• No results found

Na regulation of the cardiac excitation‐contraction‐relaxation coupling +

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Na regulation of the cardiac excitation‐contraction‐relaxation coupling +"

Copied!
58
0
0

Laster.... (Se fulltekst nå)

Fulltekst

(1)

Na + regulation of the cardiac excitation‐

contraction‐relaxation coupling

           

Nils Tovsrud  2016 

                   

   

(2)

© Nils Tovsrud, 2016

Series of dissertations submitted to the Faculty of Medicine, University of Oslo

ISBN 978-82-8333-257-5

All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or transmitted, in any form or by any means, without permission.

Cover: Hanne Baadsgaard Utigard

Printed in Norway: 07 Media AS – www.07.no

(3)

Acknowledgements

The work leading to this thesis has been performed at the Institute for Experimental Medical  Research, Ullevål University Hospital.  

I started in 2004 as a Medical Research Curriculum student (Forskerlinjen) with research  work one year full‐time and two years part‐time. I am thankful to The Research Council of Norway for  granting me in that period. After medical school, I was awarded a stipendium from the Norwegian  Health Association and the South‐Eastern Regional Health Authority, allowing me to work full time  with research from 2008‐11. Since 2011, I have been working part time with research.  

During these 12 years, a lot of people have contributed to the work leading to this thesis in  many ways. First of all, a special thank to Fredrik Swift and Jon Arne Kro Birkeland, who guided me  into the Medical Research Curriculum in the first place and introduced me to the methods. Fredrik  became my main supervisor. I thank him and the cosupervisors Ivar Sjaastad and Ole Mathias  Sejersted, also head of the institute, for guidance through all these years and for giving me the  opportunity to get into the interesting world of basic heart science.  

Thanks to the coauthors in the papers forming the basis of this thesis, which in addition to  the supervisors are: Ulla Helene Enger, Jonas Skogestad, Jan Magnus Aronsen, Pimthanya 

Wanichawan, Karina Hougen, Mathis Korseberg Stokke, Cathrine Rein Carlson, William Edward Louch  and Leif Øyehaug. Excellent technical assistance has been offered by Roy Trondsen, Per Andreas  Norseng, Vidar Magne Skulberg, Marita Martinsen, Heidi Kvaløy, Bjørg Austbø and Hilde Dishington. 

All the nice people at the Institute for Experimental Medical Research deserve an extra thank  for providing an inspiring work environment. Jan Magnus Aronsen deserves to be mentioned in  particular. Without his enthusiasm, encouragement and help during the last years with research, it is  likely that this thesis would not have been completed. I am very grateful for his contribution.   

12 years is a long time. I remember my dear friend and mentor Karl Henrik Midtskogen, who  encouraged me to do research, but died in 2004, short after I started the work finally leading to this  thesis. During these 12 years, the institute has developed and expanded much. My life has changed a  lot too ‐ from medical student to MD and family father. The final thanks should be passed to my  beloved family, my sons Jonathan and Thomas, my parents and my dearest Ingrid.  

 

Oslo, August 2016  Nils Tovsrud   

   

(4)

Supported by

     

   

 

   

 

   

 

   

   

 

   

Supported by

     

   

 

   

 

   

 

   

   

 

   

(5)

