무스카린 수용체 자극이 기니픽 심근에서 세포내 Na^+ 활성도를 증가시키는 기전에 관한 연구 = A Study on the mechamism of intracellular sodium activity increme induced by muscarinic receptor stimulation in guinea pig papillary muscle
effects of stimulation of muscarinic receptor by carbachol(3×10^-4 M) on intracellular sodium activity(a_N_a), twitch force and membrane potenial were sudied in guinea pig papillary muscle driven at various electrochemical gradient of Na^+. Electrical gradients were modified by change of ECF K^+ concentration from 2.5mM to 5, 10, 20 and 40mM in quiescent muscle and chemical gradients of sodium were done by reduction of ECF Na^+ from 0% to 20n 40 and 60% in 1Hz driven beating and quiescent muscle. Osmolarties were corrected by adding of sucrose and choline chloride. Electrical and chemical gradient of sodium were modified simultaneously by stimulation rate change from oHz to 1/4% 1/3, 1/2, 1, 2 and 3Hz. The a_i/Na twitch force and membrane potential of papillary muscle were measured simultaneosly during experiments.
Carbachol-induced a_N_a, increase was diminished as membrane potential was depolarized progressively by increase of ECF K^+ from 2.5mM to 5, 10, 20, or 40mM. Carbachol-induced a_i/Na increase also became smaller as the chemical gradient if sodium(ratio of intracellular sodium activity to extracellular sodium activity) was decreased by reduction of ECF Na^+ in besting and quiescent muscle. Simultaneous decrease of electrical and chemical gradients of sodium by increase of stimulation frequency, attenuanted carbachol-induced a_i/Na increase. However, Na^+ -H^+ exchange activity was not influenced by decrease of chemical gradient of sodium. Lidocaine 10^-^3 M inhibited carbachol-induced a_i/Na increase.
From the above results, it was suggested that carbachol increasedintracellular sodium activity not by Na^+ -H^+ exchange stimulation, but by lidocaine- or amiloride-sensitive sodium influx, which was dependent on electrochemical gradient of sodium.
박동 및 정지 guinea pig의 심근에서, carba-chol(3*10^-4 M)에 의한 muscarinic receptor자극이 세포내 sodium activity(a_N_a), 수축력과 막전위에 미치는 효과가 Na 이온의 electrochemical gra-dient에 의해 어떻게 영향을 받는가를 관찰하였다. Electrical gradient 변동은 정지 심근에서 ECF K^+ 농도를 2.5mM에서 5, 10, 20, 40mM를 변동시켜 얻었고, Na^+ 이온의 chemical gra-dients는 1Hz로 자극한 박동 및 정지 심근에서, ECF Na^+ 이온을 1%에서 20, 40 그리고 60%까지 감소시켜 얻었다. 이때 삼투압 변동은 suc-rose와 choline chloride로 교정하였다. Na^+ 이온의 electrical 및 chemical gradient는 0Hz에서 1/4, 1/3, 1/2, 1, 2 그리고 3Hz로 자극하여 연속적으로 변동시켰다. 심근의 a_N_a 수축력과 막전위는 계속적으로 측정하였다 Carbachol의 a_N_a 증가효과는, ECF내 K^+을 2.5mM에서 5, 10, 20 그리고 40mM로 증가시키면, 막전위 탈분극 정도에 비례하여 감소하였다. 박동 및 정지심근에서 carbachol의 a_N_a 증가는, ECF내 Na 이온 감소에 의한 Na^+의 chemical gradient 감소(세포의 a_N_a와 세포내 a_N_a비)와 비례하여 감소하였다. 자극 빈도 증가에 의한 Na^+ 이온의 지속적인 ele-ctrochemical gradient의 감소시에는 carbachol의 a_N_a 증가효과가 감소하였다. Na^+ - H^+ exchange 활성도는 exchange 활성도는 Na이온의 chemical gradient 감소에 의해 영향 받지 않았고, NH_4CL은 carbachol의 a_N_a 증가효과에 영향을 미치지 못하였다. lidocaine(10^-^3 M)은 carbachol의 a_N_a 증가효과를 억제하였다.
이상 실험성적은 carbachol의 a_N_a 증가효과가 Na^+ - H^+ exchange를 경유하지 않고, Na^+ chan-nel(lidocaine이나 amiloride에 민감함)을 통해, electrochemical gradient에 dependent한 Na^+ 유입을 증가시켜 일어났음을 시사하고 있다.
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