심근정지시 세포내 pH가 Na+ - Ca²+교환기전에 미치는 영향

Abstract

[한글]허혈 또는 심근정지 후 정상혈액으로 재관류시 세포내 Ca**2+ 활성도의 증가로 심근세포에 심각한 손상을 초래하는 현상을 재관류손상이라 하며, 이러한 세포내 Ca**2+ 활성도의 증가는 심근정지 동안 세포내에 증가한 Na**+ 에 의한 Na**+ -Ca**2+ 교환전류가 그 한 원인으로 생각되고 있다. 심근정지 및 허혈 동안 anaerobic glycolysis 등에 의하여 세포내에 산성화가 유발되며, 이에 증가한 H**+ 은 Na**+ -Ca**2+ 교환전류에 영향을 미치는 것으로 생각된다. 현재까지 Na**+ -Ca**2+ 교환전류를 측정하는데 많은 어려움이 있었으나, 최근 이 전류를 비교적 용이하게 측정할 수 있는 새로운 방법으로 giant excised cardiac sarcolemmal membrane patch (giant excised-patch) 방법이 개발되었으며, Na**+ -Ca**2+ 교환기전을 연구하는데 매우 유용할 것으로 생각된다. 그러므로, 심근정지동안 심근세포내 이런 변화가 세포막을 통한 Na**+ -Ca**2+ 교환기전에 미치는 영향을 조사하기 위해, 분리된 기니픽 심실근 세포막에 형성된 bleb을 giant excised-patch 방법을 사용하여 Na**+ -Ca**2+ 교환기전에 의한 세포막 전류를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. Na**+ -Ca**2+ 교환기전에 의하여 측정된 외향전류는 세포내측의 Na**+ 농도가 증가할수륵 그 크기가 증가하였으며, 세포막전압이 0 mV, [Na**+]^^i 100 mM, [Ca**2+]^^i 30 nM, [Na**+]^^o 0 mM 그리고 [Ca**2+]^^o 5 mM일 때의 전류밀도는 61.2 ± 8.7 pA/pF (n=26) 이었다.

2. 측정된 외향전류는 Li**+ 및 Cs**+을 관류시킬 때는 관찰되지 않았다.

3. 측정된 외향전류는 Co**2+ 및 Ni**2+에 의하여 억제되었다.

4. 측정된 외향전류는 세포내측의 pH가 감소할수륵 그 크기가 감소하였다.

이와 같은 결과로, 심근정지시 세포내 산성화는 Na**+ -Ca**2+ 교환전류를 감소시키며, 세포내의 Na**+ 축적에 관여하는 것으로 사료된다.

[영문]Reperfusion injury, caused by increased intracellular Ca**2+ activity after isohemia or cardioplegia, is known to damage the myocardium severely. Na**+ -Ca**2+ exchange working in a reverse mode due to increased intracellular Na**+ activity is known to play a role in inducing this phenomenon. Intracellular acidosis is caused by anaerobic glycolrsis during ischemia or cardioplegia, and this increase in H**+ activity is thought to affect Na**+ -Ca**2+ excllange current. There have been some

difficulties in measuring Na**+ -Ca**2+ exchange current in the past but recent develpment of giant excised cardiac sarcolemmal membrane patch(giant excised-patch) technique appears to be very helpful in studying small membrane currents generated by Na**+ -Ca**2+ exchange. To study the effect of intracellular pH on Na**+ -Ca**2+ exchange current during cardioplegia, "blebs" were prepared from isolated guinea pig ventricular myocytes and giant excised-patch technique was employed.

The results were as follows.

1. The outward current generated by the Na**+ -Ca**2+ exchange increased as the cytoplasmic Na**+ concentration increased, and the current density at 0 mV, 100 mM [Na**+]^^i, 30 nM [Ca**2+]^^i, 0 mM[Na**+]^^o and 5 mM [Ca**2+]^^o was 61.2 ± 8.7

pA/pF (n=26).

2. The outward current was inhibited by Li**+ and Cs**+.

3. The outward current was partially blocked by Co**2+ and Ni**2+.

4. The outward current decreased as the cytoplasmic pH decreased.

In conclusion intracellular acidosis during cardioplegia decreases the Na**+-Ca**2+ exchange current possibly resulting in intracellular Na**+ accumulation.