Contents

Acknowledgements ...3 

Supported by ...4 

Contents ...5 

List of abbreviations ...7 

Papers included in this thesis ...9 

1.  Introduction ... 10 

1.1  The heart ... 10 

1.2  The excitation‐contraction‐relaxation cycle in cardiomyocytes ... 11 

1.2.1  The excitation – the action potential ... 11 

1.2.2.  The contraction ‐ cytosolic Ca2+ release ... 12 

1.2.3  The relaxation – cytosolic Ca2+ removal ... 14 

1.3.  Na+ as determinant of Ca2+ transients in cardiomyocytes ... 16 

1.3.1  Na+ balance in cardiomyocytes ... 16 

1.3.2  Voltage gated Na+ channels ... 16 

1.3.3  The Na+/Ca2+ exchanger ... 16 

1.3.4  The Na+/KATPase ... 17 

1.4  Subcellular regulation of Na+ fluxes in cardiomyocytes ... 19 

1.4.1  The ankyrins ... 19 

1.4.2  Localized subdomains for Na+ in cardiomyocytes ... 20 

1.4.3  Do Na+ hotspots and coldspots exist in cardiomyocytes? ... 22 

1.5  Arrhythmias due to Ca2+ overload in cardiomyocytes ... 23 

1.5.1   Afterdepolarizations and Ca2+ waves ... 23 

1.5.2  Ankyrin B syndrome ... 24 

1.5.3   Ca2+ channel blockers ‐ a new treatment option for ankyrin B syndrome? ... 24 

2.  Main aims ... 26 

3.  Methods ... 27 

3.1  Animal models ... 27 

3.2  Isolated cardiomyocytes ... 28 

3.3  Electrophysiological methods ... 29 

3.3.1  Voltage clamp ... 29 

3.3.2  Protocol for NKA dependent regulation of NCX ... 30 

3.3.3  Methodological considerations regarding NKA dependent regulation of NCX ... 31 

3.3.4  Field‐stimulation ... 31 

3.4  Immunocytochemistry ... 32 

3.5  Detubulation ... 32 

3.6  Peptide pulldown assay ... 33 

(6)

3.7  Fluorescence microscopy ... 34 

3.8  Ca2+ imaging with confocal microscopy ... 35 

3.9  Western blot ... 35 

3.10  Computer models ... 35 

4.  Summary of results ... 37 

4.1   Paper 1 ... 37 

4.2   Paper 2 ... 37 

4.3   Paper 3 ... 38 

5.  Discussion ... 39 

5.1  Subcellular distribution of NKA1 and ‐2 isoforms ... 39 

5.2  NKAα2 controls NCX‐activity ... 40 

5.3  The MAB‐peptide ‐ a disruptor peptide of the NKA‐coupling to ankB ... 41 

5.4  AnkB as basis for NKA dependent regulation of NCX ... 42 

5.5  NKA‐regulation of Ca2+ fluxes through control of NCX‐activity ... 43 

5.6  Verapamil prevents Ca2+ waves in ankB+/‐ cardiomyocytes ... 45 

6.  Conclusions ... 47 

7.  Reference list ... 48 

8.  Errata ... 55 

9.  Appendix: Paper 1‐3 ... 57   

 

(7)

List of abbreviations

 

AP    action potential  AKAP    A‐kinase anchor protein  AnkB    ankyrin B 

AnkB+/‐    heterozygous for a null mutation in ankyrin B    AnkB‐/‐    homozygous for a null mutation in ankyrin B    AV‐node   atrioventricular node 

Ca2+c     cytosolic Ca2+ concentration  CaMKII   CaM kinase II 

CCB     Ca2+ channel blockers   CD2    cytoplasmic domain 2  CD3    cytoplasmic domain 3  CICR     Ca2+ induced Ca2+ release  

CPVT    catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia  CSQ     calsequestrin 

DAD    delayed afterdepolarization EAD    early afterdepolarization  Em     membrane potential  ECa     equilibrium potential for Ca2+ 

ENa     equilibrium potential for Na+  

ENa/Ca     equilibrium potential for Na+/Ca2+ exchange   ECG    electrocardiogram 

ECR‐cycle   excitation‐contraction‐relaxation cycle   ICaL     Ca2+current through L‐type Ca2+ channels  IKr     delayed rectifier Kcurrent 

IK1     inward rectifier K+ current  INCX    NCX current 

(8)

INKA    NKA current  

INa     Na+ current 

IP3R     inositol trisphosphate receptor  Iti     transient inward current   Ito     transient outward Kcurrent  LTCC     L‐type Ca2+ channel  LQTS4    long QT‐syndrome type 4  MAB     minimal ankyrin binding 

Na+c     cytosolic Naconcentration  NCX     Na+/Ca2+ exchanger  NKA     Na+/KATPase  PKA    protein kinase A  PKC    protein kinase C  PLB    phospholamban 

PMCA     plasmalemmal Ca2+ ATPase   RyR     ryanodine receptor  SA‐node   sinoatrial node 

SERCA2   sarco‐/endoplasmic reticulum Ca2+ ATPase 2  SR     sarcoplasmic reticulum 

t‐tubules   transverse tubules    

(9)

Papers included in this thesis

 

1) The Na+/K+‐ATPase alpha2‐isoform regulates cardiac contractility in rat cardiomyocytes  Swift F, Tovsrud N, Enger UH, Sjaastad I, Sejersted OM. 

Cardiovasc Res. 2007 Jul 1;75(1):109‐17.  

