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The inotropic effect of nitric oxide on mammalian papillary muscle is dependent on the level of β1-adrenergic stimulation

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We tested the hypothesis that nitric oxide has a positive inotropic effect on mammalian cardiac muscle contractility and that this effect sums with the positive inotropic effect of β1-adrenergic agonists when both are present. Feline right ventricular papillary muscles were stimulated to contract isometrically at 0.2 Hz in Krebs–Henseleit bicarbonate buffer (KREBS) gassed with 95% O2 and 5% CO2 (26°C; pH 7.34). The nitric oxide (NO) donor, S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP, 10–5 M), and the membrane permeable cGMP analog 8-bromoguanosine-3',5'-cyclo phosphate sodium (Br-cGMP, 10–5 M), significantly increased developed force by 13.3 ± 1.5% (n = 11) and 7.8 ± 2.8% (n = 7), respectively. SNAP, at 10-5 M, significantly increased the force developed by papillary muscle treated with 10–11 M or 10–9 M dobutamine hydrochloride (a β1-adrenergic agonist) (n = 25, 11.3 ± 2.9% and 10.0 ± 3.6%, respectively) when compared with the addition of KREBS (n = 27, 2.6 ± 0.9% and 5.5 ± 0.9%), but the increase was less than predicted by the sum of inotropic effects of SNAP and dobutamine. SNAP at 10-5 M did not change developed force in muscles treated with 10–7 M dobutamine but it significantly decreased developed force in muscles challenged with 10–5 M dobutamine (n = 18, 29.3 ± 5.0%) when compared with KREBS (n = 10, 41.5 ± 6.8%). Similarly, 10–4 M 8-bromo-adenosine cyclic 3',5'-hydrogen phosphate monosodium (a membrane permeable cAMP analog) increased developed force 14.9 ± 3.3% and the addition of 10–5 M Br-cGMP to those muscles significantly reduced developed force by 3.5% ± 1.1% (n = 7). Thus, the positive inotropic effect of NO decreased and ultimately became an attenuation as the level of β1-adrenergic stimulation increased due, at least in part, to an interaction between the cAMP and cGMP second messenger pathways.Key words: nitric oxide, β1-adrenergic, cGMP, cAMP, contractility, cardiac muscle.

Nous avons vérifié l'hypothèse que le monoxyde d'azote a un effet inotrope positif sur la contractilité du muscle cardiaque de mammifère et que cet effet s'ajoute à l'effet inotrope positif d'agonistes β1-adrénergiques lorsqu'ils sont utilisés simultanément. Nous avons stimulé les muscles papillaires du ventriculaire droit de félins pour obtenir une contraction isométrique à 0,2 Hz dans un tampon bicarbonate de Krebs–Henseleit (KREBS) gazéifié avec 95 % d'O2 et 5 % de CO2 (26 oC; pH 7,34). Le donneur de monoxyde d'azote (NO), S-nitroso-N-acétyl-pénicillamine (SNAP, 10–5 M), et l'analogue du GMPc perméable à la membrane, 8-bromo-guanosine 3',5' phosphate de sodium cyclique (Br-cGMP, 10–5 M), ont augmenté significativement la force développée, de 13,3 ± 1,5 % (n = 11) et 7,8 ± 2,8 % (n = 7), respectivement. SNAP, à 10–5 M, a augmenté significativement la force développée par les muscles traités avec de 10–11 M ou 10–9 M de chlorhydrate de dobutamine (un agoniste β1-adrénergique) (n = 25, 11,3 ± 2,9 % et 10,0 ± 3,6 %, respectivement) comparativement au tampon KREBS (n = 27, 2,6 ± 0,0 % et 5,5 ± 0,9 %), mais l'augmentation a été inférieure à celle prédite par la somme des effets inotropes de SNAP et de la dobutamine. SNAP, à 10–5 M, n'a pas modifié la force développée dans les muscles traités avec 10–7 M de dobutamine, mais a significativement diminué la force développée dans les muscles traités avec 10–5 M de dobutamine (n = 18, 29,3 ± 5,0 %) comparativement au tampon KREBS (n = 10, 41,5 ± 6,8 %). De même, le 8-bromo-adénosine 3',5' monophosphate de sodium cyclique hydrogène (un analogue de l'AMPc perméable à la membrane), à 10–4 M, a augmenté la force développée de 14,9 ± 3,3 %, et l'ajout de 10–5 M de Br-cGMP l'a réduite de 3,5 % ± 1,1 % (n = 7). Ainsi, l'effet inotrope positif du NO a diminué et s'est atténué à mesure que le taux de stimulation β1-adrénergique a augmenté, en partie à cause d'une interaction entre les voies des seconds messagers AMPc et GMPc.Mots clés : monoxyde d'azote, β1-adrénergique, GMPc, AMPc, contractilité, muscle cardiaque.[Traduit par la Rédaction]
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Keywords: nitric oxide, β1-adrenergic, cGMP, cAMP, contractility, cardiac muscle, monoxyde d'azote, β1-adrénergique, GMPc, AMPc, contractilité, muscle cardiaque

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2002

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