Electrical rhythmicity in the gastrointestinal (GI) muscles is generated by pacemaker cells, known as interstitial cells of Cajal (ICC). In the present study, we investigated the effect of external divalent cations on pacemaking activity in cultured ICC from murine small intestine by using whole-cell patch clamp techniques. ICC generated pacemaker currents under a voltage clamp or electrical pacemaker potentials under a current clamp, and showed a mean amplitude of $-500{\pm}50$ pA or $30{\pm}1$ mV and the frequency of $18{\pm}2$ cycles/min. Treatments of the cells with external 0 mM $Ca^{2+}$ stopped pacemaking activity of ICC. In the presence of 2 mM $Ca^{2+}$, 0 mM external $Mg^{2+}$ depolarized the resting membrane potential, and there was no change in the frequency of pacemaking activity. However, 10 mM external $Mg^{2+}$ decreased the frequency of pacemaking activity ($6.75{\pm}1$ cycles/min, n=5). We replaced external 2 mM $Ca^{2+}$ with equimolar $Ba^{2+}$, $Mn^{2+}$ and $Sr^{2+}$, and they all developed inward current in the sequence of $Ba^{2+}$>$Mn^{2+}$>$Sr^{2+}$. Also the frequency of the pacemaking activity was stopped or irregulated. We investigated the effect of 10 mM $Ba^{2+}$, $Mn^{2+}$ and $Sr^{2+}$ on pacemaking activity of ICC in the presence of external 0 mM $Mg^{2+}$, and found that 10 mM $Ba^{2+}$ and $Mn^{2+}$ induced large inward current and stopped the pacemaking activity of ICC (n=5). Interestingly, 10 mM $Sr^{2+}$ induced small inward current and potentiated the amplitude of pacemaking activity of ICC (n=5). These results indicate that extracellular $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ are requisite for the pacemaking activity of ICC.
Kim, Jung Nam;Song, Ho Jun;Lim, Bora;Kwon, Young Kyu;Kim, Byung Joo
Journal of Pharmacopuncture
/
v.16
no.1
/
pp.43-49
/
2013
Objective: Pyungwi-san (PWS) plays a role in a number of physiologic and pharmacologic functions in many organs. Interstitial cells of Cajal (ICCs) are pacemaker cells that generate slow waves in the gastrointestinal (GI) tract. We aimed to investigate the beneficial effects of PWS in mouse small-intestinal ICCs. Methods: Enzymatic digestion was used to dissociate ICCs from the small intestine of a mouse. The whole-cell patch-clamp configuration was used to record membrane potentials from the cultured ICCs. Results: ICCs generated pacemaker potentials in the GI tract. PWS produced membrane depolarization in the current clamp mode. Pretreatment with a $Ca^{2+}$-free solution and a thapsigargin, a $Ca^{2+}$-ATPase, inhibitor in the endoplasmic reticulum, eliminated the generation of pacemaker potentials. However, only when the thapsigargin was applied in a bath solution, the membrane depolarization was not produced by PWS. Furthermore, the membrane depolarizations due to PWS were inhibited not by U-73122, an active phospholipase C inhibitor, but by chelerythrine and calphostin C, protein kinase C inhibitors. Conclusions: These results suggest that PWS might affect GI motility by modulating the pacemaker activity in the ICCs.
