Введение. Предполагается, что в основе механизма генерации спонтанных импульсов сердца взрослых животных лежит самопроизвольное высвобождение ионов кальция из саркоплазматического ретикулюма через рианодиновые рецепторы, которое в свою очередь связано с ионными токами мембраны, в частности с работой Na/Ca–обменного механизма [Lakatta et al., 2010; Lyashkov, et al., 2018]. В тоже время клеточные механизмы, ответственные за электрическую возбудимость в эмбриональном сердце мало изучены, а имеющиеся экспериментальные данные противоречивы [Opthof, 2007]. Один из важных вопросов заключается в том, обусловлена ли активность эмбрионального миокарда теми же механизмами, что и в сердце взрослых животных [Goenezen et al., 2012].

Цель данной работы заключалась в оценке вклада Na/Ca-обменного механизма и рианодиновых рецепоторов в генерацию электрической активности у клеток правого предсердия куриных эмбрионов.

Материалы и методы. Эксперименты проводили с помощью стандартной микроэлектродной техники и фармакологического анализа на спонтанно сокращающихся препаратах правого предсердия куриных эмбрионов (HH36, m тела=3.6±0.3 г). В качестве ингибитора Na/Ca-обменного механизма (INaCa) использовали селективный блокатор SN-6 (4-тиазолидинкарбоновая кислота), для изучения роли рианодиновых рецепторов – рианодин («Sigma», Германия). Значимость различий определяли по U–критерию Манна–Уитни (р<0.05). Данные приведены как среднее арифметическое ± стандартное отклонение (М±σ).

Результаты. В контрольном солевом растворе (31±1 ºС) у препаратов правого предсердия куриного эмбриона частота генерации потенциалов действия (ПД) составила 145±15 имп/мин, а скорость нарастания переднего фронта ПД (dV/dtmax) – 103±41 В/с (n=18). Все зарегистрированные ПД имели фазу медленной диастолической деполяризации (МДД, фаза 4).

При ингибировании Na/Ca-обменного механизма с помощью SN-6 (10 мкМ, n=11) регистрировали повышение частоты генерации ПД на 15% за счет укорочения длительности фазы МДД на 18% по сравнению с контролем (р<0.05). Остальные электрофизиологические параметры ПД достоверно не изменялись.

Добавление в перфузирующий раствор рианодина (1 мкМ, n=10) вызывало аналогичный эффект: длительность фазы медленной диастолической деполяризации укорачивалась, что приводило к повышению частоты генерации ПД в среднем на 17% (р<0.05). Данный эффект регистрировали на протяжении всей экспозиции рианодина (60 минут). Прекращения электрической активности у препаратов правого предсердия куриного эмбриона при действии рианодина не зарегистрировано.

Заключение. Увеличение внутриклеточной концентрации ионов кальция в результате добавления рианодина или ингибирования работы Na/Ca-обменного механизма у клеток водителя ритма куриного эмбриона не приводило к замедлению, нарушению или остановке генерации электрических импульсов. В отличие от взрослых животных, где нарушение функционирования этих ионных каналов приводит к отрицательному хронотропному эффекту [Lakatta et al., 2010], в эмбриональном сердце происходило повышение частоты генерации ПД. Полученные данные позволяют заключить, что на данном этапе эмбрионального развития Na/Ca-обменный механизм и рианодиновые рецепторы не играют ключевой роли в механизме формирования электрических импульсов в эмбриональном сердце курицы.

Introduction. To date, it is assumed that the mechanism of generation of spontaneous impulses heart in adult animals is based on the spontaneous release of Ca2+ from the sarcoplasmic reticulum through ryanodine receptors. This process is associated with the of the membrane ionic currents, in particular with the operation of the Na+/Ca2+ exchanger [Lakatta et al., 2010; Lyashkov, et al., 2018]. At the same time, the cellular mechanisms which underlie spontaneous activity in embryonic heart cells are unclear and the available experimental data are contradictory [Opthof, 2007]. One of the important questions is whether the activity of the embryonic myocardium is determined by the same mechanisms as in adult animals heart [Goenezen et al., 2012].

The aim of this study was to evaluate the contribution evaluate the contribution of the Na+/Ca2+ exchanger and ryanodine receptors to the generation of electrical activity in the of embryonic chick right atrium cells.

Materials and methods. Experiments were performed using standard microelectrode technique and pharmacological analysis on spontaneously contracting preparations of the right atrium embryonic chick (HH36, m=3.6±0.3 g). We used SN-6 (4-Thiazolidinecarboxylic acid) as an inhibitor of Na+/Ca2+ exchanger. To study the role of ryanodine receptors, we used ryanodine. Values are presented as means ± SE (М±σ) and were analyzed by the unpaired U- test Mann–Whitney (р<0.05).

Results. In the control saline solution (31±1 ºС) in preparations from the of embryonic chick right atrium the spontaneous rate of action potential (AP) was 145±15 imp/min, and the maximal upstroke velocity (dV/dtmax) was 103±41 V/s (n=18). Action potentials had a phase of slow diastolic depolarization (DD, phase 4). Inhibition of the Na+/Ca2+ exchanger with SN-6 (10 μM, n=11) resulted in an increase in the spontaneous rate by 15% due to a shortening of the duration of of slow diastolic depolarization by 18% compared with the control (p<0.05). Other electrophysiological parameters of AP did not change significantly. When we added ryanodine (1 μM, n=10) to the perfusion solution, we obtained a similar effect: the duration of the phase of slow diastolic depolarization was shortened. This caused an increase in the spontaneous rate by 17% (р<0.05). We recorded this effect throughout the entire exposure of ryanodine (60 minutes). Cessation of electrical activity in preparations of the embryonic chick right atrium under of ryanodine was not registered.

Conclusion. An increase in the intracellular concentration of Ca2+ as a result of the addition of ryanodine or inhibition of the Na+/Ca2+ exchanger in chick embryo pacemaker cells did not slow down, disrupt, or stop the generation of electrical impulses. In contrast to adult animals, where disruption of the functioning of these ion channels leads to a negative chronotropic effect [Lakatta et al., 2010], an increase in the generation of the rhythmic action potentials occurred in the embryonic heart. The data obtained allow us to conclude that at this stage of embryonic development, the Na+/Ca2+ exchanger and ryanodine receptors do not play a key role in the mechanism of the formation of electrical impulses in the embryonic chicken heart.