Voltage-activated currents in cardiac myocytes of the blue mussel, Mytilus edulis

Voltage-sensitive ionic currents were identified and characterised in ventricular myocytes of the bivalve mollusc, Mytilus edulis, using the whole-cell patch-clamp technique. Two outward currents could be distinguished. A potassium A current (I-A) activated at - 30 mV from a holding potential of - 60 mV. This transient current was inactivated by holding the cells at a potential of - 40 mV and was also blocked by applying 4-aminopyridine (3 mM) to the external bath solution. A second current was identified as a delayed rectifier (I-K). This also activated at - 30 mV but exhibited a sustained time course and was still activated at a holding potential of - 40 mV. Both outward currents were reduced in the presence of tetraethylammonium ions (30 mM). A small number of heart cells also showed an inward sodium current (I-Na). This current appeared at potentials more positive than - 50 mV, reached a maximum at - 20 mV, and decreased with further depolarisation. I-Na was inactivated at a holding potential of - 40 mV and was blocked by tetrodotoxin (1 mu M). A second inward current had a sustained time course and was not inactivated by holding the cell at a potential of -40 mV, and was also not abolished by tetrodotoxin. This current peaked at 0 mV, decreasing with further depolarisation. Furthermore, it was enhanced by the addition of barium ions (3 mM) to the bath and was blocked by external cobalt (2 mM) or nifedipine (15 mu M) These findings are consistent with this being an L-type calcium current (I-Ca) The possible physiological roles of these currents in M. edulis heart are discussed. (C) 1999 Elsevier Science Inc. All rights reserved.

Nifedipine blocks Ca2+ store refilling through a pathway not involving L-type Ca2+ channels in rabbit arteriolar smooth muscle

This study assessed the contribution of L-type Ca2+ channels and other Ca2+ entry pathways to Ca2+ store refilling in choroidal arteriolar smooth muscle. Voltage-clamp recordings were made from enzymatically isolated choroidal microvascular smooth muscle cells and from cells within vessel fragments (containing <10 cells) using the whole-cell perforated patch-clamp technique. Cell Ca2+ was estimated by fura-2 microfluorimetry. After Ca2+ store depletion with caffeine (10 mM), refilling was slower in cells held at -20 mV compared to -80 mV (refilling half-time was 38 +/- 10 and 20 +/- 6 s, respectively). To attempt faster refilling via L-type Ca2+ channels, depolarising steps from -60 to -20 mV were applied during a 30 s refilling period following caffeine depletion. Each step activated L-type Ca2+ currents and [Ca2+]i transients, but failed to accelerate refilling. At -80 mV and in 20 mM TEA, prolonged caffeine exposure produced a transient Ca2+-activated Cl- current (I(Cl)(Ca)) followed by a smaller sustained current. The sustained current was resistant to anthracene-9-carboxylic acid (1 mM; an I(Cl)(Ca) blocker) and to BAPTA AM, but was abolished by 1 microM nifedipine. This nifedipine-sensitive current reversed at +29 +/- 2 mV, which shifted to +7 +/- 5 mV in Ca2+-free solution. Cyclopiazonic acid (20 microM; an inhibitor of sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase) also activated the nifedipine-sensitive sustained current. At -80 mV, a 5 s caffeine exposure emptied Ca2+ stores and elicited a transient I(Cl)(Ca). After 80 s refilling, another caffeine challenge produced a similar inward current. Nifedipine (1 microM) during refilling reduced the caffeine-activated I(Cl)(Ca) by 38 +/- 5 %. The effect was concentration dependent (1-3000 nM, EC50 64 nM). In Ca2+-free solution, store refilling was similarly depressed (by 46 +/- 6 %). Endothelin-1 (10 nM) applied at -80 mV increased [Ca2+]i, which subsided to a sustained 198 +/- 28 nM above basal. Cell Ca2+ was then lowered by 1 microM nifedipine (to 135 +/- 22 nM), which reversed on washout. These results show that L-type Ca2+ channels fail to contribute to Ca2+ store refilling in choroidal arteriolar smooth muscle. Instead, they refill via a novel non-selective store-operated cation conductance that is blocked by nifedipine.

Activation of the cGMP/PKG pathway inhibits electrical activity in rabbit urethral interstitial cells of Cajal by reducing the spatial spread of Ca2+ waves.

