The inversion of the inotropic effect of isoproterenol in the rat myocardium during deep hypothermia

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The present study examined the effects of the в-adrenergic receptor agonist, isoproterenol, on contractile activity of right ventricle papillary muscles in the rat heart at near-physiological temperature (30°C) and under conditions of deep hypothermia (10°C). Isoproterenol exerts a pronounced positive inotropic effect at 30°C. After agonist addition, the force of contraction increases from 1.2 ± 0.1 mN in control to 2.4 ± 0.4 mN that leads to a reliable acceleration of time parameters of contraction. So, time-to-maximum contraction decreased from 101 ± 6 ms to 85 ± 4 ms; time-to-50% relaxation declined from 55 ± 3 ms to 36 ± 1 ms. Under hypothermic conditions, isoproterenol produced a powerful negative inotropic effect, reducing the force of contraction from 2.2 ± 0.4 mN to 1.2 ± 0.4 mN. Similarly as at 30°C, there was a tendency for increase in contraction speed, so time-to-maximum contraction decreased from 717 ± 52 ms to 624 ± 50 ms, and time-to-50% relaxation was shortened from 667 ± 86 ms to 450 ± 40 ms. Thus, under conditions of deep hypothermia at 10°C, the isoproterenol-induced inotropy changes from positive to negative, while negative lusitropic effect remains clear.

About the authors

C. V Samodurova

Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences;St. Petersburg State Institute of Technology

Pushchino, Moscow Region, Russia;St. Petersburg, Russia

F. V Turin

Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences

Pushchino, Moscow Region, Russia

A. S Averin

Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences

Email: averinas82@gmail.com
Pushchino, Moscow Region, Russia

References

  1. J. Arrich, N. Schutz, J. Oppenauer, et al., Cochrane Database Syst. Rev., 5, CD004128 (2023).
  2. T. P. Grazioso and N. Djouder, iScience, 26, 107010 (2023).
  3. A. F. Aslam, A. K. Aslam, B. C. Vasavada, et al., Am. J. Med., 119, 297 (2006).
  4. K. C. Wong, West J. Med., 138, 227 (1983).
  5. T. Wood and M. Thoresen, Semin. Fetal Neonatal. Med., 20, 87 (2015).
  6. L. Maiuskova and M. Javorka, Physiol. Res., 70, S495 (2021).
  7. G. Wallukat, Herz, 27, 683 (2002).
  8. T. D. O'Connell, B. C. Jensen, A. J. Baker, et al., Pharmacol. Rev., 66, 308 (2014).
  9. O. Yu. Pimenov, M. H. Galimova, E. V. Evdokimovskii, et al., Biophysics, 64 (5), 738 (2019).
  10. M. Khamssi and O. E. Brodde, J. Cardiovasc. Pharmacol., 16 (Suppl 5), S1337 (1990).
  11. A. J. Baker, Pflugers Arch.: Eur. J. Physiol., 466, 1139 (2014).
  12. G. Fajardo, M. Zhao, G. Berry, et al., J. Mol. Cell. Cardiol., 51, 781 (2011).
  13. Y. Song, C. Xu, J. Liu, et al., Circ. Res., 128, 262 (2021).
  14. V. Tibenska, A. Marvanova, B. Elsnicova, et al., J. Appl. Physiol. 130, 746 (2021).
  15. S. Moniotte, L. Kobzik, O. Feron, et al., Circulation, 103, 1649 (2001).
  16. T. Angelone, E. Filice, A. M. Quintieri, et al., Acta Physiol. (Oxford), 193, 229 (2008).
  17. R. Treinys, D. Zablockaite, V. Gendviliene, et al., J. Membr. Biol., 247, 309 (2014).
  18. J. Garda-Prieto, J. M. Garda-Ruiz, D. Sanz-Rosa, et al., Basic Res. Cardiol., 109, 422 (2014).
  19. G. Kayki-Mutlu, I. Karaomerlioglu, E. Arioglu-Inan, et al., Eur. J. Pharmacol., 858, 172468 (2019).
  20. C. Pott, K. Brixius, W. Bloch, et al., Pharmazie, 61, 255 (2006).
  21. R. Salie, A. Kh. H. Alsalhin, E. Marais, et al., Cardiovasc. Drugs Ther., 33, 163 (2019).
  22. E. S. Dietrichs, G. Sager, and T. Tveita, Scand. J. Trauma Resusc. Emerg. Med., 24, 143 (2016).
  23. A. L. Melnikov, J. E. L0keb0, D. A. Lathrop, et al., Gen. Pharmacol., 27, 665 (1996).
  24. L. Riishede, F. Nielsen-Kudsk, Pharmacol. Toxicol., 66, 354 (1990).
  25. P. Badertscher, M. Kuehne, B. Schaer, et al., BMC Cardiovasc. Disord., 17, 277 (2017).
  26. T. Takahiro, S. Kou, Y. Toshinobu, et al., Heart Rhythm, 12, 644 (2015).
  27. A. S. Averin, M. N. Nenov, V. G. Starkov, et al., Toxins (Basel), 14 (2022).
  28. O. Okazaki, N. Suda, K. Hongo, et al., J. Physiol., 423, 221 (1990).
  29. D. B. Hoover, T. R. Ozment, R. Wondergem, et al., Shock, 43, 185 (2015).
  30. A. S. Averin, N. M. Zakharova, D. A. Ignat'ev, et al., Biophysics, 55 (5), 910 (2010).
  31. N. Kondo, Circ. Res., 59, 221 (1986).
  32. K. J. Broadley, Br. J. Pharmacol., 45, 123 (1972).
  33. M. Mattheussen, K. Mubagwa, H. van Aken, et al., Anest. and Analg., 82, 975 (1996).
  34. S. A. Omar, D. Hammad, and S. Varma, Indian J. Physiol. Pharmacol., 23, 199 (1979).
  35. T. E. Tenner and J. H. McNeill, Can. J. Physiol. Pharmacol., 56, 926 (1978).
  36. K. J. Broadley and J. H. McNeill, Can. J. Physiol. Pharmacol, 61, 572 (1983).
  37. R. G. Chess-Williams and K. J. Broadley, Eur. J. Pharmacol., 108, 25 (1985).
  38. Y. Nakae, S. Fujita, and A. Namiki, Anest. and Analg., 93, 846 (2001).
  39. D. M. Bers, Circ. Res., 87, 275 (2000).
  40. S. Miyamoto, M. Hori, M. Izumi, et al., Jpn. J. Pharmacol., 85, 75 (2001).
  41. R. Carpentier and M. Vassalle, Circ. Res., 31, 507 (1972).
  42. J. Deleze, Circ. Res., 8, 553 (1960).
  43. Y. Kokoz, A. S. Grichenko, A. F. Korystova, et al., Biosci. Rep., 19, 17 (1999).
  44. D. Reinhardt, R. Butzheinen, O. E. Brodde, et al., Eur. J. Pharmacol., 48, 107 (1978).
  45. E. S. Dietrichs, T. Schanche, T. Kondratiev, et al., Cryobiology, 70, 9 (2015).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».