Cardiomyocyte function and calcium handling in animal models of inborn and aquired maximal oxygen uptake
Abstract
Hjertemuskelcellefunksjon og kalsiumhåndtering i dyremodeller med medfødt og ervervet maksimalt oksygenopptak
Hjerte-karsykdommer er i dag årsaken til flest dødsfall i Europa. Selv om det er kjent at et høyt maksimalt oksygenopptak kan virke beskyttende mot hjerte-karsykdom både hos friske og de med økt risiko, vil studier av de underliggende mekanismene bidra med verdifull informasjon til utvikling av fremtidige retningslinjer for behandling og forebygging av hjertekarsykdom. Maksimalt oksygenopptak er hos de fleste av oss avhengig av hjertets slagvolum som igjen bestemmes av hjertemuskelcellenes kontraksjonsevne. For at hjertemuskelcellene skal kunne kontrahere kraftig er kalsiumhåndteringen i cellene avgjørende. Ett av de proteinene som er med bidrar til å styre dette er kalsium/ kalmodulin avhengig protein kinase II (CaMKII). CaMKII aktiviteten øker når hjertefrekvensen øker og det ser ut til at den økte aktiviteten er viktig for treningsresponsen i hjertemuskelcellene, mens hos hjertesvikt er det motsatt og den økte aktiviteten fører til funksjonsnedsettelse.
De overordnede formålene med denne doktorgradsavhandlingen var å undersøke betydningen av et høyt medfødt oksygenopptak på hjertets remodellering etter infarkt, eventuelle forskjeller i treningsrelaterte tilpasninger i hjertemuskelceller fra rotter med ulik medfødt evne til å respondere på trening og om CaMKII er nødvendig for treningsrelaterte forbedringer i maksimalt oksygenopptak, hjertemuskelcellens kontraksjon og kalsiumhåndtering.
Resultatene viste at rotter med høyt og rotter med lavt medfødt maksimalt oksygenopptak fikk like stor remodellering av hjerte og funksjonsnedsettelse etter infarkt, men at et høyt utgangspunkt fungerte som en ”buffer” på funksjonsnedsettelsen. Videre fant vi at høy intensitets aerobe intervaller ikke forbedret maksimalt oksygenopptak, hjertemuskelcellefunksjon eller kalsiumhåndtering i rotter med lav medfødt respons til trening. Dette indikerer at mangel på plastisitet i hjertet bidro til å hindre treningsrespons på maksimalt oksygenopptak. Det siste studiet viste at i friske mus er CaMKII nødvendig for å opprettholde kalsiumhomeostase i hjertemuskelcellene og for å oppnå optimal treningsrespons på hjertemuskelcellehypertrofi, funksjon og kalsiumhåndtering. Men paradoksalt nok førte CaMKII inhibering allikevel til en større økning i maksimalt oksygenopptak.
Has parts
Høydal, Morten A.; Kaurstad, Guri; Rolim, Natale; Johnsen, Anne Berit; Alves, Marcia N.; Bianco, Jose; Bozi, Luiz; Koch, Lauren G.; Britton, Steven L.; Stølen, Tomas O.; Smith, Godfrey L.; Wisløff, Ulrik. High inborn aerobic capacity does not counteract deterioration of cardiac function and calcium handling after myocardial infarction.. .Kaurstad, Guri; Stølen, Tomas O.; Bianco, Jose; Bozi, Luiz; Røsbjørgen, Ragnhild; Bye, Anja; Wisløff, Ulrik. Aerobic exercise response is dependent of cardiac plasticity. .
Kaurstad, Guri; Alves, Marcia N; Kemi, Ole J; Rolim, Natale; Høydal, Morten A; Wisløff, Helene; Stølen, Tomas O; Wisløff, Ulrik. Chronic CaMKII inhibition blunts the cardiac contractile response to exercise training.. European Journal of Applied Physiology. (ISSN 1439-6319). 112(2): 579-88, 2012. 10.1007/s00421-011-1994-0. 21614506.
Publisher
NTNUSeries
Doctoral Theses at NTNU, 1503-8181; 2012:147Dissertations at the Faculty of Medicine, 0805-7680; 549