Beta adrenerjik reseptör blokeri ilaçların kalbin substrat metabolizması üzerindeki etkilerinin miyosit hücre kültürlerinde incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, karvedilol başka ß-bloker (propranolol ve bisoprolol) ve ?-bloker (prazosin) ilaçlar ile karşılaştırılarak, miyosit hücre kültüründe metabolik yolaklarda kullanılan substratlar incelenmiş; ayrıca çalışmalar adrenalin varlığında tekrar edilip, kalp yetmezliği tablosundaki gözlemlenen aşırı sempatik sinir sistemi aktivasyonu taklit edilerek sonuçlar tekrar değerlendirilmiştir.Hücrelerin sağlıklı çoğalması, miyotüp formuna dönüşümlerinin sağlanması ve dinlenme halindeki hücrelerde validasyon deneylerinin tamamlanmasının ardından metabolik ölçümlere geçilmiştir.Karvedilol (ß1-2 ve ?1 bloker) için glikoliz hızı ölçümünde; 10-6M, 10-5M ve 10-4M konsantrasyonlarda çalışılmış ve karvedilol, doza bağlı olarak glikoliz hızını artırmıştır.100µM konsantrasyonda karvedilol, glikoliz hızını anlamlı şekilde yaklaşık %50 oranında artmıştır. 100µM konsantrasyonda prazosin (?1 bloker) ve 1µM konsantrasyonda adrenalin de benzer şekilde glikoliz hızını %50 oranında artmıştır. Adrenalin ile birlikte prazosin ya da karvedilol glikoliz hızını daha fazla artırmamıştır.100µM konsantrasyonda karvedilol eklenen flasklar, kontrol grubu ile karşılaştırıldığında, glukoz oksidasyonu hızı %100'den fazla artmıştır.Yağ asidi oksidasyonu hızını artırdığı kesin olarak bilinen AICAR 1mM konsantrasyonda beklendiği gibi palmitik asit oksidasyonu hızını artırmıştır.Propranolol (ß1-2 bloker), bisoprolol (ß1 bloker) ve karvedilol (ß1-2 ve ?1 bloker) 100µM konsantrasyonda karşılaştırılmış; bisoprolol ve propranolol ile kontrol gruplarına kıyasla, karvedilol grubu palmitik asit oksidasyonu hızını %50 oranında azaltmıştır.100µM konsantrasyonda prazosin ve 100µM konsantrasyonda karvedilol birbirine benzer şekilde palmitik asit oksidasyonunu %50 kadar azaltmıştır. 1µM konsantrasyonda adrenalin, kontrol grubu ile karşılaştırıldığında palmitik asit oksidasyonu hızını anlamlı şekilde artırmamıştır. Ancak; adrenalin ile birlikte karvedilol ve prazosin eklenen hücrelerde ise palmitik asit oksidasyonu hızı yine anlamlı olarak azalmıştır.Karvedilolün diğer ß-blokerlerden farklı şekilde ve ?1 bloker prazosine benzer şekilde glukoz kullanımını artırıp, yağ asidi kullanımını azaltması bu etkilerin ?1-adrenerjik reseptör blokajı üzerinden gerçekleştiğini göstermektedir.Anahtar sözcükler: karvedilol, miyokard substrat metabolizması, metabolik terapi, kalp yetmezliği

In this study, direct metabolic effects of carvedilol, propranolol and bisoprolol were investigated. Similar to hyperactivity of the sympathetic nervous system and high cathecolamine concentrations in failing heart, experiments are repeated with adrenaline and results reassessed.Metabolic measurements are performed after achieving healthy proliferation of myocytes, differantiation to myotubes and completion of the validation studies.Addition of carvedilol to flasks at 10-6M, 10-5M and 10-4M concentrations, resulted in dose-dependent increase of glycolysis.At 100µM concentration carvedilol increased the glycolysis by 50%, significantly. Similar to carvedilol, at 100µM concentration prazosine (?1 blocker) and at 1µM concentration adrenalin increased the glycolysis by 50%. Prazosine and carvedilol did not increase glycolytic rate any further in the presence of adrenalin.Carvedilol stimulated glucose oxidation more than 100%, at 100µM concentration.AICAR, a known activator of fatty acid oxidation, increased palmitic acid oxidation.The effects of propranolol, bisoprolol and carvedilol on palmitate oxidation were compared. Carvedilol decreased palmitic acid oxidation by 50%, however neither propranolol nor bisoprolol had an effect on palmitate oxidation.Carvedilol and prazosine, at 100µM concentrations, significantly decreased the rate of palmitic acid oxidation by 50%. At 1µM concentration adrenalin did not alter palmitate oxidation. However in the presence of adrenalin, carvedilol and prazosine significantly decreased palmitic acid oxidation.The effects of carvedilol on substrate metabolism, which are similar to the effects of ? blocker prazosine, seem to be related to the blockade of ?1 adrenergic receptors.Key words: carvedilol, myocard substrate metabolism, metabolic therapy, heart failure