Abstract
The roles of ${\beta}-adrenoceptor$ were well known in hyperthyroidal heart, but not with ${\alpha}-adrenoceptor$. So we studied the effects of phenylephrine on membrane potential, intracellular sodium activity ($a^{i}_{Na}$), 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. ${\alpha}_1-adrenoceptor$ stimulation by phenylephrine (10^{-5}\;or\;3{\times}10^{-5}M$) produced the following changes: variable changes in action potential duration, a hyperpolarization ($1.5{\pm}0.1mM$) of the diastolic membrane potential, an increase in $a^{i}_{Na}\;(0.4{\pm}0.15mM)$, a stronger positive inotropic effect ($220{\pm}15%$), an increase in $pH_i\;(0.06{\pm}0.002\;unit)$. These changes were flocked by prazosin and atenolol. This indicated that the changes in membrane potential, $a^{i}_{Na}$ twitch force, and $pH_i$ are mediated by a stimulation of the ${\alpha}_1-adrenoceptor$. Ethylisopropylamiloride ($10^{-5}$) also blocked the increase in $a^{i}_{Na}$ and twitch force. On the other hand, strophanthidin, tetrodotoxin, $Cs^+$ or verapamil did not block the increase in $a^{i}_{Na}$ and twitch force. Thus, it was suggested that ${\alpha}_1-adrenoceptor$ stimulation increased $a^{i}_{Na}\;and\;pH_i$ by stimulation of $Na^{+}-H^{+}$ exchange, thereby allowing intracellular alkalinization and $a^{i}_{Na}$ increase. These results were very different from euthyroidal heart which showed ${\alpha}_1-adrenoceptor$-induced decrease in $a^{i}_{Na}$ and initial negative inotropic effect. From the above results, it was concluded that ${\alpha}_1-adrenoceptor$ had a important role in hyperthy-roidal heart.
갑상선 기능 항진증 심장에서의 ${\beta}-adrenoceptor$의 역할은 잘 알려져 있으나 ${\alpha}-adrenoceptor$에 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 $3{\times}10^{-5}M$)에 의한 ${\alpha}_1-adrenoceptor$ 자극은 다양한 활동전위의 변동, 수축기 막전위의 과분극 ($1.5{\pm}0.1mM$), 세포내 활성도 증가 ($0.4{\pm}0.15mM$), 현저한 수축력 증가 ($220{\pm}15%$) 그리고 세포내 pH의 증가 ($0.06{\pm}0.002\;unit$)를 일으켰고, 이와 같은 변동이 prazosin과 atenolol에 의해 차단되었다. 그래서 이들 효과가 ${\alpha}_1-adrenoceptor$를 경유함을 알 수 있었고, 역시, 세포내 $Na^+$ 활성도와 수축력 증가 효과가 $Na^{+}-H^{+}$ 교환기 억제제인 ethylisopropylamiloride로 차단됨으로 보아 ${\alpha}_1-adrenoceptor$ 자극은 $Na^{+}-H^{+}$ 교환기를 자극하여 세포내 $a^{i}_{Na}$와 pH를 증가시킴을 시사한다. 이는 ${\alpha}_1-adrenoceptor$ 자극에 의한 세포내 $Na^+$감소와 초기 수축력 감소 효과를 나타내는 정상 기니픽 심장과는 매우 다른 결과로 갑상선 기능 항진증 심장에서 ${\alpha}_1-adrenoceptor$는 매우 중요한 기능을 갖고 있음을 의미한다.
(College of Medicine School, Chonbuk National University)
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