Category Archives: myocardial preservation

Cardiovascular actions of naringenin, quercetin and genistein

J Pharm Pharmacogn Res 6(3): 158-166, 2018.

Original Article | Artículo Original

Direct actions of the flavonoids naringenin, quercetin and genistein on rat cardiac and vascular muscles

[Acciones directas de los flavonoides naringenina, quercetina y genisteína sobre los músculos cardiaco y vascular de rata]

Loipa Galán-Martínez*, Idalia Herrera-Estrada, Alicia Fleites-Vázquez

Laboratorio de Electrofisiología, Departamento de Investigaciones, Instituto de Cardiología y Cirugía Cardiovascular. Paseo y 17, Vedado, CP 10400, La Habana. Cuba.

*E-mail: loipa@infomed.sld.cu

Abstract

Context: Flavonoids are natural polyphenolic compounds that are ubiquitous in plants. Numerous prospective epidemiological studies have found beneficial effects of flavonoid consumption on overall cardiovascular mortality. These effects have been attributed to nonspecific antioxidant, anti-atherosclerotic and antithrombotic properties of flavonoids. However, little is known about direct actions of flavonoids on cardiac and vascular smooth muscles.

Aims: To evaluate the effects of three flavonoids (naringenin, quercetin and genistein) on electrical and contractile activities of isolated rat hearts and on contraction of rat abdominal aortic rings.

Methods: Surface electrogram (ECG) and force of contraction (FC) were recorded in isolated rat hearts. The ventricular fibrillation threshold was evaluated with the flavonoids. The effects on aortic contraction were assessed in rat abdominal aortic rings pre-contracted with 60 mM of KCl.

Results: Genistein tended to prolong the QT interval while naringenin tended to decrease it. The effects of all flavonoids on QRS and RR interval were mild and not statistically significant. Genistein and naringenin produced a negative inotropic effect in isolated rat hearts with an IC50 of 13.8 μM and 33.8 μM, respectively. Quercetin at low concentrations had a positive inotropic effect; at high concentrations, it exerted a negative inotropic effect. Naringenin and quercetin increased the threshold for ventricular fibrillation, whereas genistein decreased it. Naringenin, quercetin, and genistein induced concentration-dependent relaxation in endothelium-denuded rat aortic rings.

Conclusions: These flavonoids have direct actions on rat cardiac and vascular smooth muscles.

Keywords: cardiovascular; flavonoid; genistein; naringenin; quercetin.

Resumen

Contexto: Los flavonoides son compuestos naturales polifenólicos omnipresentes en las plantas. Estudios epidemiológicos han mostrado beneficios con el consumo de flavonoides sobre la disminución de la mortalidad cardiovascular global. Esto se les atribuye principalmente por propiedades no específicas como antioxidantes, anti-ateroscleróticos y antitrombóticos. Sin embargo, se conoce poco acerca de las acciones cardiovasculares directas de los flavonoides.

Objetivos: Evaluar los efectos de tres flavonoides (naringenina, quercetina y genisteína) sobre las actividades eléctrica y contráctil de corazones aislados de rata y sobre la contracción de anillos de aorta abdominal de rata.

Métodos: El electrocardiograma y la fuerza de contracción se registraron en corazones aislados de rata. Se evaluó la variación del umbral de fibrilación ventricular con los flavonoides. Los efectos sobre la contracción aórtica fueron evaluados en anillos de aorta abdominal de rata pre-contraídos con 60 mM de KCl.

Resultados: La gensiteína tendió a prolongar el intervalo QT. Naringenina tendió a disminuirlo. Los efectos de los flavonoides sobre los intervalos QRS y RR, no tuvieron diferencias significativas. Genisteína y naringenina produjeron un efecto inotrópico negativo sobre los corazones aislados de rata con una IC50 de 13.8 μM y 33.8 μM, respectivamente. Quercetina a bajas concentraciones tuvo un efecto inotrópico positivo; a altas concentraciones tuvo un efecto inotrópico negativo. Naringenina y quercetina aumentaron el umbral de fibrilación, mientras que genisteína lo disminuyó. Naringenina, quercetina y genisteína relajaron los anillos de aorta abdominal de rata denudados de endotelio.

Conclusiones: Estos flavonoides tuvieron acciones directas sobre los músculos cardiaco y liso vascular.

Palabras Clave: cardiovascular; flavonoide; genisteína; naringenina; quercetina.

Download the PDF file .

 

 

Citation Format: Galán-Martínez L, Herrera-Estrada I, Fleites-Vázquez A (2018) Direct actions of the flavonoids naringenin, quercetin and genistein on rat cardiac and vascular muscles. J Pharm Pharmacogn Res 6(3): 158–166.
This article has been cited by:
Galán Martínez L, Herrera Estrada I, Fleites Vázquez A (2018) Cardiac effects of (−)- epigallocatechin on isolated rat hearts. Global Journal of Medical Research 18(2): 21-24. Website

© 2018 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

BDM attenuates β-adrenergic response of cardiac L-type Ca2+ current

J Pharm Pharmacogn Res 4(6): 206-216, 2016.