 

2) Coupling of the Na+/K+‐ATPase to ankyrin B controls Na+/Ca2+ exchange activity in  cardiomyocytes 

Tovsrud N, Skogestad J, Aronsen JM, Wanichawan P, Hougen K, Stokke MK, Carlson CR,  Sjaastad I, Sejersted OM, Swift F 

Manuscript   

3) ICaL inhibition prevents arrhythmogenic Ca2+ waves caused by abnormal Ca2+ sensitivity of RyR  or SR Ca2+ accumulation 

Stokke MK*, Tovsrud N*, Louch WE, Øyehaug L, Hougen K, Sejersted OM, Swift F, Sjaastad I   Cardiovasc Res. 2013 May 1;98(2):315‐25. Equal contribution to the manuscript. 

 

(10)

1. Introduction

1.1 The heart

In 1628, William Harvey published “De motu cordis” [1]. This book made him the first to give a  detailed description of the heart and the circulation. One of his findings was that the heart muscle  pumps blood in a pulsatile manner, with a cycling between contraction (systole) and relaxation  (diastole). Some duration of diastole is necessary to secure a sufficient filling of blood into the  chamber to be expelled at the next systole. The duration of diastole is also important for efficient  perfusion of the coronary arteries. The coordinated contraction of the heart muscle relies on spread  of electrical activity, first described by Galvani [2]. The frequency of action potentials (APs) in the  sinoatrial node (SA‐node), localized in the right atrium, determines the heart rate. From the SA‐node,  the AP spreads to the right and left atrium via gap junctions between the atrial cardiomyocytes and  to the atrioventricular node (the AV‐node), which slows conduction to allow filling of the ventricles. 

Subsequently, the ventricles are activated via AP propagation through the bundle of His and Purkinje  fibers, and the left ventricle is normally activated from the endocardium towards the epicardium and  from apex to base to allow expulsion of blood through the aorta and the pulmonary artery [3, 4]. 

Repolarization occurs in the opposite direction, from base to apex. This is a fine‐tuned process, and  altered depolarization‐repolarization sequence can lead to arrhythmias, and in some cases, cardiac  arrest. Arrhythmias may disturb and impair the cardiac pump function, and in cardiac arrest, the  pump function ceases due to electrical chaos in the heart.      

To understand cardiac pump function, it is necessary to understand the mechanisms regulating  contraction in single cardiomyocytes. Ca2+ is necessary for heart contraction, as described by Ringer  in 1883 [5]. Although clinical use of digitalis to treat heart failure patients was described already 100  years before that [6], it took many years to understand that cardiac glycosides inhibit the Na+/ K+  ATPase (NKA), and that the Na+/ Ca2+ exchanger (NCX) is a link between cytosolic Na+‐ and Ca2+ 

homeostasis, as reviewed in [7]. However, despite extensive research over decades, many  controversies still exist in the role of Na+ dependent regulation of cardiac function. Improved  understanding of Na+ dependent control of cardiac function is necessary for development of better  therapies, especially for arrhythmias where disturbed or altered Na+ fluxes directly or indirectly  contribute to arrhythmogenesis.  

The aim of this thesis is to investigate the mechanisms by which cytosolic Naand NKA control  cardiomyocyte function through modulation of the NCX and the excitation‐contraction‐relaxation  cycle (ECR‐cycle), and to explore possible antiarrhythmic approaches in selected clinical arrhythmias.  

 

(11)

1.2 The excitation‐contraction‐relaxation cycle in cardiomyocytes The ECR‐cycle is a fine‐tuned process that in the normal situation is the physiological basis for  cardiomyocyte contraction. The ECR‐cycle at the single cell level can be described in a sequence of  processes where the electrical activation (the AP) leads to Ca2+ influx through the sarcolemma, which  then triggers a greater Ca2+ release from the sarcoplasmic reticulum (SR). The resulting transient rise  in cytosolic Ca2+ concentration (Ca2+c), the Ca2+transient, triggers contraction of the cardiomyocyte,  as Ca2+ binds to troponin C in the myofilaments and causes a conformational change inducing  myofilament movement. Relaxation occurs when Ca2+ dissociates from the myofilaments and is  removed from the cytosol. The shape and the amplitude of the Ca2+ transients determine the  contraction force and kinetics of the regular heartbeat, and the Ca2+ transient is tightly regulated to  avoid Ca2+ overload and induction of arrhythmias, as later discussed. The ECR‐cycle will in the  following be discussed with special focus on selected factors of key importance for this thesis.  