In the present study we used a combination of patch clamping and fast confocal Ca2+ imaging to examine the effects of activators of the nitric oxide (NO)/cGMP pathway on pacemaker activity in freshly dispersed ICC from the rabbit urethra, using the amphotericin B perforated patch configuration of the patch-clamp technique. The nitric oxide donor, DEA-NO, the soluble guanylyl cyclase activator YC-1 and the membrane-permeant analogue of cGMP, 8-Br-cGMP inhibited spontaneous transient depolarizations (STDs) and spontaneous transient inward currents (STICs) recorded under current-clamp and voltage-clamp conditions, respectively. Caffeine-evoked Cl- currents were unaltered in the presence of SP-8-Br-PET-cGMPs, suggesting that activation of the cGMP/PKG pathway does not block Cl- channels directly or interfere with Ca2+ release via ryanodine receptors (RyR). However, noradrenaline-evoked Cl- currents were attenuated by SP-8-Br-PET-cGMPs, suggesting that activation of cGMP-dependent protein kinase (PKG) may modulate release of Ca2+ via IP3 receptors (IP3R). When urethral interstitial cells (ICC) were loaded with Fluo4-AM (2 microm), and viewed with a confocal microscope, they fired regular propagating Ca2+ waves, which originated in one or more regions of the cell. Application of DEA-NO or other activators of the cGMP/PKG pathway did not significantly affect the oscillation frequency of these cells, but did significantly reduce their spatial spread. These effects were mimicked by the IP3R blocker, 2-APB (100 microm). These data suggest that NO donors and activators of the cGMP pathway inhibit electrical activity of urethral ICC by reducing the spatial spread of Ca2+ waves, rather than decreasing wave frequency.

Contribution of reverse Na+/Ca2+ exchange to spontaneous activity in interstitial cells of cajal in the rabbit urethra

Interstitial cells of Cajal (ICC) isolated from the rabbit urethra exhibit regular Ca2+ oscillations that are associated with spontaneous transient inward currents (STICs) recorded under voltage clamp. Their frequency is known to be very sensitive to external Ca2+ concentration but the mechanism of this has yet to be elucidated. In the present study experiments were performed to assess the role of Na+-Ca2+ exchange (NCX) in this process. Membrane currents were recorded using the patch clamp technique and measurements of intracellular Ca2+ were made using fast confocal microscopy. When reverse mode NCX was enhanced by decreasing the external Na+ concentration [Na+]o from 130 to 13 mM, the frequency of global Ca2+ oscillations and STICs increased. Conversely, inhibition of reverse mode NCX by KB-R7943 and SEA0400 decreased the frequency of Ca2+ oscillations and STICs. Application of caffeine (10 mM) and noradrenaline (10 microM) induced transient Ca2+-activated chloride currents (I(ClCa)) at -60 mV due to release of Ca2+ from ryanodine- and inositol trisphosphate (IP3)-sensitive Ca2+ stores, respectively, but these responses were not blocked by KB-R7943 or SEA0400 suggesting that neither drug blocked Ca2+-activated chloride channels or Ca2+ release from stores. Intact strips of rabbit urethra smooth muscle develop spontaneous myogenic tone. This tone was relaxed by application of SEA0400 in a concentration-dependent fashion. Finally, single cell RT-PCR experiments revealed that isolated ICC from the rabbit urethra only express the type 3 isoform of the Na+-Ca2+ exchanger (NCX3). These results suggest that frequency of spontaneous activity in urethral ICC can be modulated by Ca2+ entry via reverse NCX.

T- and L-type Ca2+ currents in freshly dispersed smooth muscle cells from the human proximal urethra

The purpose of the present study was to characterise Ca2+ currents in smooth muscle cells isolated from biopsy samples taken from the proximal urethra of patients undergoing surgery for bladder or prostate cancer. Cells were studied at 37 degreesC using the amphotericin B perforated-patch configuration of the patch-clamp technique. Currents were recorded using Cs+-rich pipette solutions to block K+ currents. Two components of current, with electrophysiological and pharmacological properties typical of T- and L-type Ca2+ currents, were present in these cells. When steady-state inactivation curves for the L current were fitted with a Boltzmann equation, this yielded a V-1/2 of -45 +/- 5 mV. In contrast, the T current inactivated with a V-1/2 of -80 +/- 3 mV. The L currents were reduced in a concentration-dependent manner by nifedipine (ED50 = 159 +/- 54 nm) and Ni2+ (ED50 = 65 +/- 16 muM) but were enhanced when external Ca2+ was substituted with Ba2+. The T current was little affected by TTX, reduction in external Na+, application of nifedipine at concentrations below 300 nm or substitution of external Ca2+ with Ba2+, but was reduced by Ni2+ with an ED50 of 6 +/- 1 mum. When cells were stepped from -100 to -30 mV in Ca2+-free conditions, small inward currents could be detected. These were enhanced 40-fold in divalent-cation-free solution and blocked in a concentration-dependent manner by Mg2+ with an ED50 of 32 +/- 16 mum. These data support the idea that human urethral myocytes possess currents with electrophysiological and pharmacological properties typical of T- and L-type Ca2+ currents.

