Effect of Thyroid Hormone on the Electrical Activity of Rabbit Heart

토끼심장의 전기적 활동에 대한 갑상선 호르몬의 영향

The present study was carried out to observe the effect of triiodothyronine on heart, one of the target organ of thyroid hormone. There are many reports that tachycardia, arrythmia, and agumentation of sodium, potassium pump activity are caused in hyperthyroid animal. To examine these cardiac positive chronotropic effects on sinoatrial (SA) node and atrial muscle, hyperthyroid state was induced experimentally by the injecion of 3,3',5-1-triiodothyronine $(T_3)$ in $3{\sim}6$ month-old rabbits. Then intracellular recordings by inserting glass microelectrode into cell were obtained in SA node and atrial muscle. The results can be summarized as follows : 1) Heartbeat was increased from $169.6{\pm}28.0\;to\;264.2{\pm}18.0$ beats per minute, while body weight was decreased to 68f of the initial body weight (Day 1). 2) In experimental group, the duration of action potential at 80% repolarization was decreased from $148.0{\pm}29.1\;to\;107{\pm}13.6msec$. This suggested the increase heartbeat. 3) The firing rate in hyperthyroid group markedly reduced under the 15 mM potassium Tyrode (p<0.005). 4) In hyperthyroid group, depolarization of atrial muscle cell was lowered significantly in 15 mM (p<0.05), 20 mM (p<0.05) potassium Tyrode solution. 5) Sodium-potassium pump activities in experimental group were higher than those in control group in both SA node (p<0. 1) and atrial muscle (p<0.025). 6) In lower concentration of $MnCl_2$, the excitability of SA node in hyperthyroid group was decreased more than that in control group. Effective inhibitory dose $(ID_{50})$ as 0.6 mM in hyperthyroid statd and 1.1 mM in control group.

갑상선 호르몬의 표적기관(target organ) 중의 하나인 심장이 hyperthyroid상태에서 심박동수의 증가, 부정맥 그리고 세포 수들에서 sodium, potassium pump기능이 항진되는 것으로 보고되고 있다. 증진된 Pump기능과 더불어 positive chronotropic effect는 심장의 향도잡이로 알려진 동방결절 과 심방근에 어떤 변화에 의하여 발현되는지 알아보기 위하여 $3{\sim}6$개월령의 토끼 (체중 약 1.5kg내외)에 3,3',5-l-triiodothyronine$(T_3)$을 투여하며 실험적으로 hyperthyroid상태를 유도한 다음 심장세포 내에 유리미세전극을 삽입하여 기록한 결과 다음과 같은 성적을 얻었다. 1) 심박동수는 투여 전(Day 1) $169.0{\pm}28.0\;beat/min(Day\;7)$에서 $264.2{\pm}18.9\;beat/min(Day\;7)$으로 156% 가량 증가되었고 체중은 투여전 체중의 $68.2{\pm}2.0%$로 현저한 감소를 보였다. 2) $T_3$투여군에서 활동전압기간은 $148.0{\pm}29.1\;msec$에서 $107.0{\pm}13.6\;msec$로 감소하여 심박동증가를 반영하였으나 그 외의 활동전압 Parameter에서 대조군과 유의한 차를 관찰할 수 없었다. 3) 세포막에 대한 Potassium ion투과성의 영향을 알아보기 위하여 10, 15, $20mM-K^+\;Tyrode$용액을 사용한 결과 SA node에서 $15mM\;K^+$에서 활동전압 발사가 대조군에 비해 현저하게 감소하였고, 4) Ta 투여군에서 심방근의 안정막전압 탈분극 정도는 15mM(P<0.05), $20mM-K^+Tyrode$용액(P<0.05)에서 대조군보다 유의성있게 낮았다. 5) Sodium, potassium pump기능은 대조군에 비해 동방결절$(13.4{\pm}1.1\;vs.\;19.5{\pm}7.1mV,\;p<0.1)$과 심방근$(15.1{\pm}5.5\;vs.\;25.8{\pm}10.0mV,\;p<0.025)$에서 모두 높은 값을 얻었다. 6) $T_3$에 의한 calcium ion의 영향을 알아보기 위하여 $Ca^{++}\;channel\;blocker$로 $MnCl_2$를 사용한 결과 $T_3$ 투여군의 동방결절은 정상대조군의 것보다 낮은 농도의 $MnCl_2$ 용액에서 흥분성의 감소를 보였다.