α2-адренорецепторы (α2-АР) в сердце млекопитающих выполняют функции модуляции регуляторных влияний. Активация α2-АР ингибирует синтез циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) аденилатциклазой. If токи мамбраны сердечной клетки модулируются уровнем цАМФ, симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Модуляция деятельности If токов через цАМФ имеет существенное значение в увеличении или уменьшении частоты сердцебиений отделами вегетативного отдела нервной системы. Показано, что активизация адренергических рецепторов приводит в действие If и этим увеличивает хронотропную функцию сердца с помощью β-адренорецепторного зависимого повышения уровня цАМФ. Поскольку HCN-каналы и α2-АР присутствуют в кардиомиоцитах, возможно If токи являются эффектором адренергической регуляции сердца и через данный тип рецепторов. Цель данного исследования изучение влияния стимуляции α2-адренорецепторов на фоне предварительной блокады If на электрическую активность кардиомиоцитов крыс.

Объект исследования - белые беспородные крысы 6-недельного возраста, на этапе начала пубертатного периода развития. Препарат правого предсердия готовили, сохраняя синусно-предсердный узел, затем размещали в ванночку эндокардиальным слоем вверх и закрепляли. Через ванночку проходил физиологический раствор Тироде. Регистрация потенциала действия проводилась с использованием стандартного метода внутриклеточной регистрации потенциала действия. Микроэлектроды, заполненные 3М раствором KCl и сопротивлением 30 МОм, закреплялись в холдер, и погружались в препарат. В качестве фармакологического препарата использовали блокатор токов, активируемых при гиперполяризации, ZD7288 в концентрациях 10-9 М и агонист альфа2-адренорецепторов клонидин гидрохлорид в концентрации 10-9 М. Исследовались такие параметры потенциала действия как длительность потенциала действия на уровне 20%, 50% и 90% реполяризации, амплитуда потенциала действия, длина цикла.

При перфузии клонидина гидрохлорида в концентрации 10-9 М на фоне действия ZD7288 (10-9 М) длительность потенциала действия на уровне 20% у 6-недельных крыс увеличивалось с 6,34±2,86 до 8,2±3,14 мс (р≤0,05). Исходное значение длительности потенциала действия на уровне 50% составляло 14±4,25 мс. На 7 минуте после введения блокатора If наблюдалось увеличение данного параметра до 19,85±3,57 мс (р≤0,05). После введения клонидина гидрохлорида на фоне блокады If наблюдалось достоверное увеличение длительности потенциала действия на уровне 50% до 22,13±4,6 мс (р≤0,05). Клонидин гидрохлорид на фоне действия ZD7288 способствовал возрастанию длительности потенциала действия на уровне 90% с 30,45±6,54 до 32,78±4,16 мс (р≤0,05) к 7-й минуте эксперимента, до 32,54±4,66 мс (р≤0,05) к 15-й минуте наблюдения. Общая длина цикла возрастала с 115,1±8,56 до 128,51±8,19 мс (р≤0,01), а частота генерации потенциала действия снижалось с 326,8±43,22 до 319,16±54,33 ед/мин (р≤0,05) к 7-ой минуте эксперимента.

Таким образом, стимуляция альфа2-адренорецепторов на фоне предварительной блокады токов, активируемых гиперполяризацией вызывала увеличение длительности потенциала действия предсердного миокарда за счет удлинения фазы реполяризации предсердных миоцитов крыс 6-ти недельного возраста.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 21-15-00121, https://rscf.ru/project/21-15-00121/).

The α2-adrenoreceptors (α2-AR) in mammalian heart perform the functions of regulatory effects modulation. Activation of α2-AR inhibits the synthesis of cyclic adenosine monophosphate (cAMP) by adenylate cyclase. If currents of the myocardium cells are modulated by the level of cAMP, sympathetic and parasympathetic departments of the autonomic nervous system. Modulation of the If currents activity via cAMP is essential in the increase or decrease of heart rate by the departments of the autonomic nervous system. It has been shown that activation of adrenergic receptors activates If and thereby increases the chronotropic function of the heart through β-adrenoreceptor dependent increase in the level of cAMP. Since HCN channels and α2-AR are present in cardiomyocytes, it is possible that If currents are an effector of adrenergic regulation of the heart through this type of receptor as well. The aim of this study is to investigate the effect of α2-adrenoreceptor stimulation after If preliminary blockade on the electrical activity of rat cardiomyocytes.

The object of the study was 6 weeks old white rats, at the stage of the beginning of pubertal period of development. The preparation of the right atrium was prepared, keeping the sinoatrial node, then placed in the tray with the endocardial layer up and fixed. Thyrode's physiological solution was passed through the tub. Action potential registration was performed using the standard method of intracellular action potential registration. Microelectrodes filled with 3M KCl solution and 30 MOm resistance were fixed in the holder and immersed in the drug. The pharmacological drug used was ZD7288, a blocker of currents activated by hyperpolarization, in concentrations of 10-9 M and clonidine hydrochloride, an alpha2-adrenoreceptor agonist, in concentrations of 10-9 M. Such parameters of action potential as duration of action potential at 20%, 50%, and 90% repolarization, amplitude of action potential, and cycle length were studied.

Perfusion of clonidine hydrochloride at a concentration of 10-9 M against ZD7288 (10-9 M) increased action potential duration at the 20% level in 6-week-old rats from 6.34±2.86 to 8.2±3.14 ms (p≤0.05). The baseline value of action potential duration at the 50% level was 14±4.25 ms. At 7 minutes after administration of the If blocker, there was an increase in this parameter to 19.85±3.57 ms (p≤0.05). After administration of clonidine hydrochloride after If blockade, there was a significant increase in action potential duration of 50% to 22.13±4.6 ms (p≤0.05). Clonidine hydrochloride after ZD7288 promoted a 90% increase in action potential duration from 30.45±6.54 to 32.78±4.16 ms (p≤0.05) by the 7th minute of experiment, to 32.54±4.66 ms (p≤0.05) by the 15th minute of observation. Total cycle length increased from 115.1±8.56 to 128.51±8.19 ms (p≤0.01), and the frequency of action potential generation decreased from 326.8±43.22 to 319.16±54.33 units/min (p≤0.05) by the 7th minute of experiment.

Thus, stimulation of alpha2-adrenoreceptors after preliminary blockade of hyperpolarization activated currents caused an increase in atrial myocardial action potential duration due to prolongation of the repolarization phase of atrial myocytes of 6-week-old rats.

The study was supported by Russian Science Foundation (grant No. 21-15-00121, https://rscf.ru/ project/21-15-00121/).