Nerve Growth Factor Sensitisation of TRPA1 on Sensory Neurones

Background: Sensory neurones from the trigeminal nerve innervate the oro-facial region and teeth. Transient receptor potential channels (TRPs) expressed by these neurones are responsible for relaying sensory information such as changes in ambient temperature, mechanical sensations and pain. Study of TRP channel expression and regulation in human sensory neurones therefore merits investigation to improve our understanding of allodynia and hyperalgesia. Objective: The objective of this study was to differentiate human dental pulp stem cells (hDPSCs) towards a neuronal phenotype (peripheral neuronal equivalents; PNEs) and employ this model to study TRP channel sensitisation. Method: hDPSCs were enriched by preferential adhesion to fibronectin, plated on coverslips (thickness 0) coated with poly-l-ornithine and laminin and then differentiated for 7 days in neurobasal A medium with additional supplementation. A whole cell patch clamp technique was used to investigate whether TRP channels on PNE membranes were modulated in the presence of nerve growth factor (NGF). PNEs were treated with NGF for 20 minutes immediately before experimentation and then stimulated for TRPA1 activity using cinnamaldehyde. Peak currents were read at 80 mV and -80 mV and compared to peak currents recorded in untreated PNEs. Data were analysed and plotted using Clampfit9 software (Molecular Devices, Sunnyvale, California, USA). Result: Results showed for the first time that pre-treatment of PNEs by NGF produced significantly larger inward and outward currents demonstrating that TRPA1 channels on PNE membranes were capable of becoming sensitised following treatment with NGF. Conclusion: Sensitisation of TRPA1 by NGF provides evidence of a mechanism for rapid neuronal sensitisation that is independent of TRPA1 gene expression

Insulin resistance, hyperlipidemia, and hypertension in mice lacking endothelial nitric oxide synthase.

BACKGROUND: Insulin resistance and arterial hypertension are related, but the underlying mechanism is unknown. Endothelial nitric oxide synthase (eNOS) is expressed in skeletal muscle, where it may govern metabolic processes, and in the vascular endothelium, where it regulates arterial pressure. METHODS AND RESULTS: To study the role of eNOS in the control of the metabolic action of insulin, we assessed insulin sensitivity in conscious mice with disruption of the gene encoding for eNOS. eNOS(-/-) mice were hypertensive and had fasting hyperinsulinemia, hyperlipidemia, and a 40% lower insulin-stimulated glucose uptake than control mice. Insulin resistance in eNOS(-/-) mice was related specifically to impaired NO synthesis, because in equally hypertensive 1-kidney/1-clip mice (a model of renovascular hypertension), insulin-stimulated glucose uptake was normal. CONCLUSIONS: These results indicate that eNOS is important for the control not only of arterial pressure but also of glucose and lipid homeostasis. A single gene defect, eNOS deficiency, may represent the link between metabolic and cardiovascular disease.

Influence des glycines du lien S4-S5 sur le couplage électromécanique des canaux ioniques dépendants du voltage

