL28170 osłabiały indukowany uzupełnianiem Ca(2+) wzrost aktywności kalpainy w 3 min lub 5 min sercach pozbawionych Ca(2+). Jednak tylko KB-R7943 zmniejszał uwalnianie troponiny I z paradoksalnego serca Ca (2+). Wyniki te dostarczają dowodów sugerujące, że przykurcz jest główną przyczyną dysfunkcji skurczowej, podczas gdy aktywacja kalpainy pośredniczy w śmierci komórki w paradoksie Ca(2+). --- "Paradoks wapnia" jako termin opisuje szkodliwe skutki dla serca perfundowanego roztworem serca perfundowanego roztworem pozbawionym wapnia, po którym następuje jego uzupełnienie, w tym utratę aktywności mechanicznej i zaburzenia sarkomerów. Biorąc pod uwagę, że mechanizmy mechanizmy sygnalizacji wywołane paradoksem wapniowym pozostają nieuchwytne, w niniejszym badaniu próbowaliśmy zbadać je w izolowanym perfundowanym sercu Rana ridibunda. Stwierdzono, że paradoks wapniowy znacząco aktywuje członków MAPK (p43-ERK, JNK, p38-MAPK). Oprócz uwalniania dehydrogenazy mleczanowej (LDH) w perfuzacie perfuzatu (wskazujące na martwicę), potwierdziliśmy również występowanie apoptozy za pomocą testu TUNEL i identyfikując polimerazę poli (ADP-rybozy) (PARP) i zwiększoną ekspresję Bax. Ponadto, przy użyciu MDL28170 (selektywnego inhibitora kalpainy), ujawniono rolę tej proteazy. Ponadto Ponadto wykazano, że różne kationy dwuwartościowe wywierają działanie ochronne przeciwko paradoksowi wapnia. Co ciekawe, SB203580, inhibitor p38-MAPK, łagodził apoptozę wywołaną paradoksem wapnia. Wynik ten wskazuje, że p38-MAPK odgrywa rolę proapoptotyczną, przyczyniając się do dysfunkcji mięśnia sercowego i śmierci komórek. dysfunkcji mięśnia sercowego i śmierci komórek. Zgodnie z naszą wiedzą, po raz pierwszy wykazano, że paradoks wykazano, że paradoks wapnia indukuje apoptozę u płazów, przy czym p38-MAPK i kalpaina odgrywają znaczącą rolę.
Które zjawisko jest znane jako "paradoks wapnia" w izolowanym perfundowanym sercu?
W przypadku reperfuzji serca z użyciem Ca++ po krótkim okresie perfuzji bez Ca++ obserwuje się nieodwracalną utratę aktywności elektrycznej i mechanicznej. Zjawisko to, po raz pierwszy opisane przez Zimmermana i Hulsmanna, zostało nazwane "paradoksem wapniowym". Zjawisku temu towarzyszy szybkie zużycie wysokoenergetycznych fosforanów w mięśniu sercowym. Paradoks Ca(2+) stanowi dobry model do badania uszkodzenia spowodowanego przeciążeniem Ca(2+) w chorobach niedokrwiennych serca. Paradoks Ca(2+) można wywołać poprzez perfuzję izolowanych serc pożywką wolną od Ca(2+) przez 3 minuty lub 5 minut, a następnie 30-minutowe uzupełnienie Ca(2+). Możliwy mechanizm "paradoksu wapniowego" polega na tym, że ekspozycja na pożywkę pozbawioną wapnia usuwa wapń zewnątrzkomórkowy, czyniąc sarkolemmę bardziej przepuszczalną dla wapnia. Po ponownym uzupełnieniu wapnia, uszkodzenie komórek jest wyzwalane przez napływ wapnia. Dysfunkcja serca spowodowana paradoksem Ca2+ może być związana z apoptozą.