Influence of vanadate on electrophysiological and contractile parameters of atrial myocardium

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Abstract
Whereas vanadate increases isometric force of contraction in stimulated rat left atria (EC50 ∶ 36.6 μmol/l), it decreases force of contraction in guinea-pigs (EC50 ∶ 4.7 μmol/l). Action potential duration at 90 and 30% repolarisation is decreased in guinea-pig atria by 70 and 60%, but in rat atria by only 40 and 7% respectively. Whereas the time course of the negative inotropic action is rapid and correlates with that of the shortening of the action potential, there is no relationship between action potential changes and the slowly developing positive inotropic effect. Negative and positive inotropic actions seem to be the result of two superimposed processes, whose kinetics suggest an extra- and intracellular site of action. Na+, K+-ATPase prepared from rat and guinea-pig atria and ventricle is inhibited by vanadate to a similar extent: IC50 (μmol/l) rat: atria 1.05, ventricle 0.49; guineapig: atria 0.75, ventricle 0.62. This indicates that the discrepancy in inotropy cannot be explained by the different sensitivity of the Na+, K+-ATPase to vanadate. Vanadat erhöht die isometrische Kontraktionskraft elektrisch gereizter linker Rattenvorhöfe (EC50 ∶ 36.6 μmol/l), senkt sie jedoch beim Meerschweinchen (EC50 ∶ 4,7 μmol/l). Am Meerschweinchen nimmt die Aktionspotentialdauer bei 90 bzw. 30% Repolarisation um 70 bzw. 60% ab, dagegen am Rattenvorhof nur um 40 bzw. 7%. Während die negativ inotrope Wirkung rasch eintritt und im Zeitverlauf mit der Verkürzung des Aktionspotentials korreliert, besteht keine solche Beziehung zur sich langsam entwickelnden positiv inotropen Wirkung. Negativ bzw. positiv inotrope Vanadat-Wirkungen beruhen wahrscheinlich auf zwei sich überlagernden Prozessen, die aufgrund ihrer Kinetik einem extra- bzw. intrazellulären Angriffspunkt entsprechen könnten. Die Na+, K+-ATPase von Vorhöfen und Ventrikeln der Ratte und des Meerschweinchens wird durch Vanadat etwa gleich stark gehemmt: IC50 (μmol/l) Ratte: Vorhöfe 1,05, Ventrike 0,45; Meerschweinchen: Vorhöfe 0,75, Ventrikel 0,62. Dies zeigt, daß die unterschiedliche inotrope Wirkung nicht auf eine verschiedene Empfindlichkeit der Na+, K+-ATPase gegenüber Vanadat zurückzuführen ist.