Resting Ca super(2+) influx does not contribute to anoxia-induced cell death in adult rat cardiac myocytes

• Published in: Canadian journal of physiology and pharmacology Vol. 87; no. 5; pp. 360 - 370
• Main Authors: Mont, Meghan R, Carlson, CGeorge, Geisbuhler, Timothy P
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 01.05.2009
• ISSN: 0008-4212; 1205-7541
• DOI: 10.1139/Y09-020

Calcium has been proposed as a primary influence on cell death during ischemic episodes in myocardial cells. One component of calcium entry into a cell is resting calcium influx. This basal movement of calcium is blocked by 100 mu mol/L gadolinium chloride (GdCl sub(3)) in cardiac myocytes. Therefore, GdCl sub(3) should be cardioprotective under anoxic conditions. To test this, cardiac myocytes isolated from adult male rats were subjected to anoxia (100% N sub(2)) in the presence or absence of 100 mu mol/L GdCl sub(3) in one of 2 ways. In the first method, cells were suspended in media and rendered anoxic for 0, 30, and 60 min, after which cell morphology and viability were scored. After 60 min of anoxia, rod-shaped cells accounted for 46% plus or minus 4% of total cells (viability 81%); 10 min of reoxygenation markedly reduced rod-shaped cells to 27% (viability 72%). GdCl sub(3) in the medium did not protect the cells (anoxic rods 49%, reoxygenated rods 30%, viability 77%). In the second method, cells were attached to a laminin substrate, rendered anoxic, and then videotaped for up to 6 h. In this system, cells maintained their shape for some time after the onset of anoxia, and then began to 'die' (i.e., to take on either a rigor form or hypercontracted form) at a measurable rate. Time to onset of 'death' (t sub(0)), time to 50% and 100% 'death' (t sub(50) and t sub(100)), and rate of 'death' were used to measure anoxic damage. Without GdCl sub(3), cells on average began to die 115 plus or minus 32 min after the onset of anoxia (t sub(0)); they died at an average rate of 0.046 cells/min. t sub(50) was achieved in 149 plus or minus 42 min, t sub(100) in 183 plus or minus 54 min. Addition of 100 mu mol/L GdCl sub(3) did not affect any of these parameters. We concluded that GdCl sub(3) was not cardioprotective for anoxic myocytes and that cell damage generated by anoxia could not be attributed to resting calcium influx.Original Abstract: Le calcium aurait une influence imporante sur la mort cellulaire durant des episodes d'ischemie dans les cellules myocardiques. Une composante de l'entree de calcium dans une cellule est le courant calcique entrant au repos. Ce mouvement basal de calcium est bloque par 100 mu mol/L de chlorure de gadolinium (GdCl sub(3)) dans les myocytes cardiaques. Par consequent, le GdCl sub(3) devrait avoir un effet cardioprotecteur dans des conditions anoxiques. Pour verifier cette hypothese, on a soumis des cardiomyocytes isoles de rats males adultes a une anoxie (100 % N sub(2)) en presence ou en l'absence de 100 mu mol/L de GdCl sub(3), en utilisant deux methodes. Dans la premiere methode, les cellules ont ete suspendues dans des solutions et rendues anoxiques pendant 0, 30, et 60 min; la morphologie et la viabilite des cellules ont ensuite ete notees. Apres 60 min d'anoxie, les cellules en batonnet ont represente 46 % plus or minus 4 % de la totalite des cellules (viabilite 81 %); une reoxygenation pendant 10 min a reduit de facon marquee le nombre de cellules en batonnet a 27 % (viabilite 72 %). La presence de GdCl sub(3) dans la solution n'a pas protege les cellules (batonnets anoxiques 49 %, batonnets reox. 30 %, viabilite 77 %). Dans la seconde methode, les cellules ont ete fixees sur un substrat de laminine, rendues anoxiques, puis leur comportement a ete enregistre sur bande video pendant une periode allant jusqu'a 6 h. Dans ce systeme, les cellules ont maintenu leur forme quelque temps apres le debut de l'anoxie, puis ont commence a ' mourir ' (c.-a-d. a prendre une forme soit rigide, soit hypercontractee) a un taux mesurable. Le temps vers le debut de la ' mort ' t sub(0), le temps vers une ' mortalite ' de 50 % et de 100 % (t sub(50) et t sub(100)) et le taux de ' mortalite ' ont ete utilises pour mesurer la lesion anoxique. Sans GdCl sub(3), les cellules en moyenne ont commence a ' mourir ' 115 plus or minus 32 min apres le declenchement de l'anoxie (t sub(0)); les cellules sont ' mortes ' a un taux moyen de 0,046 cellules/min. t sub(50) a ete atteint en 149 plus or minus 42 min, t sub(100) en 183 plus or minus 54 min. L'ajout de 100 mu mol/L de GdCl sub(3) n'a influe sur aucun de ces parametres. Nous avons conclu que le GdCl sub(3) n'a pas eu d'effet cardioprotecteur sur les myocytes anoxiques et que l'alteration des cellules causee par l'anoxie ne pouvait etre attribuee a un courant entant de calcium au repos.