Original Article | Artículo Original

2,3-Butanedione monoxime attenuates the β-adrenergic response of the L-type Ca2+ current in rat ventricular cardiomyocytes

[La 2,3-butanodiona monoxima atenúa la respuesta β-adrenérgica de la corriente de Ca2+ tipo L en cardiomiocitos ventriculares de rata]

Julio Alvarez-Collazo1,2,#, Ana Iris López-Medina1,#, Loipa Galán-Martínez1, Julio L. Alvarez1*

1Laboratorio de Electrofisiología. Instituto de Cardiología y Cirugía Cardiovascular. Paseo y 17, Vedado, CP 10400, La Habana. Cuba.
2Laboratory of Ion Channel Research and TRP Research Platform Leuven, Department of Cellular and Molecular Medicine, KU Leuven, Leuven, Belgium.
#Both authors contributed equally

*E-mail: alvarezj@infomed.sld.cu

Abstract

Context: 2,3-Butanedione monoxime (BDM), an uncoupler of cardiac contraction, is commonly used in enzymatic dissociations to prevent hypercontraction of cardiomyocytes and in cardioplegic solutions to decrease oxygen demand during surgery. However, BDM affects multiple cellular systems including the L-type Ca2+ current (ICaL). If its phosphatase activity is the mechanism underlying the decrease ICaL in cardiomyocytes is a still unresolved question.

Aims: To study the effects of BDM on ICaL of rat ventricular cardiomyocytes focusing our attention on the response of ICaL to β-adrenergic stimulation.

Methods: The whole-cell patch-clamp method was used to study ICaL in enzymatically dissociated rat ventricular cardiomyocytes.

Results: Extracellular BDM (5 mM) decreased peak ICaL by ≈45%, slowed its fast inactivation but accelerated its slow inactivation. Cardiomyocytes incubated in BDM (≥ 30 min; 5 mM) perfused with normal extracellular solution, showed normal ICaL properties. However, extracellular BDM (in cardiomyocytes incubated in BDM or not) markedly reduced the response of ICaL to isoproterenol (1 µM). BDM also strongly attenuated the increase of ICaL in cardiomyocytes intracellularly perfused with cyclic AMP (50 µM).

Conclusions: The decrease of basal ICaL by BDM is not related to its dephosphorylation action. Its effect on the Ca2+ channel occurs most probably in a site in the extracellular side or within the sarcolemmal membrane. Due to its phosphatase action, BDM strongly attenuates the response of ICaL to β-adrenergic stimulation. These actions of BDM must be taken into account both for its use in the dissociation of cardiomyocytes and in cardioplegic solutions and myocardial preservation.

Keywords: 2,3-butanedione monoxime; calcium channels; cardiomyocytes; myocardial preservation; patch-clamp.

Resumen

Contexto: La 2,3-butanodiona monoxima (BDM), un desacoplador de la contracción cardíaca, es comúnmente utilizada en la disociación enzimática para prevenir la hipercontracción de los cardiomiocitos y en soluciones de cardioplejia para reducir la demanda de oxígeno durante la cirugía. No obstante, la BDM reduce la corriente de Ca2+ tipo L (ICaL) pero su mecanismo de acción no ha sido dilucidado definitivamente.

Objetivos: Estudiar los efectos de la BDM sobre ICaL de cardiomiocitos ventriculares de rata, centrando la atención en la respuesta de ICaL al isoproterenol (ISO).

Métodos: Se utilizó la técnica de patch-clamp para registrar ICaL en cardiomiocitos ventriculares de rata disociados enzimáticamente.

Resultados: La BDM extracelular (5 mM) redujo ICaL en ≈45% y modificó su inactivación rápida. Los cardiomiocitos incubados en BDM (≥ 30 min; 5 mM) y perfundidos con solución extracelular normal, mostraron ICaL normales. No obstante, la BDM extracelular (en cardiomiocitos incubados en BDM o no incubados), redujo marcadamente la respuesta de ICaL al ISO (1 µM). La BDM atenuó fuertemente el aumento de ICaL en cardiomiocitos perfundidos intracelularmente con AMP cíclico.

Conclusiones: La reducción de ICaL basal por BDM no está relacionada a su actividad desfosforiladora. Su efecto sobre el canal de Ca2+ ocurre probablemente en un sitio extracelular. Debido a su acción como fosfatasa, la BDM atenúa fuertemente la respuesta de ICaL al ISO. Estas acciones de la BDM deben ser consideradas tanto para su utilización en la disociación de cardiomiocitos como en las soluciones de cardioplejia y la preservación miocárdica.

Palabras Clave: 2,3-butanodiona monoxima; canales de calcio; cardiomiocitos; patch-clamp; preservación miocárdica.

Download the PDF file .

 

 

Citation Format: Álvarez-Collazo J, López-Medina AI, Galán-Martínez L, Álvarez JL (2016) 2,3-Butanedione monoxime attenuates the β-adrenergic response of the L-type Ca2+ current in rat ventricular cardiomyocytes. J Pharm Pharmacogn Res 4(6): 206-216.

© 2016 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)