갑상선 기능 항진 기니픽 심근에서 α₁-Adrenergic 수용체 자극이 막전위, 수축력 및 세포내 Na⁺과 H⁺ 활성도에 미치는 영향

Effects of α₁-Adrenergic Stimulation on Membrane Potential, Twitch Force, Intracellular Na⁺, and H⁺ Activity in Hyperthyroid Guinea Pig Ventricular Muscle

갑상선 기능 항진증 심장에서의 β-adrenoceptor의 역할은 잘 알려져 있으나 α-adrenoceptor에 대해서는 알려져 있지 않은 바, 저자 등은 갑상선 기능 항진증 기니픽 심장의 유두근에서 일반 미세 전극과 이온-선택적 미세 전극을 이용하여 세포내 Na⁺과 H⁺ 활성도에 대한 phenylephrine의 영향을 연구하였다. Phenylephrine (10^-5 또는 3 × 10^-5M)에 의한 α₁-Adrenoceptor 자극은 다양한 활동전위의 변동, 수축기 막전위의 과분극 (1.5 ± 0.1mM), 세포내 활성도 증가 (0.4 ± 0.15mM), 현저한 수축력 증가 (220 ± 15%) 그리고 세포내 pH의 증가 (0.06 ± 0.002 unit)를 일으켰고, 이와 같은 변동이 prazosin과 atenolol에 의해 차단되었다. 그래서 이들 효과가 α₁-Adrenoceptor를 경유함을 알 수 있었고, 역시, 세포내 Na⁺ 활성도와 수축력 증가 효과가 Na⁺-H⁺ 교환기 억제제인 ethylisopropylamiloride로 차단됨으로 보아 α₁-Adrenoceptor 자극은 Na⁺-H⁺ 교환기를 자극하여 세포내 aⁱ_Na와 pH를 증가시킴을 시사한다. 이는 α₁-Adrenoceptor 자극에 의한 세포내 Na⁺감소와 초기 수축력 감소 효과를 나타내는 정상 기니픽 심장과는 매우 다른 결과로 갑상선 기능 항진증 심장에서 α₁-Adrenoceptor는 매우 중요한 기능을 갖고 있음을 의미한다.

The roles of β-adrenoceptor were well known in hyperthyroidal heart, but not with α-adrenoceptor. So we studied the effects of phenylephrine on membrane potential, intracellular sodium activity (aⁱ_Na), twitch force, and intracellular pH (pH_i) by continuous intracellular recordings with ion-selective and conventional microelectrodes in the papillary muscles of hyperthyroid guinea pig heart. α₁-Adrenoceptor stimulation by phenylephrine (10^-5 or 3 × 10^-5M) produced the following changes: variable changes in action potential duration, a hyperpolarization (1.5 ± 0.1mM) of the diastolic membrane potential, an increase in aⁱ_Na (0.4 ± 0.15mM), a stronger positive inotropic effect (220 ± 15%), an increase in pH_i (0.06 ± 0.002 unit). These changes were flocked by prazosin and atenolol. This indicated that the changes in membrane potential, aⁱ_Na twitch force, and pH_i are mediated by a stimulation of the α₁-Adrenoceptor. Ethylisopropylamiloride (10^-5) also blocked the increase in aⁱ_Na and twitch force. On the other hand, strophanthidin, tetrodotoxin, Cs⁺ or verapamil did not block the increase in aⁱ_Na and twitch force. Thus, it was suggested that α₁-Adrenoceptor stimulation increased aⁱ_Na and pH_i by stimulation of Na⁺-H⁺ exchange, thereby allowing intracellular alkalinization and aⁱ_Na increase. These results were very different from euthyroidal heart which showed α₁-Adrenoceptor-induced decrease in aⁱ_Na and initial negative inotropic effect. From the above results, it was concluded that α₁-Adrenoceptor had a important role in hyperthy-roidal heart.