Selenyum ve E vitamini eksikliği: Papiller kasın elektrofizyolojik ve mekaniksel fonksiyonları

Abstract

63 6. ÖZET Selenyum ve E Vitamini Eksikliği : Papiller Kasın Elektrofizyolojik ve Mekanik Fonksiyonları. Selenyum ve E vitamini, normal kardiyak fonksiyonun sürdürülmesi yanında, çeşitli hücresel fonksiyonlarda da önemli rollere sahiptirler. Bu çalışmada diyetle alman selenyum ve E vitamini eksikliği ile selenyum fazlalığının kalbin mekanik ve elektrofizyolojik fonksiyonları üzerine etkileri araştırılmış ve sonuçlar karşılaştırılmalı olarak yorumlanmıştır. Sıçanlar doğumlarının yedinci gününden itibaren 14-16 hafta süre ile selenyum ve E vitamini eksik, selenyum fazla ve selenyum ve E vitamini normal olan diyetlerle üç grup halinde standart koşullarda beslenmişlerdir. Deney süresi sonunda deney grubu hayvanlarının vücut ağırlıkları kontrol grubuna göre anlamlı seviyede düşük bulunmuş ve bu gruplarda çeşitli enfeksiyonlar, hücrelerde şişmeler, miyofibrillerde morfolojik bozulmalar gözlenmiştir. Selenyum ve E vitamini eksiklikleri ile selenyum fazlalığı çeşitli dokulardaki seviyeleri ölçülerek ve doku histopatolojisi ile doğrulanmıştır. Her iki deney grubunun Langendorff Perfüze kalp preparatlarmda artmış kalp atım hızı ve koroner perfüzyon basınçları ile kasılma performanslarında değişmeler gözlenmiştir. Elektriksel uyarılarla oluşturulan papiller kası kasılma kuvvetleri, kasılma eğrilerinin türev ve integral değişimleri her iki deney grubunda ve kontrollerde aynı değerlerde ölçülmüştür. Kardiyak fonksiyon bozukluğunun olası nedeni olarak, izole kardiyomiyositlerde patch- klamp yöntemi ile L-tipi Ca2+-kanal akımları hem selenyum ve E vitamininden eksik hem de selenyumdan fazla diyetle beslenen gruplarda ölçülerek kontrol grubununki ile karşılaştırılmıştır. Her iki deney grubu için ortalama olarak Ca -akımının tepe değerleri 1,4 + 0,6 nA ve 1,6 + 0,7 nA, kontrol grubu için 1,3 + 0,5 nA ölçülmüştür. Akım yoğunlukları yine ortalama olarak her iki deney grubunun 8,9 ± 2,8 pA/pF ve 8,6 + 3,2 pA/pF olup, aynı paremetre kontrol grubu için 7,0 ± 2,5 pA/pF bulunmuştur. Her iki deney grubunun ortalama hem akün hem de akım yoğunluğu değerleri kontrol grubunun değerlerinden istatiksel olarak anlamlı seviyede farklı bulunmamıştır. Diğer yandan, her iki deney grubu Ca2+-akımı aktivasyon thresold potansiyelleri kontrol grubununkinden önemli derecede daha negatif ölçülürken ortalama kord iletkenlikleri kontrol grubu ile aynı64 seviyelerde ölçülmüştür. Her iki deney grubu kardiyomiyositlerinde ölçülen Ca2+- akımlarının inaktivasyon zaman sabitleri (hızlı ve yavaş) kontrol grubununkilerinden anlamlı seviyede kısa olarak ölçülmüştür. Çalışma sonuçları; antioksidan sistemi bozulmuş sıçanlarm kalplerinde gözlenen mekanik yetersizlik ile kardiyomiyositlerdeki elektrofizyolojik değişmeler arasmda bir ilişkinin var olduğunu, çeşitli patolojik durumlarda gözlenenlere ve benzer şekilde, Ca2+-kanal kmetiMerinin bizim deney koşullarda değişebildiğim göstermiştir. Anahtar Sözcükler : Selenyum, E vitamini, beslenme, kalp mekaniği, kalp elektrofizyolojisi, Ca2+-kanal akımı, patch-klamp yöntemi.

65 7. SUMMARY Deficiency of selenium and vitamin E : the electrophysiological and mechanical functions of the papiller muscle. Selenium and vitamin E have important role in various cellular functions in addition to maintain the normal cardiac function. In this study, the effect of the dietary selenium and vitamin E deficiency or selenium excess on the mechanical and electrophysiological functions of the heart have been investigated and the results have been interpreted comparatively. Seven day old Wisteria rats were divided randomly into three groups and permitted free access to a selenium and vitamin E deficient diet or a selenium excess diet or a control diet for about 14 to 16 weeks. At the end of experimental groups were significantly less than the control group and various infections and other symptoms were observed as well. The deficiency or the excess of selenium was verified by direct tissue selenium analyses and tissue histopathological investigations. In the Langendorff perfused heart preparations of both experimental groups it has been observed the increased heart rate and coronary perfusion pressure besides some alterations of contractile performances. The contractile force of the electrically stimulated papillary muscle and its derivative and integral measured in both experimental groups were in the range of control values. As a possible cause of the cardiac dysfunction observed in both experimental groups, L type Ca2+ -channel currents were measured in isolated cardiomyocytes by whole cell configuration of patch - clamp method and the current values were compared with the control current values. The Ca - current and current densities measured in both experimental heart cells ( 1,4 ± 0,6 nA and 8,9 ± 2,8 pA/pF ; 1,6 ± 0,7 nA and 8,6 ± 3,2 pA/pF ) were not significantly different from the values of normal cells (1,3 + 0,5 nA and for both the test groups and 1,3 + 0,5 nA) for the control groups. The current density for both the test groups have been again average found as 8,9 ± 2,8 pA/pF and 8,6 + 3,2 pA/pF and 7,0 + 2,5 pA/pF ). On the other hand, the threshold potential of activation was measured as significantly more negative in both experimental groups. Then control group while the mean chord conductance of these groups were same with control group. The66 inactivation time constants (fast and slow) of Ca - current in both experimental groups were measured significantly shorter than the control group. The results of this study demonstrated that; there is a relation between the mechanical dysfunction of rat heart and the alterations in electrophysiological parameters of isolated cardiomyocytes, and the Ca2+ -channel kinetics can be effected with the altered antioxidants system, similar to the observations in various pathological conditions. Key words : Selenium, vitamin E, nutrition, heart mechanics, electrophysiology of heart, Ca -chanel currents, patch - clamp technique.