The management of cardiac arrhythmias by cardiac pacing has increased greatly since the treatment of complete heart block with an external transcutaneous pacemaker in 1952, followed by the use of myocardial wires connected to an external pulse generation, by external transvenous pacing, and then by transvenous pacing with implantable components in thoracic wall.By now, the three bases of modern cardiac pacing for bradyarrhythmias had been established [1] an implantable device [2] the transvenous approach [3] the ability of the pacemaker to sense cardiac activity and modify its own function accordingly. In transvenous implantation of a pacemaker, any one of four vessels at the root of the neck is suitable for passage of the electrode - cephalic vein, external jugular vein, internal jugular vein, costo-axillary branch of the axillary vein. The new technique of direct puncture of the subclavian vein, either percutaneously or after skin incision only has been made, is invaluable & is used routinely. We have experienced one 25 years old patient who had rheumatic mitral stenosis & minimum aortic regurgitation with sinus bradycardia associated with premature atrial tachycardia & another 54 years old female patient who was suffered from sick sinus syndrome with sinus bradycardia & sinus arrest. The 1st patient was taken open mitral commissurotomy & aortic valvuloplasty and then was taken atrlal pace-maker implantation through If subclavian puncture method in post-op 14 days, and the second patient was taken atrial pacemaker implantation through If subclavian puncture method. Their postop course was in uneventful & were discharged, without complication. Their condition have been good to now.
Interstitial cells of Cajal (ICC) evoke pacemaker activities in many tissues. The purpose of this study was to investigate the relationship between interstitial cell and pacemaker activity in the human ureter through the recording of spontaneous contractions. Spontaneous contractions of eight circular and longitudinal smooth muscle strips of the human ureter to acetylcholine (ACh) and/or norepinephrine (NE) were observed. Human ureteral strips were divided into proximal and distal groups, and each group was subdivided into circular and longitudinal groups. The proximal group showed spontaneous activities of 3~4 times within 5 minutes in the longitudinal group. ACh ($10^{-4}\;M$) augmented the frequency of the spontaneous contractions. The cumulative application of NE also augmented the frequency in a dose-dependent manner. The effects of NE application were inhibited by concomitant application of $10^{-5}\;M$ glibenclamide. Receptor tyrosine kinase (c-kit) staining revealed abundant ICCs only in proximal tissues. Therefore, spontaneous contractions of the human ureter might be modulated by ICC in the proximal region, and the actions might be related with the activation of cholinergic and/or adrenergic system mediated by a glibenclamide-sensitive pathway.
Objectives : The purpose of this study was to examine the effects of Alisma canaliculatum Extract (ACE) on pacemaker potentials of small and large intestinal interstitial Cells of Cajal (ICC) in mice. Methods : We used enzymatic digestions to dissociate the ICC in the small and large intestine in mice. The whole-cell patch-clamp method was used to record pacemaker potentials in ICC. Results : 1. The ICC generated the pacemaker potentials in small intestine in mice. ACE (0.1-1mg/ml) induced membrane depolarization and decreased frequency with concentration-dependent manners. 2. Pretreatment with a Ca2+ free solution, Na+ 5 mM solution or 2-APB, a nonselective cation channel blocker, stopped the small intestinal ICC pacemaker potentials. In the case of Ca2+-free solution, Na+ 5 mM solution or 2-APB, ACE had no effects on the membrane depolarizations in small intestinal ICC. 3. The ICC generated the pacemaker potentials in large intestine in mice. Membrane depolarization appears regularly in the small intestine, but irregularly in the large intestine. ACE induced membrane depolarization (0.1-1mg/ml) and increased frequency (0.1-0.5mg/ml). 4. Pretreatment with a Ca2+ free solution, Na+ 5 mM solution or 2-APB, stopped the large intestinal ICC pacemaker potentials. In the case of Ca2+-free solution, Na+ 5 mM solution or 2-APB, ACE depolarized the membrane depolarizations in large intestinal ICC. 5. In mice, intestinal transit rate (ITR) values were dose-dependently decreased by the intragastric administration of ACE. Conclusions : These results suggest that ACE can regulate the pacemaker activity of ICC and the reaction by ACE is different from the small and large intestinal ICC, and the control of the intestinal motion by ACE may be caused by many complex processes.