Les canaux potassiques dépendants du voltage sont formés de quatre sous-unités, chacune possédant six segments transmembranaires (S1-S6) et une boucle (p-loop) qui se trouve entre le cinquième et le sixième segment au niveau du pore. Il est connu que le segment senseur du voltage (S1-S4) subit un mouvement lorsque le potentiel membranaire change. Pour ouvrir le canal, il est nécessaire de transférer l'énergie du senseur du voltage (généré par le mouvement des charges positives de S4) au pore. Le mécanisme exact de ce couplage électromécanique est encore sous étude. Un des points de liaison entre le senseur de voltage et le pore est le lien physique fait par le segment S4-S5 (S45L). Le but de cette étude est de déterminer l'influence de la flexibilité du segment S45L sur le processus de couplage. Dans le S45L, trois glycines sont distribuées dans des positions différentes. Elles sont responsables de la flexibilité des hélices-alpha. Ces glycines (mais pas leurs positions exactes) sont conservées pour tous les canaux potassiques dépendants de potentiel. En utilisant la technique de mutagènes dirigé, la glycine a été remplacée dans chacune de ces différentes positions par une alanine et dans une deuxième étape, par une proline (pour introduire un angle dans l'hélice). Pour étudier le comportement des canaux dans cette nouvelle conformation, on a appliqué la technique de « patch clamp » pour déterminer les effets lors de l'ouverture du pore (courant ionique). Avec le « cut-open oocyte voltage-clamp », nous avons étudié les effets sur le mouvement du senseur de voltage (courant “gating”) et la coordination temporelle avec l'ouverture du pore (courant ionique). Les données ont montré qu’en réduisant la flexibilité dans le S45L, il faut avoir plus d'énergie pour faire ouvrir le canal. Le changement pour une proline suggère que le mouvement du senseur est indépendant du pore pendant l'ouverture du canal.

Régulation des hémicanaux de connexine 43 : implication dans la cardioprotection contre les lésions ischémiques

La connexine 43 (Cx43) est l’unité protéique de base dans la formation des canaux des jonctions gap (JG) responsables des échanges intercellulaires. Toutefois, elle forme aussi des canaux non-jonctionnels à large conductance, nommés hémicanaux (Hc), qui fournissent un accès entre l’intérieure des cellules et le milieu extracellulaire. Bien qu’ils soient beaucoup moins étudiés que les JG, on estime que les Hc restent normalement à l’état fermé, et ce, grâce à la phosphorylation des connexines qui les forment. Suite à un stress ischémique, les Cx43 se déphosphorylent et entraînent ainsi l’ouverture des Hc de Cx43 (HcCx43), un effet qui compromet la survie des cellules. La protéine kinase C (PKC) est l’enzyme de phosphorylation qui possède le plus grand nombre de sites de phosphorylation sur la Cx43 en comparaison avec les autres kinases. Ses fonctions dépendent de la mise en jeu d’un répertoire d’au moins 12 isoformes distinctes. Dans les cardiomyocytes, les isoformes de PKC participent au développement des réponses adaptées ou mésadaptées au stress ischémique. Malgré que la régulation des canaux de Cx43 par la PKC lors d’une ischémie soit bien documentée, il n’existe pas à l’heure actuelle de connaissances sur les effets fonctionnels spécifiques qu’exercent des différentes isoformes de PKC sur les HcCx43, ni sur la valeur thérapeutique de la modulation de ses derniers. Dans ce contexte, nous avons proposé que les HcCx43 sont régulés sélectivement et différentiellement par les différentes isoformes de PKC et que l’inhibition spécifique de ces hémicanaux peut protéger le coeur lors d’un événement ischémique. Le présent travail comporte trois études qui ont été entreprises spécialement dans le but de valider ces hypothèses. Dans la première étude, nous avons profité de l’expertise du laboratoire du Dr Baroudi dans la dissection des isoformes de PKC pour étudier le rôle fonctionnel de chacune d’elles dans la régulation des HcCx43 en utilisant une gamme unique de peptides synthétiques inhibiteurs et activateurs spécifiques des isoformes de PKC, en combinaison avec la technique du patch-clamp. Nous avons démontré, entre autre, que les HcCx43 sont particulièrement inhibés par l’isoforme PKC epsilon, connue pour son effet cardioprotecteur contre les dommages ischémiques lors d’un préconditionnement ischémique. Dans la deuxième étude, nous avons caractérisé l’effet d’un peptide synthétique mimétique structural de la Cx43 sur la fonction des HcCx43. En plus d’avoir élucidé ces effets sur les propriétés fonctionnelles du canal, nous avons démontré d’une manière directe et indéniable que le peptide Gap26 inhibe et spécifiquement les HcCx43 et que son administration in vitro (cardiomyocytes isolés) et ex vivo (coeur intact) confère à ces modèles expérimentaux une résistance importante contre le stress ischémique. Dans la troisième étude, nous avons investigué pour la première fois in vivo le potentiel de deux peptides uniques mimétiques structuraux de la Cx43, Gap26 et Gap27, dans la cardioprotection contre les lésions ischémiques lorsqu’ils sont administrés à basse dose sous forme d’un bolus intraveineux unique. Nous avons démontré que l’injection de ces peptides avant ou après la survenue de l’ischémie réduit significativement la taille de l’infarctus qui en résulte.En conclusion, l’ensemble de ces résultats révèlent le rôle bénéfique de l’inhibition des HcCx43 lors d’une ischémie et dévoilent un potentiel thérapeutique prometteux des mimétiques structuraux de Cx43 dans la prévention et le traitement de l’infarctus du myocarde.

