Role of Adenosine and Protein Kinase C in the Anti-ischemic Process of Ischemic Preconditioning in Rat Heart

허혈전처치의 허혈심장 보호과정에서 Adenosine 및 Protein Kinase C의 역할

The protective effect of 'ischemic preconditioning (IP)'on ischemia-reperfusion injury of heart has been reported in various animal species, but the mechanism is unclear. In an attempt to elucidate the mechanism of IP, we examined the effects of blockers against adenosine and protein kinase C in preconditioned heart of rat. The hearts perfused with oxygen-saturated Krebs-Henseleit solution by Langendorff method were exposed to 30 min global ischemia followed by 20 min reperfusion. IP was performed with three episodes of 5 min ischcmia and 5 min reperfusion just before ischemia-reperfusion. IP prevented the depression of contractile function and the myocardial contracture in the ischemic-reperfused heart and reduced the release of lactate dehydrogenase during the reperfusion period. Polymyxin B, chelerythrine and colchicine, PKC inhibitors, attenuated almost completely the anti-ischemic effect of IP, while adenosine receptor antagonists did not. These results indicate that PKC may be a crucial intracellular mediator in anti-ischemic action of IP in ischemic-reperfused rat heart, while adenosine may not be involved in the mechanism of IP.

허혈전처치(IP)의 히혈-재관류손상에 대한 심근 보호작용의 기전을 규명하기 위한 일환으로 denosine에 의한 PKC자극이 허혈전처치의 주요 기전으로 작용할 가능성을 조사하였다. 흰쥐 적출심장의 Langendorff 관류 표본에서 실험적인 허혈(30분)-재관류(20분)손상을 유도하였고, 허혈전처치는 허혈-재관류 손상 유도 전에 5분 허혈-5분 재관류를 3회 반복하여 시행하였다. 심근 손상의 지표로 심수축기능, 세포질효소 유출을 측정하였다. Adenosine이 허혈전처치의 심보호 효과에 관여하는지를 관찰하기 위하여 adenosine수용체 억제제인 8-(p-sulfophenyl)-theophylline(SPT), Xanthine amine congener(XAC) 및 8-cyclopentyl-1,3-dipropylxanthine (DPCPX)을 허혈전처치 유도 전에 투여하였다. 또한 PKC가 허혈전처치의 세포내 매개인자로 관여 할 가능성을 관찰하기 위하여 PKC활성 억제제인 polymyxin B 및 chelerythrine과 PKC translocation 억제제인 colchicine을 허혈전처치 유도 전에 투여하였다. 연구성적은 다음과 같다. 1) 허혈전처치는 허혈재관류 심장의 심기능의 저하를 현저히 회복시켜 심기능 회복률은 75%에 달하였다. 2) 허혈-재관류 심장에서 lactate dehydrogenase유출증가는 허혈전처치에 의해 현저히 저하되었다. 3) Adenosine 비선택적 차단제인 SPT와 Al 선택적 차단제인 DPCPX 및 XAC의 투여가 허혈전처치에 의한 심기능회복 및 LDH 유출 감소에 영향을 미치지 않았다. 4) PKC활성 억제제인 polymyxin B 와 chelerythrine을 처치시 히혈전처치 심장의 심기능 회복률이 현저히 감소되었으며 LHD 유출 역시 대조군 심장의 수준으로 증가하였다. 5) PKC translocation을 방해하는 colchicine도 허혈전처치의 심보호 효과를 억제시켰다. 이상의 결과들로부터 adenosine은 흰쥐 심장에서 허혈전처치의 심보호효과에 중요한 세포외 매개물질로 작용할 가능성이 희박하며, PKC는 흰쥐 심장에서 허혈전처치시 세포내 매개 인자로 관여하여 허혈전처치에 의한 심보호효과에 중요한 역할을 할 수 있으리라 사료된다.