İN VİVO MİYOKARDİYAL İSKEMİ/REPERFÜZYON HASARI MODELİNDE ?3 ADRENERJİK RESEPTÖR ARACILI KORUYUCULUĞUN ROLÜ

Abstract

Beta-3 adrenerjik reseptörler (?3-AR), kalp kasında ?1 ve ?2-AR'lerin klasik pozitif inotropik etkilerine karşılık negatif inotropik etkilidir. ?3-AR, endotelyal nitrik oksit sentetaz (eNOS) aktivasyonuyla nitrik oksit üretimini arttırır, vazodilatasyona neden olur. ?3-AR'lerin kardiyovasküler sistemde koruyucu etkileri nedeniyle kalp yetmezliği, miyokard infarktüs (MI) gibi kalp hastalıklarında kritik öneme sahiptir. Ancak MI'de ?3-AR rolü, fonksiyonları ve alt yolaklarını aydınlatan yeterli çalışma yoktur. Bu çalışmada deneysel miyokardiyal iskemi/reperfüzyon (İ/R) hasarında ?3-AR koruyuculuğunu ve olası alt yolaklarını araştırmayı amaçladık. Bu amaçla İ/R öncesi ?3-AR seçici agonisti BRL37344 vererek İ/R'na bağlı nekroz alanına etkisini araştırdık. Ayrıca enerji metabolizması ile otofajide görevli AMPK, oksidatif stresi ve apoptozu düzenleyen SIRT1, hücre stres tepkimelerinde rol oynayan mTOR ve p70SK6 düzeylerini inceledik. Tek doz BRL37344 (5 mcg/kg), 30 dakika iskemi 120 dakika reperfüzyondan hemen önce verildi. 10 gün i.p BRL37344 (5 mcg/kg/gün) tedavi alan gruba 11.gün İ/R yapıldı. İnfarkt alanı trifeniltetrazolyumklorid ile belirlenerek, İmageJ programı ile hesaplandı. AMPK, SIRT1, mTOR ve p70SK6 düzeyleri Western Blot yöntemi ile ölçüldü. Nekroz alanı, tek doz BRL37344 uygulanan grupta (32,21±1,57), İ/R kontrol grubuna (44,84±1,47) göre anlamlı düşük bulundu. AMPK ve SIRT1 düzeyleri İ/R ile anlamlı azalırken, tek doz ve 10 günlük tedavi gruplarında anlamlı olarak tekrar yükseldi. İ/R ile mTOR ve p70S6K düzeyleri anlamlı şekilde yükseldi. mTOR ve p70S6K düzeyleri BRL37344 uygulanan gruplarda kontrole yaklaştı, anlamlı olarak azaldı. ?3-AR uyarımının, İ/R hasarına karşı koruyuculuğu önemli olabilir. Bu bulgular AMPK, SIRT1, mTOR ve p70S6K düzeylerinin ?3-AR koruyuculuğunda rollerinin olabileceğini göstermiştir.

Beta-3 adrenergic receptors (?3-AR) are negative inotropic response to the classical positive inotropic effects of ?1 and ?2-ARs in the heart muscle. ?3-AR promotes nitric oxide production by activating endothelial nitric oxide synthetase (eNOS) and, causes vasodilatation. ?3-ARs have been shown to have protective effects on the cardiovascular system, which is critical in heart diseases such as heart failure, myocardial infarction (MI). However, there are not enough studies that demonstrate the role, functions and sub-pathways of ?3-AR in the MI. In this study, we aimed to investigate ?3-AR preservation and possible sub-pathways in experimental myocardial ischemia/reperfusion (I/R) injury. For this purpose, we investigated the effect of I/R-induced necrosis area by giving pre-ischemia ?3-AR selective agonist BRL37344. In addition, AMPK in autophagy with energy metabolism, SIRT1 which reduces oxidative stress and inhibits apoptosis, mTOR and p70SK6 levels which play role in cell stress reactions were examined. Single dose BRL 37344 (5mcg/kg) was given immediately prior to reperfusion of 120 min ischemia for 30 min. 10 days i.p BRL37344 (5 mcg/kg /day) treated group 11th day I/R was performed. The infarct area was determined by triphenyltetrazolium chloride (TTC) and calculated by ImageJ program. AMPK, SIRT1, mTOR and p70SK6 levels were measured by Western Blot method. The necrosis area was significantly lower in the single-dose group BRL37344 (32,21 ± 1,57) than in the control I/R group (44,84 ± 1,47). AMPK and SIRT1 levels decreased significantly with I/R, but increased significantly in single-dose and 10-day treatment groups. mTOR and p70S6K levels increased significantly with I/R. mTOR and p70S6K levels approached control in BRL37344 treated group, significantly decreased. The ?3-AR stimulation may be important for the protection against I/R damage. These findings have shown that AMPK, SIRT1, mTOR and p70S6K levels may have a role in ?3-AR protection.