Étude des œstrogènes sur la repolarisation cardiaque et de la grossesse sur l’électrocardiographie chez la souris

Le tamoxifène, un modulateur sélectif des récepteurs oestrogéniques, est un médicament largement utilisé depuis plus de vingt ans pour le traitement et la prévention du cancer du sein. Plusieurs études ont rapporté que l’administration aiguë du tamoxifène pouvait réduire certains courants K+ cardiaques. Cette observation suggère que les femmes traitées de façon chronique avec le tamoxifène risquent d’avoir une prolongation de leur intervalle QT, favorisant ainsi le développement de torsades de pointes. Puisque in vivo, le tamoxifène est largement métabolisé et son effet est attribué à celui du 4hydroxy-tamoxifène (4OH-tamoxifène), nous avons d'abord vérifié si les effets du tamoxifène sur la repolarisation pouvaient être dus au 4OH-tamoxifène. À l'aide de la méthode de patch-clamp, nous avons étudié l’effet aigu du 4OH-tamoxifène sur les courants K+ présents au niveau ventriculaire chez la souris femelle. En premier lieu, nous avons démontré que les souris traitées avec le 4OH-tamoxifène présentaient une diminution des courants K+ comparativement aux souris intactes. Fait intéressant, le prétraitement des myocytes avec l’antagoniste des récepteurs oestrogéniques, le ICI 182,780, ou l’inhibiteur de la synthèse protéique, l'actinomycine D, n’a pas modifié les effets du 4OH-tamoxifène. Ces résultats suggéraient que les effets du 4OH-tamoxifène sur les courants potassiques ne soient pas liés à la transcription génomique et n’implique pas les récepteurs aux œstrogènes. Bien que l’administration aiguë du 4OH-tamoxifène diminue les courants K+ cardiaques, l’absence de troubles au niveau du rythme cardiaque chez les femmes traitées à long terme exclu la possibilité de conclure que le traitement chronique avec le tamoxifène augmente la durée de l’intervalle QT. L'accès à des souris femelles et des cobayes nous a permis de démontrer que contrairement au traitement en aigu, les courants et les canaux K+ cardiaques sont augmentés en chronique. Les oestrogènes associés à une diminution des courants K+ d’une part et nos résultats obtenus avec le tamoxifène d’autre part suggèrent qu’en bloquant les récepteurs oestrogéniques, le tamoxifène puisse prévenir les effets inhibiteurs des oestrogènes sur les courants K+. Cette association œstrogènes- tamoxifène- récepteurs oestrogéniques et courants K+ nous a encouragées à approfondir encore nos études et vérifier l’influence des hormones sexuelles féminines sur la repolarisation ventriculaire. Une troisième étude a été ainsi réalisée chez des souris femelles ovariectomisées et des souris déficientes en récepteurs oestrogéniques α ou β afin de vérifier le rôle des oestrogènes et des récepteurs oestrogéniques sur la repolarisation ventriculaire. Nos résultats ont révélé clairement que l’absence des oestrogènes entraîne une augmentation de la densité du courant K+ transitoire indépendant du Ca2+ (Ito) et de l’expression du canal Kv4.3 et ces effets sont médiés par les REα. Ces données soutiennent davantage notre conclusion que l’inhibition des récepteurs oestrogéniques est responsable de l’augmentation des courants/canaux K+ et suggèrent fortement qu’ils jouent un rôle dans la régulation de la repolarisation ventriculaire. Elles soulignent aussi l'importance de vérifier le statut hormonal des animaux utilisés pour des études touchant l'électrophysiologie cardiaque. Dans la dernière partie de cette thèse nous avons vérifié les effets de la grossesse et du système nerveux autonome sur les différents paramètres électrocardiographiques et plus particulièrement sur le rythme cardiaque chez la souris. Nos données ont montré que, comme chez la femme enceinte, la grossesse est associée à une augmentation du rythme cardiaque. De plus, l'augmentation des niveaux des hormones féminines pourrait affecter l’automatisme et l’activité électrique cardiaque. Ces différentes études ont augmenté les connaissances sur la régulation hormonale de l'électrophysiologie cardiaque et aideront aux avancements des recherches chez les femmes.

