Myocardial remodelling induced by repeated low doses of isoproterenol

Authors: Mikušová, Andrea; Králová, Eva; Tylková, Lucia; Novotová, Marta; Stankovičová, Tatiana

Source: Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, Volume 87, Number 8, August 2009 , pp. 641-651(11)

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Abstract:

In the present work, the effect of isoproterenol on the electrical properties of the rat heart and on the cytoarchitecture of the surviving cardiomyocytes was studied. Myocardial remodelling was induced by the daily administration of 5 mg/kg isoproterenol (Iso) for 7 days. Administration resulted in a significant increase (52%) in the ratio of left ventricular weight to body weight. ECG voltage criteria confirmed the presence of left ventricular hypertrophy. QT interval prolongation by 23% and 58% was found in Iso rats and in the corresponding isolated hearts, respectively. Spontaneously beating Iso hearts had a higher incidence of dysrhythmias. The surviving cardiomyocytes showed an irregular shape with cytoplasmic processes rich in ribosomes and rough endoplasmic reticulum. In these regions, myofibril disorganization and mitochondrial fission were observed. A greatly increased incidence of caveolae was seen in the plasma membrane and in the mouth of t-tubules. The membranes of t-tubules showed vesiculation, especially near the dyads. Repeated administration of isoproterenol led to hypertrophy, characterized by the existence of myocytes with simultaneous signs of both mature and postnatally developing cardiomyocytes. Structural microheterogeneities at the level of individual cells may represent one of the factors leading to electrical imbalance in the myocardial tissue remodelled by isoproterenol.

Dans le présent travail, on a examiné l'effet de l'isoprotérénol sur les propriétés électriques du cœur de rat et sur la cytoarchitecture des cardiomyocytes survivants. Le remodelage myocardique a été induit par l'administration quotidienne de 5 mg/kg d'isoprotérénol (Iso) durant 7 jours. L'administration de l'Iso a causé une augmentation significative (de 52 %) du rapport poids ventriculaire gauche à poids corporel. Les critères de voltage ECG ont confirmé la présence de l'hypertrophie ventriculaire gauche. De plus, une prolongation de l'intervalle QT de 23 et 58 % s'est produite chez les rats ayant reçu l'Iso et dans les cœurs isolés correspondants, respectivement. Les Iso-cœurs à battements spontanés ont eu une plus forte incidence de dysrythmies. Les cardiomyocytes survivants avaient une forme irrégulière ainsi qu'un cytoplasme riche en ribosomes et en réticulum endoplasmique granulaire. Dans ces régions, une désorganisation myofibrillaire et une fission mitochondriale ont été observées. De très grandes quantités de cavéoles ont été relevées dans la membrane plasmatique et à l'entrée des tubules T. Les membranes des tubules T ont montré une vésiculation, en particulier près des dyades. L'administration répétée d'isoprotérénol a entraîné une hypertrophie caractérisée par la présence de myocytes montrant des signes de cardiomyocytes tant développés à la naissance que matures. Les microhétérogénéités structurales au niveau des cellules individuelles pourraient représenter l'un des facteurs menant à un déséquilibre électrique dans le tissu myocardique remodelé par l'isoprotérénol.

Document Type: Research article

Publication date: 2009-08-01

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