Voltage-gated Ca2+ channels (VGCCs) are essential for initiating and regulating cardiac function. During the cardiac action potential, Ca2+ influx through L-type channels triggers the sarcoplasmic reticulum Ca2+ release that enables the EC coupling. Ca2+ can also enter cardiac myocytes through low-voltage-activated T-type channels, which are expressed throughout cardiac development until the end of the neonatal period, and can contribute to pacemaker activity as well as EC coupling to some extent. Importantly, T-type channels are re-expressed in ventricular myocytes under diverse pathological conditions such as ischemia or hypertrophy, suggesting that they play a role in cardiac disease. In a first part of this study, we examined the effects of VGCC blockers on the homeostasis and viability of primary cultures of cardiac myocytes (CMs), because of the importance of apoptosis and necrosis in cardiac disease. In a second part, we analyzed the cell mechanisms unleashed by hypoxic and hypertrophic stimuli, the involvement of VGCCs and the putative cytoprotective effects of VGCC blockade. Our results show that L-type and T-type channel blockers induce a low-level and transient ER stress, albeit with a distinct conveyance into cell macroautophagy and viability: whereas L-type channel blockers trigger a macroautophagic process in CMs, ultimately promoting apoptosis, T-type channel blockers exerts the opposite effect, by decreasing the autophagic flux and not affecting cell death. Furthermore, the blockade of T-type channels reduces Beclin-1-dependent autophagy and protects CMs subject to hypoxia-reoxygenation (as an in vitro paradigm for ischemia-reperfusion). We thus identify L-type and T-type channels as new targets for macroautophagy regulation of CMs, and provide new clues to the beneficial actions reported in clinical trials for T-type channel blockers, particularly against pathophysiological conditions involving a maladaptive autophagy. / Els canals de calci dependents de voltatge (CCDV) són essencials per a iniciar i regular la funció cardíaca.Durant el potencial d'acció cardíac, l'influx de Ca2+ a través dels canals de tipus L desencadena l'alliberament de Ca2+ del reticle sarcoplasmàtic necessària per l'acoblament E-C. El Ca2+ també pot entrar en els miòcits a través de canals de Ca2+ de tipus T, que s'expréssen durant el desenvolupament cardíac fins el final del període neonatal, i poden contribuïr a l'activitat marcapassos així com a l'acoblament EC. De forma destacable, els canals de tipus T es re-expréssen als cardiomiòcits ventriculars en diverses condicions patològiques com la isquèmia i la hipertròfia, el què suggereix que juguen un rol relevant en l'enfermetat cardíaca. En una primera part d'aquest estudi, vàrem examinar els efectes dels bloquejants de CCDV sobre l'homeostasi i la viabilitat de cultius primaris de cardiomiòcits (CMs), degut a la importància de l'apoptosi i la necrosi en l'enfermetat cardíaca. En una segona part, vàrem analitzar els mecanismes cel·lulars desencadenats per estímuls d'hipòxia i d'hipertròfia, així com l'implicació dels CCDV i els possibles efectes citoprotectors deguts al bloqueig dels CCDV. Els resultats obtinguts mostren que els bloquejants de canals de tipus L i T indueixen un estrés de reticle de baix nivell i transitori, però que divergeixem pel què fa al seu efecte sobre la viabilitat celular: mentre que els bloquejants de canals de tipus L exacerben la macroautofàgia, provocant la mort cel·lular, els bloquejants de canals de tipus T redueixen el flux autofàgic i no afecten negativament la viabilitat dels CMs. Addicionalment, el bloqueig dels canals de tipus T redueix l' autofàgia dependent de Beclin-1 i protegeix els CMs tractats amb hipòxia-reoxigenació (un paradigma in vitro de l'isquèmia-reperfusió). En definitiva, en aquets estudi hem identificat els canals de tipus L i T com a noves dianes per la regulació de l'autofàgia en CMs, i obtingut dades novedoses sobre les accions beneficioses dels bloquejants de canals de tipus T descrites en assaigs clínics, particularment front patologies que impliquen una autofàgia maladaptativa. / Los canales de calcio voltaje-dependientes (CCDV) son esenciales para iniciar y regular la función cardíaca.Durante el potencial de acción cardíaco, el influjo de Ca2+ a través de los canales de tipo L desencadena la liberación de Ca2+ del retículo sarcoplasmático necesaria para el excitación-contracción (EC). El Ca2+ también puede entrar en los miocitos a través de canales de Ca2+ de bajo umbral o tipo T, que se expresan a lo largo del desarrollo cardíaco hasta el final del período neonatal, y pueden contribuir a la actividad marcapasos así como al acoplamiento EC. De forma destacable, los canales de tipo T se re-expresan en cardiomiocitos ventriculares bajo diversas condiciones patológicas incluyendo la isquemia y la hipertrofia, sugiriendo que juegan un rol relevane en la enfermedad cardíaca.
En una primera parte de este estudio, examinamos los efectos de los bloqueantes de CCDV sobre la viabilidad y la homeostasis de cultivos primarios de cardiomiocitos (CMs), debido a la importancia de la apoptosis y la necrosis en la enfermedad cardíaca. En una segunda parte, analizamos los mecanismos celulares desencadenados por estímulos de hipoxia e hipertrofia, así como la implicación de los CCDV y los posibles efectos citoprotectores debidos al bloqueo de los CCDV. Nuestros resultados muestran que los bloqueantes de canales de tipo L y T inducen un estrés de retículo de bajo nivel y transitorio, aunque divergiendo en lo que respecta la viabilidad celular: mientras que los bloqueantes de canales de tipo L exacerban la macroautofagia, provocando la muerte celular, los bloqueantes de canales de tipo T reducen el flujo autofágico y no afectan negativamente a la viabilidad de los CMs. Adicionalmente, el bloqueo de los canales de tipo T reduce la autofagia dependiente de Beclin1 y protege a los CMs tratados con hipoxia-reoxigenación (un paradigma in vitro de la isquemia-reperfusión). Con respecto al efecto de la estimulación hipertrófica, los resultados conseguidos perfilan un escenario complejo en el que la macroautofagia constitutiva de los cardiomiocitos es inhibida, dando paso a formas alternativas de degradación proteica.
En conclusión, en este estudio hemos identificado a los canales de tipo L y T como nuevas dianas para la regulación de la autofagia en CMs, y obtenido datos novedosos sobre las acciones beneficiosas de los bloqueantes de canales de tipo T descritas en esayos clínicos, particularmente frente a condiciones patofisiológicas que implican una autofagia maladaptativa.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UDL/oai:www.tdx.cat:10803/285047 |
| Date | 29 July 2014 |
| Creators | Pushparaj, Charumathi |
| Contributors | Cantí Nicolás, Carles, Pamplona Gras, Reinald, Universitat de Lleida. Departament de Medicina Experimental |
| Publisher | Universitat de Lleida |
| Source Sets | Universitat de Lleida |
| Language | English |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 184 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs., info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0029 seconds