$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Sağlam Langendorff perfüze kalpte hücre içi Ca2+ ve transmembran potansiyelinin (Vm) ikili optik haritalanması, aritmi mekanizmaları ve uyarma-kasılma eşleşmesi1-4 dahil olmak üzere kardiyak elektrofizyolojideki araştırmaların temel dayanağı haline gelmiştir. Bu yaklaşım, normal ve anormal elektrofizyolojiye ve daha da önemlisi, Vm ile hücre içi Ca2+ arasındaki çift yönlü ilişkiye eşi görülmemiş bir bilgi sağlamıştır. Bununla birlikte, yüksek afiniteli floresan indikatörlerle (Rhod-2 ve Fluo-4 gibi) hücre içi Ca2 + 'nın optik haritalanması, yalnızca hücre içi Ca2 + 'daki toplu değişiklikleri rapor eder ve bu değişikliklerin transmembran Ca2 + akısı, hücre içi depolara salınması ve yeniden alınması veya çoğu durumda, her ikisinin bir kombinasyonundan mı kaynaklandığını ayırt edemez. Ayrıca, yüksek afiniteli Ca2+ göstergeleri yavaş açma-kapama kinetiğine sahiptir ve Ca2+ konsantrasyonu5'teki hızlı değişiklikleri doğru bir şekilde rapor etmeyebilir.
Her aksiyon potansiyeli, hücre içi Ca2+ geçici (CaT) olarak bilinen hücre içi Ca2+ 'da bir artışı tetikler. Memeli kalbinde, toplam CaT'nin yaklaşık% 70 - 90'ı, ryanodin reseptörlerinin (RyR'ler) açılması yoluyla sarkoplazmik retikulumdan (SR) Ca2 + salınmasına bağlıdır6. SR içinde, toplam Ca2 + 'nın yaklaşık yarısı, SR Ca2 + homeostazında önemli bir rol oynayan kalsekestrin (CSQ) ve diğer SR içi tamponlara7 bağlıdır8,9. Serbest SR Ca2+ miktarı, SR Ca2+ salınımının yanı sıra RyR'nin kapılanması için itici gücü belirler ve bu nedenle hücre içi CaT üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Ayrıca, SR Ca2+ salınımı veya geri alımındaki değişiklikler, sırayla, elektrojenik Na+-Ca2+ değişimi yoluyla Vm'yi etkileyebilir ve bu da aritmojenik sonuçlara yol açabilir. Bu nedenle, CaT'ye ek olarak, serbest SR Ca2 + 'nın izlenmesi, kasılma ve elektrofizyolojik disfonksiyon hakkında önemli bilgiler sağlayabilir.
Son birkaç yılda, araştırmacılar izole kardiyak miyositlerde ve sağlam kalpte tek bir yerden SR Ca2+'nın izlenmesinde önemli ilerlemeler kaydettiler. Böyle bir yöntem, RyR'leri açmak için hızlı kafein darbeleri gerektirir ve SR Ca2 + içeriği daha sonra hücre içi Ca2 + 10'daki ani artıştan çıkarılır veya hesaplanır. Bir başka ilgi çekici yaklaşım, serbest SRCa 2+'ya bağlanan Fluo-5N11 veya Mag-Fluo412 gibi düşük afiniteli Ca2+ göstergelerini kullanır. Bu göstergeler 10 – 400 μM aralığında ayrışma sabitlerine (Kd) sahiptir ve bu nedenle Ca2+ konsantrasyonunun ([Ca2 +] SR) milimolar aralıkta olduğu SR lümenine kıyasla sitozolde minimum floresan sergiler. Düşük afiniteli Ca2+ göstergeleri kullanılarak, fraksiyonel SR Ca2+ salınımı ve Ca2+ alternans13,14 mekanizmaları dahil olmak üzere izole miyosit düzeyinde SR Ca2+ döngüsünün çeşitli yönleri araştırılmıştır. Bununla birlikte, sağlam kalpte SR Ca2+ döngüsünün heterojen doğasını ve SR Ca2+'nın mekansal olarak farklı aritmik olaylardaki rolünü tam olarak anlamak için, sağlam kalbin epikardiyal yüzeyi boyunca SR Ca2+ görüntüleme yöntemleri gereklidir15.
Bu makale, düşük afiniteli Ca2+ indikatörü Fluo-5N ile bozulmamış Langendorff perfüze tavşan kalbinde serbest SR Ca2+ ve Vm'nin ikili optik haritalaması için metodolojiyi açıklamaktadır. Kalbin epikardiyal yüzeyi boyunca mekansal olarak SR Ca2+ özelliklerini ortaya çıkarmanın yanı sıra, bu yaklaşım, V m ve SR Ca2+ arasındaki çift yönlü ilişkinin araştırılmasına izin vererek, Vm'nin eşzamanlı olarak izlenmesi avantajına sahiptir.