Effects of vanadate on the c-AMP system of the heart

Summary

300 μM vanadate (NH₄VO₃) caused an about 65% increase in force of contraction in isolated electrically driven cat papillary muscles. The positive inotropic effect (PIE) was accompanied by only a small (about 20%) but significant increase in c-AMP levels. 0.3 μM isoprenaline (ISO) produced a much greater increase in c-AMP levels (about 80%) while the PIE of ISO was as great as the PIE observed with 300 μM NH₄VO₃. In cat right ventricular adenylate cyclase preparations NH₄VO₃ and ISO stimulated adenylate cyclase activity by nearly the same extent. Propranolol (1 μM and 5 μM) prevented the ISO-induced adenylate cyclase stimulation but not the stimulation due to NH₄VO₃. Phosphodiesterase activity was not affected by NH₄VO₃ (up to 1000 μM). It is concluded that the small vanadate-induced increase in c-AMP levels, which is due to adenylate cyclase stimulation, inintact papillary muscles maycontribute to its PIE, but other mechanisms may be at least equally important.

Zusammenfassung

300 μM Vanadat (NH₄VO₃) steigerte an isolierten, elektrisch gereizten Katzenpapillarmuskeln die Kontraktionskraft um ca. 65%. Der positiv inotrope Effekt (PIE) ging einher mit einem nur geringen (ca. 20%), aber signifikanten Anstieg des c-AMP-Gehaltes. 0.3 μM Isoprenalin (ISO) verursachte einen sehr viel größeren Anstieg des myokardialen c-AMP-Gehaltes (ca. 80%), während der PIE von ISO gleich groß war wie der PIE von NH₄VO₃. In einer Adenylatcyclasepräparation von rechten Ventrikeln des Katzenherzens stimulierten NH₄VO₃ und ISO die Adenylatcyclaseaktivität in nahezu gleichem Ausmaß. Propranolol (1 μM und 5 μM) verhinderte die Aktivierung der Adenylatcyclase durch ISO, aber nicht die Aktivierung durch NH₄VO₃. Die Phosphodiesteraseaktivität wurde durch NH₄VO₃ (bis zu einer Konzentration von 1000 μM) nicht beeinflußt. Aus den Ergebnissen wird geschlossen, daß der geringe vanadatinduzierte c-AMP-Anstieg, der über eine Stimulation der Adenylatcyclase zustande kommt, zwar am Zustandekommen des PIE beteiligt sein mag, daß aber andere Mechanismen von mindestens ebenso großer physiologischer Bedeutung sind.