Analýza rychlosti šíření vzruchu a distribuce gap junction během postnatálního vývoje potkana

Abstract

Rychlost šíření elektrického vzruchu myokardem je dána množstvím a prostorovou distribucí funkčních spojení typu gap junction (GJ) mezi kardiomyocyty (KM). Je známo, že rychlost vedení vzruchu (RV) je v neonatální myokardu přibližně poloviční ve srovnání s dospělým srdcem. Rozdílné charakteristiky rovněž vykazuje distribuce GJ v popředí s jejich hlavním komorovým proteinem konnexinem 43 (Cx43). Na rozdíl od dospělého komorového myokardu, kde je Cx43 dominantně lokalizován v interkalárních discích (ID) KM, u neonatálních KM je rozložen homogenně po celém buněčném obvodu. Postnatální přesun Cx43 do dospělého distribučního vzoru zvyšuje RV vzruchu v podélné ose KM, podporuje její anizotropii. Přestože změna v RV vzruchu či narušení její prostorové orientace jsou klíčové mechanismy rozvoje arytmogenního substrátu, fyziologické změny, stejně tak jako jejich strukturální podklad, nejsou, v průběhu postnatálního vývoje dostatečně objasněny. Cílem této práce proto byla podrobná analýza RV vzruchu v longitudinální a transverzální rovině KM (RVL a RVT) a následné studium umístění Cx43 u klíčových vývojových stádií. Pomocí optického mapování izolovaného srdce byly analyzovány elektrofyziologické parametry. Byly stanoveny RVL a RVT, anizotropní poměr a srdeční frekvence. Dále bylo pomocí imunohistochemického...

The speed of electrical impulse propagation through the myocardium is determined by the number and spatial distribution of functional gap junctions (GJs) between cardiomyocytes (CMs). It is known that the conduction velocity (CV) in the neonatal myocardium is approximately half that of the adult heart. The distribution of GJs particularly their main ventricular protein, connexin 43 (Cx43), also differs. In contrast to the adult ventricular myocardium, where Cx43 is predominantly localized in the intercalated discs (IDs) of CMs, neonatal CMs show a homogeneous distribution of Cx43 around entire cell membrane. The postnatal relocation of Cx43 to the adult distribution pattern increases CV along the longitudinal axis of CMs, enhancing anisotropy. Although changes in CV or disturbances in its spatial orientation are key mechanisms in the formation of arrhythmogenic substrates, the physiological changes and their structural basis, during postnatal development remain insufficiently understood. The aim of this study was a detailed analysis of CV in the longitudinal and transverse axes of CMs (CVL and CVT respectively), followed by an investigation of Cx43 localization at key developmental stages. Electrophysiological parameters were analyzed using optical mapping of the isolated heart. CVL and CVT,...