Études de type structure fonction des mutations causant l’ataxie épisodique de type I sur les canaux potassiques dépendants du voltage

Les ataxies épisodiques (EA) d’origine génétique sont un groupe de maladies possédant un phénotype et génotype hétérogènes, mais ont en commun la caractéristique d’un dysfonctionnement cérébelleux intermittent. Les EA de type 1 et 2 sont les plus largement reconnues des ataxies épisodiques autosomiques dominantes et sont causées par un dysfonctionnement des canaux ioniques voltage-dépendants dans les neurones. La présente étude se concentrera sur les mutations causant l'EA-1, retrouvées dans le senseur de voltage (VSD) de Kv1.1, un canal très proche de la famille des canaux Shaker. Nous avons caractérisé les propriétés électrophysiologiques de six mutations différentes à la position F244 et partiellement celles des mutations T284 A/M, R297 K/Q/A/H, I320T, L375F, L399I et S412 C/I dans la séquence du Shaker grâce à la technique du ‘’cut open voltage clamp’’ (COVC). Les mutations de la position F244 situées sur le S1 du canal Shaker sont caractérisées par un décalement des courbes QV et GV vers des potentiels dépolarisants et modifient le couplage fonctionnel entre le domaine VSD et le pore. Un courant de fuite est observé durant la phase d'activation des courants transitoires et peut être éliminé par l'application du 4-AP (4-aminopyridine) ou la réinsertion de l'inactivation de type N mais pas par le TEA (tétraéthylamonium). Dans le but de mieux comprendre les mécanismes moléculaires responsables de la stabilisation d’un état intermédiaire, nous avons étudié séparément la neutralisation des trois premières charges positives du S4 (R1Q, R2Q et R3Q). Il en est ressorti l’existence d’une interaction entre R2 et F244. Une seconde interface entre S1 et le pore proche de la surface extracellulaire agissant comme un second point d'ancrage et responsable des courants de fuite a été mis en lumière. Les résultats suggèrent une anomalie du fonctionnement du VSD empêchant la repolarisation normale de la membrane des cellules nerveuses affectées à la suite d'un potentiel d'action.

L’effet de la surexpression du récepteur de type 1 à l’angiotensine II sur les courants potassiques et calciques au niveau des oreillettes

Le système rénine-angiotensine est impliqué dans le remodelage structurel et électrique caractérisant la fibrillation auriculaire (FA). L’angiotensine II (ANG II) induit le développement de fibrose et d’hypertrophie au niveau des oreillettes, prédisposant à la FA. Or, les mécanismes électrophysiologiques par lesquels l’ANG II pourrait promouvoir la FA sont peu connus. L’objectif de ce projet de recherche est d’évaluer l’effet de l’ANG II sur les courants potassiques et calciques au niveau auriculaire indépendamment du remodelage structurel. Pour ce faire, nous avons utilisé la technique de patch-clamp avec un modèle de souris surexprimant le récepteur de type 1 à l’angiotensine II (AT1R) spécifiquement au niveau cardiaque. Pour distinguer les effets directs de la surexpression d’AT1R des effets induits par le remodelage cardiaque, nous avons étudié des souris âgées de 180 jours, qui présentent du remodelage structurel, et des souris âgées de 50 jours, qui n’en présentent pas. Des études précédentes sur ce modèle ont montré qu’au niveau des myocytes ventriculaires, l’ANG II réduit le courant potassique global (Ipeak) et rectifiant entrant (IK1) ainsi que le courant calcique de type L (ICaL). Ainsi, notre hypothèse est que l’ANG II modulera aussi ces courants au niveau auriculaire, pouvant ainsi augmenter l’hétérogénéité de repolarisation auriculaire et de ce fait le risque de développer et maintenir la FA. Nous avons observé une diminution significative de la densité d’IK1 dans l’oreillette gauche des souris transgéniques sans changement d’Ipeak. De plus, la densité d’ ICaL n’est pas réduite chez les souris transgéniques âgées de 50 jours. En conclusion, l’effet de l’ANG II sur les courants potassiques et calciques semble dépendre de la chambre cardiaque. En effet, nous savions que l’ANGII réduisait Ipeak, IK1 et ICaL au niveau ventriculaire, mais nos résultats ont montré qu’il ne les affectait pas directement au niveau des oreillettes. Ceci suggère des mécanismes de régulation impliquant des voies de signalisation distinctes selon les chambres cardiaques. Enfin, nos résultats montrant l’absence de l’influence directe de la surexpression d’AT1R sur les canaux K+ et Ca2+ au niveau des myocytes auriculaires renforcent l’importance d’approfondir nos connaissances sur les effets de l’angiotensine II sur le développement de la fibrose, sur le remodelage structurel et sur la conduction électrique cardiaque.

