Investigations on glycerinated cardiac muscle fibres in relation to the problem of regulation of cardiac contractility-effects of Ca++ and c-AMP

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Abstract
Alterations in myocardial contractile force and maximum unloaded shortening velocity (Vmax) occurring in the course of isometric twitch contraction and with changes in inotropism are assumed to be mediated by changes in intracellular Ca++ and/or c-AMP concentration. In the present study, the influences of Ca++ and cyclic AMP upon the contractility of briefly glycerinated myocardial preparations are described. It is shown that Ca++ ions affect tension and Vmax, as measured by rectangular releases in length, in different concentration ranges. This suggests that, besides the number of attached crossbridges regulated by Ca++ binding to troponin C, a Ca++-dependent phosphorylation of the P-light chain of myocardial myosin may be involved in the regulation of Vmax. Cyclic AMP, on the other hand, induces phosphorylation of troponin I, thereby reducing the sensitivity of tension to Ca++. It is concluded that the positive inotropic effect of catecholamines may be mediated by the described actions of intracellular Ca++ and c-AMP upon the contractile structures where c-AMP-dependent troponin phosphorylation could account for the acceleration of relaxation. Es wird vermutet, daß Veränderungen der kontraktilen Kraft des Myokards und der maximalen lastfreien Verkürzungsgeschwindigkeit (Vmax) während der isometrischen Zuckung und bei inotropen Interventionen durch Änderungen der intrazellulären Ca++-und c-AMP-Konzentrationen mediiert werden. In der vorliegenden Arbeit werden Einflüsse von Ca++-Ionen und c-AMP auf die Kontraktilität kurz glyzerinierter Herzmuskelpräparate beschrieben. Ca++-Ionen beeinflussen Kraft und Vmax, gemessen durch rechteckförmiges release der Länge, in unterschiedlichen Konzentrationsbereichen. Dies deutet darauf hin, daß, neben der durch Ca++-Bindung an Troponin C regulierten Anzahl angehefteter Querbrücken, eine Ca++-abhängige Phosphorylierung der P leichten Kette des myokardialen Myosins an der Regulation von Vmax beteiligt sein könnte. c-AMP-abhängige Phosphorylierung des Troponin I dagegen erniedrigt die Ca++-Empfindlichkeit der Kraft. Es wird postuliert, daß positiv inotrope Effekte nach Gabe von Katecholaminen durch die beschriebenen Einflüsse von intrazellulärem Ca++ und c-AMP auf die kontraktilen Strukturen selbst mediiert werden könnten, wobei die c-AMP-abhängige Troponin-Phosphorylierung für die Beschleunigung der Relaxation bedeutsam sein könnte.