• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제1권6호
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• pp.707-716
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• 1997

Recent reports revealed that the $Na^+-Ca^{2+}$ exchangers and feet structures of sarcoplasmic reticulum(SR) are located in close vicinity in the specific compartment. Therefore, we investigated the possibility that the $Na^+-Ca^{2+}$ exchanger may decrease the tension development by transporting the $Ca^{2+}$ out of the cell right after it released from SR, on the basis of this anatomical proximity. We exammined the negative force-frequency relationship of the developed tension in the electrically field stimulated left atria of postnatal developing rat(1, 3 day, 1 week and 4 week old after birth). Cyclopiazonic $acid(3{\times}10^{-5}\;M)$ treatment decreased the developed tension further according to postnatal age. $Monensin(3{\times}10^{-6}\;M)$ treatment did not increase the maximal tension in 4 week-old rat, preserving negative staircase, while the negative staircase in the younger rat were flattened. $Ca^{2+}$ depletion in the buffer elicited more suppression of the maximal tension according to the frequency in all groups except the 4 week-old group. The % decrease of the maximal developed tension of 4 week-old group at 1 Hz to that of 0.1 Hz after $Na^+$ and $Ca^{2+}$ depletion was only a half of those of the yonger groups. Taken together, it is concluded that the $Na^+-Ca^{2+}$ exchange transports more $Ca^{2+}$ released from SR out of the cell in proportion to the frequency, and this is responsible for the negative staircase effect of the rat heart.

• 대한약리학회지
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• 제30권1호
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• pp.67-73
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• 1994

Na-Ca 교환은 calcium 이온을, 세포 내외의 Na 이온 농도차에 의해서 형성되는 원동력의 방향에 따라, 세포내로(역방향 Na-Ca 교환), 혹은 세포밖으로(정방향 Na-Ca 교환) 이동시킨다. 그러므로 Na-Ca 교환은 심근 수축 운동의 조절 기전의 하나로 받아 들여지고 있다. 그러나, 세포내의 Na 이온 농도는 항상 세포외의 농도보다 낮으므로, 역방향 Na-Ca 교환의 존재와 아울러 이의 심근 수축에 있어서의 역할 가능성에 대해 많은 연구자들이 회의를 가지고 있는 것이 사실이다. 그러므로 본 연구는 흰쥐의 좌심방을 이용하여, 역방향 Na-Ca 교환의 존재 여부와 그 역할의 존재 가능성을 추구하여 보고자 하였다. 흰쥐의 좌심방은 전기장 자극(0.5msec, supramaximal voltage)으로 수축을 유발하고, 자극 빈도를 안정시 4Hz에서 0.4, 1, 8Hz로 변동시킬때 그 수축 장력에서 특징적인 역 사다리 효과(negative staircase effect)가 나타내었으나, 이때 $^{45}Ca$ 섭취는 저빈도로 갈수록, 또한 고빈도로 갈수록 증가되는 이원적인 증가를 나타내었다 자극 빈도를 4Hz 에서 0.4Hz로 변동시에는 수축 장력이 특징적인 삼단계 변환, 즉 급격히 증가하는 첫단계에 이어 급격하게 감소하는 이단계와 안정되어지는 삼단계로 나타났다. $^{45}Ca$ 섭취도 장력 변동과 같은 양상으로 처음 30초 동안에 현저하게 증가한 후 감소되었다. Na-Ca 억제 약물인 benzamil은 $10^{-5}M$에서부터 $3{\times}10^{-4}M$까지 용량에 비례하여 특히 초기의 장력증가를 봉쇄하였다. Bay K-8644$(3{\times}10^{-5}M)$ 처치는 자극 빈도 감소에 따른 수축력 증가를 현저하게 항진시켰으며, benzamil처치는 이때에도 억압을 나타내었다. Verapamil $3{\times}10^{-5}M$ 전처치시에는 4Hz 자극시의 수축 운동은 완전히 소실시켰으나, 0.4 혹은 1 Hz로 바꿈에 따라 수축 운동이 재현되었다. 이때 $^{45}Ca$ 섭취는 verapamil을 전처치하지 않은 경우보다 현저하게 항진되었다. 이상의 결과로 보아, 흰쥐의 좌심방에서 자극 빈도 감소후에는, 먼저 역방향 Na-Ca 교환에 의해 calcium이온이 세포내로 유입되어 수축운동의 항진이 유발되고, 이어 Na-Ca 교환이 정방향으로 변환되어 calcium이온을 세포밖으로 유출시킴에 따라 수축 운동이 감소된다고 생각한다.