Hipertrofik kalp yetmezliğindeki elektriksel modellemenin Rho/ROCK yolağı ile ilişkisinin incelenmesi
Investigation of the relation between electrical remodeling of cardiac hypertrophy and Rho/ROCK pathway
Yazar: MURAT CENK ÇELEN
Danışman: PROF. DR. SEMİR ÖZDEMİR
Akdeniz Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Fasudil = Fasudil ; Kalp hastalıkları = Heart diseases ; Kalp yetmezliği = Heart failure ; Modelleme = Modelling ; Potasyum = Potassium ; Potasyum kanalları = Potassium channels ; Sinyal nakli = Signal transduction

Özet:
Amaç: RhoA/ROCK sinyal yolağının miyokardiyal enfraktüs, kalp yetmezliği ve kardiyak hipertrofi gibi çeşitli kardiyovasküler hastalıklar ile ilişkili olduğu belirlenmiştir. Bu bağlamda çalışmamızda basınç yüklemesine bağlı kardiyak hipertrofi modelinde ROCK inhibisyonunun potasyum (K+) akımları ve aksiyon potansiyeli (AP) üzerindeki etkisi incelenmiştir.
Yöntem: Sıçan kalplerinde basınç yüklemesi modeli transvers aort konstriksiyonu (TAK) ile sağlanmıştır. SHAM grubu bağlama işlemi yapılmadan ameliyat edilmiştir. SHAM, TAK ve 10 hafta boyunca fasudil (5mg/kg) uygulanan TAK (T+F) gruplarından elektrofizyolojik ve protein ekspresyon analizi yöntemleri ile veri alınmıştır. İçeri doğrultucu K+ akımı (IK1) kaydı için -70 mV düzeyinde kenetlenmiş hücrelere -120 mV ile 10mV arasında, geçici dışarı doğru K+ akımı (Ito) için ise -50mV ile 70mV arasında 10 mV'luk adımlarla artan voltaj pulsları uygulanmıştır.
Bulgular: TAK grubunun 1 Hz frekansında kaydedilen AP sürelerinde anlamlı uzama görülürken, bu uzamanın T+F grubunda düzeldiği gözlemlenmiştir. Her iki K+ akımının yoğunluğu da anlamlı şekilde azalmış, fakat fasudil bu seviyeleri kontrole çekmiştir. Protein analizlerine göre Kv4.2 ekpresyonu, TAK grubunda yükselmesine rağmen T+F grubunda düzelmemiştir. RhoA ekspresyonu TAK grubunda artarken, ROCK1&2 ve Kir2.1 anlamlı şekilde azalmış, 10 haftalık fasudil uygulamasının ardından bu proteinlerin seviyelerinde önemli bir düzelme gözlenmiştir.
Sonuç: Özetle, fasudil uzamış AP süresini kısaltıp, IK1 ve Ito gibi potasyum akımlarını ve RhoA/ROCK yolağı elemanlarının protein ekspresyonunu da düzeltmiştir. Sonuç olarak, RhoA/ROCK yolağı kalbin elektriksel yeniden modellemesinde rol sahibi olabilir ve bu yolağın inhibisyonun gelecekte terapötik amaçlar için kullanılabilir.

Anahtar Kelimeler: Rho, ROCK, fasudil, K+ akımları, aksiyon potansiyeli

Abstract:
Objective: Various cardiovascular diseases like myocardial infarction, heart failure and cardiac hypertrophy are associated with the RhoA/Rho kinase (ROCK) signaling pathway. In this respect, we examined the effect of ROCK inhibition on potassium K+ currents and AP in pressure overload (PO) cardiac hypertrophy model.
Method: PO model is created by aortic constriction (TAC) of rat's heart. SHAM animals underwent surgery without banding. All data taken from three groups SHAM, TAC and 10 weeks fasudil (5mg/kg) administered TAC (T+F) group using electrophysiological and protein expression analysis techniques. Data were recorded by applying voltage steps from holding potential of -70 mV in 10 mV increments, between -120 to 10 mV for inward rectifier K+ currents (IK1) and -50 to 70 mV for transient outward K+ currents (Ito).
Results: There was significant prolongation Aps of TAC myocytes recorded at 1 Hz which was restored in T+F group. Density of both potassium currents decreased significantly with cardiac hypertrophy but fasudil reversed currents to control level. According to protein analysis, Kv4.2 expression was higher in TAC group and it didn't reverse in T+F group. Despite RhoA expression increased significantly, ROCK1&2 and Kir2.1 decreased in TAC group. Fasudil treatment restored the expression level of these proteins after 10 weeks decreased after 10 weeks.
Conclusion: In summary, fasudil improves not only IK1 and Ito currents but also protein expressions of RhoA/ROCK pathway elements and shortens AP duration. As a result, RhoA/ROCK pathway may play role in electrical remodeling of heart and thus inhibition of this pathway may be used as potential therapeutic purposes.

Key words: Rho, ROCK, fasudil, K+ currents, action potential