The effects of paeonol on the electrophysiological properties of cardiac ventricular myocytes

Previous studies have shown that "Mudanpi", a Chinese herbal medicine, has a significant cardioprotective effect against myocardial ischaemia. Based on these findings we hypothesised that paeonol, the main component of Mudanpi, might have an effect on the cellular electrophysiology of cardiac ventricular myocytes. The effects of paeonol on the action potential and ion channels of cardiac ventricular myocytes were studied using the standard whole-cell configuration of the patch-clamp technique. Ventricular myocytes were isolated from the hearts of adult guinea-pig by enzymic dispersion. The myocytes were continuously perfused with various experimental solutions at room temperature and paeonol applied in the perfusate. Action potentials and membrane currents were recorded using both current and voltage clamp modes of the patch-clamp technique. Paeonol, at concentrations 160 mu M and 640 mu M, decreased the action potential upstroke phase, an action associated with the blockade of the voltage-gated, fast sodium channel. The effects of paeonol on both action potential and Na+ current were concentration dependent. Paeonol had a high affinity for inactivated sodium channels. Paeonol also shortened the action potential duration, in a manner not associated with the blockade of the calcium current, or the enhancement of potassium currents. These findings suggest that paeonol, and therefore Mudanpi, may possess antiarrhythmic activity, which may confer its cardioprotective effects. (c) 2006 Elsevier B.V All rights reserved.

Immunopharmacology: utilizing antibodies as ion channel modulators

Development of the patch clamp technique by the Nobel Prize winners Bert Sakmann and Erwin Neher led to huge advances in ion channel research. Their work laid the foundations and revolutionized electrophysiological studies of cells and ion channels. These ion channels underlie many basic cellular physiological processes and, therefore, are key therapeutic targets for pharmaceutical companies. However, current pharmacological strategies are hampered by the lack of specific ion channel blockers. Intense research and development programs are now actively employing antibodies to target ion channels in various formats. This review discusses the use of ion channel antibodies and their associated small molecules as pharmacological tools, termed immunopharmacology. In addition, we will review some recent studies looking into clinical applications of immunopharmacology and intrabodies.

Cell coupling in mouse pancreatic beta-cells measured in intact islets of Langerhans

The perforated whole-cell configuration of the patch-clamp technique was applied to functionally identified beta-cells in intact mouse pancreatic islets to study the extent of cell coupling between adjacent beta-cells. Using a combination of current- and voltage-clamp recordings, the total gap junctional conductance between beta-cells in an islet was estimated to be 1.22 nS. The analysis of the current waveforms in a voltage-clamped cell ( due to the. ring of an action potential in a neighbouring cell) suggested that the gap junctional conductance between a pair of beta-cells was 0.17 nS. Subthreshold voltage-clamp depolarization (to -55 mV) gave rise to a slow capacitive current indicative of coupling between beta-cells, but not in non-beta-cells, with a time constant of 13.5 ms and a total charge movement of 0.2 pC. Our data suggest that a superficial beta-cell in an islet is in electrical contact with six to seven other beta-cells. No evidence for dye coupling was obtained when cells were dialysed with Lucifer yellow even when electrical coupling was apparent. The correction of the measured resting conductance for the contribution of the gap junctional conductance indicated that the whole-cell K(ATP) channel conductance (G(K,ATP)) falls from approximately 2.5 nS in the absence of glucose to 0.1 nS at 15 mM glucose with an estimated IC(50) of approximately 4 mM. Theoretical considerations indicate that the coupling between beta-cells within the islet is sufficient to allow propagation of [Ca(2+)](i) waves to spread with a speed of approximately 80 mu m s(-1), similar to that observed experimentally in confocal [Ca(2+)](i) imaging.