Die Na+/H+-Austauscher-abhängige pH-Regulation in Vorhof- und Ventrikelmyozyten

Abstract

Der Na+/H+-Austauscher (NHE) ist maßgeblich an der pHi-Regulation beteiligt. Seine Aktivierung ist pathophysiologisch von besonderer Bedeutung. Zu den Fragen, ob es Unterschiede in der NHE-1-abhängigen, globalen und subzellulären pHi- Regulation zwischen Vorhof- und Ventrikelmyozyten gibt, und ob es Unterschiede in der NHE-Expression zwischen humanem Vorhof- und Ventrikelgewebe und bei verschiedenen Herzerkrankungen gibt, wurde in dieser Arbeit die subzelluläre H+-Homöostase und die Aktivität des NHE-1 in verschiedenen subzellulären Regionen von Vorhof- und Ventrikelmyozyten aus dem Kaninchenherzen gemessen und die Expression des NHE-1 in gesundem und insuffizientem humanen Myokard durch die Western-Blot-Methode gemessen und verglichen. Die Aktivität des NHE-1 wurde anhand von NHE-abhängigen pHi-Änderungen ermittelt in verschiedenen subzellulären Regionen in Vorhof- und Ventrikelmyozyten aus Kaninchen. Dazu wurde die NH4Cl-Säurepuls-Methode in Verbindung mit einem pH-sensitiven Fluoreszenzfarbstoff, 5-Carboxy-SNARF®-1, verwendet. Der Einsatz der Konfokalmikroskopie erlaubte die Messung subzellulärer Fluoreszenzänderungen. Die Spezifität der Methode wurde durch Kontrollexperimente mit einem NHE-1-spezifischen Hemmstoff, HOE642, nachgewiesen. Die Fluroreszenzänderungen wurden geeicht und in pHi-Änderungen umgerechnet. Die Rate des H+-Efflux bei pH 6,9 (JpH6,9) wurde als Maß für die Aktivität des NHE-1 bestimmt. Es zeigte sich, dass die globale NHE-1-abhängige-JpH6,9 in Ventrikelmyozyten deutlich größer als in Vorhofmyozyten bzw. die JpH6,9 im Zentrum der Ventrikelmyozyten signifikant größer als in Vorhofmyozyten war. Die subzelluläre NHE-1-abhängige-JpH6,9 war sowohl in den Ventrikelmyozyten als auch in den Vorhofmyozyten in allen subzellulären Regionen ähnlich groß. Bei den quantitativen Messungen des NHE-1-Proteins wurde ebenfalls kein Unterschied zwischen humanem nicht-insuffizientem Ventrikel- und Vorhofmyokard durch die Western-Blot-Methode nachgewiesen. Es lässt sich abschließend feststellen, dass Ventrikelmyoyzten eine deutlich größere NHE-1-vermittelte H+-Elimination (5 mM/min versus 3,2 mM/min in Vorhofmyoyzten) besitzen. Messbare radiale pH-Gradienten konnten weder in Ventrikel- noch in Vorhofmyoyzten beobachtet werden. Beim Vergleich der NHE-1-Expression zwischen insuffizientem und nicht-insuffizientem Vertrikelmyokard konnte eine erhöhte Expression des NHE-1 im insuffizienten humanen Vertrikelmyokard nachgewiesen werden.