Jinyoung Jang;Shin Hye Kim;Ki Bum Um;Hyun Jin Kim;Myoung Kyu Park
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
v.28
no.2
/
pp.165-181
/
2024
The slow and regular pacemaking activity of midbrain dopamine (DA) neurons requires proper spatial organization of the excitable elements between the soma and dendritic compartments, but the somatodendritic organization is not clear. Here, we show that the dynamic interaction between the soma and multiple proximal dendritic compartments (PDCs) generates the slow pacemaking activity in DA neurons. In multipolar DA neurons, spontaneous action potentials (sAPs) consistently originate from the axon-bearing dendrite. However, when the axon initial segment was disabled, sAPs emerge randomly from various primary PDCs, indicating that multiple PDCs drive pacemaking. Ca2+ measurements and local stimulation/perturbation experiments suggest that the soma serves as a stably-oscillating inertial compartment, while multiple PDCs exhibit stochastic fluctuations and high excitability. Despite the stochastic and excitable nature of PDCs, their activities are balanced by the large centrally-connected inertial soma, resulting in the slow synchronized pacemaking rhythm. Furthermore, our electrophysiological experiments indicate that the soma and PDCs, with distinct characteristics, play different roles in glutamate-induced burst-pause firing patterns. Excitable PDCs mediate excitatory burst responses to glutamate, while the large inertial soma determines inhibitory pause responses to glutamate. Therefore, we could conclude that this somatodendritic organization serves as a common foundation for both pacemaker activity and evoked firing patterns in midbrain DA neurons.
The sinoatrial (SA) node is a complex and inhomogeneous tissue in terms of cell morphology and electrical activity. There are two models of the cellular organisation of the sinoatrial node: the gradient and mosaic models. According to the gradient model there is a gradual transition in morphology and electrical properties of SA node cells from the centre to the periphery of the SA node. In the mosaic model, there is a variable mix of atrial and sinoatrial node cells from the centre to the periphery. This review focuses on the cellular organisation of the rabbit sinoatrial node in terms of the expression of connexin (Cx40, Cx43 and Cx45), L-type $Ca^{2+}$ channel and $Na^+-Ca^{2+}$ exchanger proteins. These immunocytochemical data, together with morphological and electrophysiological data, obtained from the intact sinoatrial node and isolated sinoatrial node cells support the gradient model of the cellular organisation of the SA node. The complex organisation of the sinoatrial node is important for the normal functioning of the sinoatrial node: (i) it allows the sinoatrial node to drive the surrounding hyperpolarized atrial muscle without being suppressed by it; (ii) it helps the pacemaker activity of the sinoatrial node continue under a wide range of physiological and pathophysiological conditions; (iii) it helps protect the sinoatrial node from reentrant arrhythmias.
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine
/
v.28
no.6
/
pp.630-635
/
2014
The purpose of this study was to investigate the effects of Naeso-san in interstitial cells of Cajal (ICCs) in murine small intestine. First, we isolated ICCs from murine small intestine. After that, we cultured these cells for 1 days. The patch-clamp technique was applied on ICCs that formed network-like structures in culture (1 days). Spontaneous rhythms were routinely recorded from cultured ICCs under current-clamp conditions, and the ICCs within networks displayed more robust electrical rhythms (pacemaker potentials). To understand the relationship between Naeso-san and pacemaker activity in ICCs, we examined the effects of Naeso-san on pacemaker potentials of ICCs. In current clamp mode (I = 0), the addition of Naeso-san (10 mg/ml - 50 mg/ml) decreased the amplitude and frequency of the pacemaker potentials of ICCs in a dose dependent manner. However, these effects were blocked by intracellular $GDP{\beta}S$, a G-protein inhibitor, and glibenclamide, a specific ATP-sensitive K+ channels blocker. Pretreatment with SQ-22536, an adenylate cyclase inhibitor, did not block the Naeso-san induced effects, whereas pretreatment with ODQ, a guanylate cyclase inhibitor, or L-NAME, an inhibitor of nitric oxide (NO) synthase blocked the Naeso-san induced effects. Our findings provide insight into unraveling the modulation of Naeso-san in pacemaker potentials of ICCs and developing therapeutic agents against gastrointestinal motility disorders.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.