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Erschienen in: Basic Research in Cardiology 2/2019

01.03.2019 | Original Contribution

Protein kinase/phosphatase balance mediates the effects of increased late sodium current on ventricular calcium cycling

verfasst von: Jörg Eiringhaus, Jonas Herting, Felix Schatter, Viacheslav O. Nikolaev, Julia Sprenger, Yansong Wang, Maja Köhn, Markus Zabel, Ali El-Armouche, Gerd Hasenfuss, Samuel Sossalla, Thomas H. Fischer

Erschienen in: Basic Research in Cardiology | Ausgabe 2/2019

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Abstract

Increased late sodium current (late INa) is an important arrhythmogenic trigger in cardiac disease. It prolongs cardiac action potential and leads to an increased SR Ca2+ leak. This study investigates the contribution of Ca2+/Calmodulin-dependent kinase II (CaMKII), protein kinase A (PKA) and conversely acting protein phosphatases 1 and 2A (PP1, PP2A) to this subcellular crosstalk. Augmentation of late INa (ATX-II) in murine cardiomyocytes led to an increase of diastolic Ca2+ spark frequency and amplitudes of Ca2+ transients but did not affect SR Ca2+ load. Interestingly, inhibition of both, CaMKII and PKA, attenuated the late INa-dependent induction of the SR Ca2+ leak. PKA inhibition additionally reduced the amplitudes of systolic Ca2+ transients. FRET-measurements revealed increased levels of cAMP upon late INa augmentation, which could be prevented by simultaneous inhibition of Na+/Ca2+-exchanger (NCX) suggesting that PKA is activated by Ca2+-dependent cAMP-production. Whereas inhibition of PP2A showed no effect on late INa-dependent alterations of Ca2+ cycling, additional inhibition of PP1 further increased the SR Ca2+ leak. In line with this, selective activation of PP1 yielded a strong reduction of the late INa-induced SR Ca2+ leak and did not affect systolic Ca2+ release. This study indicates that phosphatase/kinase-balance is perturbed upon increased Na+ influx leading to disruption of ventricular Ca2+ cycling via CaMKII- and PKA-dependent pathways. Importantly, an activation of PP1 at RyR2 may represent a promising new toehold to counteract pathologically increased kinase activity.
Literatur
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Metadaten
Titel
Protein kinase/phosphatase balance mediates the effects of increased late sodium current on ventricular calcium cycling
verfasst von
Jörg Eiringhaus
Jonas Herting
Felix Schatter
Viacheslav O. Nikolaev
Julia Sprenger
Yansong Wang
Maja Köhn
Markus Zabel
Ali El-Armouche
Gerd Hasenfuss
Samuel Sossalla
Thomas H. Fischer
Publikationsdatum
01.03.2019
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Basic Research in Cardiology / Ausgabe 2/2019
Print ISSN: 0300-8428
Elektronische ISSN: 1435-1803
DOI
https://doi.org/10.1007/s00395-019-0720-7

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