 

1.2.1 The excitation – the action potential

To ensure a synchronized and efficient contraction, the shape of the AP is different throughout the  various regions of the heart. Here, only the APs of the left ventricular cardiomyocytes will be  described, as this thesis is based on results from these cells. The AP in ventricular myocytes has five  phases (phase 0‐4 as illustrated in figure 1).       

Phase 0: During the first phase, phase 0, the cell is depolarized by Na+ influx (INa) through voltage  gated Na+ channels. This Na+ influx rapidly increases the membrane potential from about ‐70‐90  mV to +35‐50 mV (depending on species). The depolarization of the membrane potential  activates voltage gated Ca2+‐ and K+ channels in the remaining phases of the AP. 

Phase 1: During phase 1, opening of the L‐type voltage gated Ca2+ channels (LTCCs) provides  entry of Ca2+ into the cytosol, and by this initiates the Ca2+ transient as later discussed. In  addition, a repolarizing transient outward Kcurrent (Ito) counteracts the inward current through  the LTCCs.  

Phase 2: The plateau during phase 2 evolves due to balance between Ca2+ influx mediated by  LTCCs and NCXs, and Kefflux via delayed rectifier channels.  

Phase 3: The repolarization constitutes phase 3 and is due to outward K+ current, mainly in the  inward rectifier and delayed rectifier K+ channels.  

Phase 4: During rest (phase 4), the membrane potential is kept at about ‐70‐90 mV due to high  conductance for K+ in the IK1 channels and low permeability for other ions.  

 

(12)

 

Figure 1: The action potential in ventricular cardiomyocytes. For details, see text. 

 

1.2.2. The contraction ‐ cytosolic Ca2+ release

In a resting cardiomyocyte, Ca2+c is about 0.1 µM, increasing to 0.6‐1 µM during contraction [8, 9]. 

The extracellular Ca2+ concentration is about 1.5 mM. The steep concentration gradient across the  cell membrane and regulated influx and efflux of Ca2+ allow rapid changes of Ca2+c. Together with  the transient and regular changes of Ca2+c between diastole and systole, this makes Ca2+ an efficient  messenger [10]. The increase in Ca2+c comes from sarcolemmal Ca2+ influx during the AP and Ca2+ 

release from the SR.  

 

1.2.2.1 Sarcolemmal Ca2+ influx

The Ca2+ transient is initiated by transsarcolemmal Ca2+ influx through the LTCCs (ICaL) [11]. ICaL is  voltage dependent, and there is a bell‐shaped relationship between ICaL and membrane potential (Em)  [12]. The LTCCs are open to allow Ca2+ influx at potentials between ‐ 40 and +40 mV, with a maximum  current density at 0 mV, and the peak current is reached rapidly (within 2‐7 ms) after opening in  phase 1 of the AP [13]. Inactivation of LTCCs is determined primarily by repolarization of the  membrane potential and Ca2+ itself, and Ca2+ dependent inactivation is the key mechanism leading to  closure of LTCCs at physiological conditions [12]. Ca2+ dependent inactivation is a negative feedback  mechanism, where Ca2+ on the cytosolic site (from the rising Ca2+ transient) leads to closure of LTCCs  [14‐16]. Regulation of ICaL is a main determinant of Ca2+ transients, and LTCC channel kinetics is both  under physiological regulation by β‐adrenergic stimulation and serves as a pharmacological target for 

Ca2+ channel blockers (CCBs). One main question in paper 3 of this thesis is whether Ca2+ channel 

blockade represents a potential therapy for certain arrhythmias.  

Ca2+ influx via NCX happens during the peak of the AP [17], when the cardiomyocyte is 

depolarized, the cytosolic Na+ concentration (Na+c) is high and before ICaL causes local cytosolic Ca2+ 

elevation [18]. Whether Ca2+ influx via NCX can trigger SR Ca2+ release is controversial. The role of 

(13)

Ca2+ influx via NCX in ECR‐regulation might be more indirect, by priming the dyadic cleft with Ca2+ 

prior to LTCC openings in order to facilitate triggering of ryanodine receptors (RyRs) [19].  

 

1.2.2.2 Ca2+ release from the sarcoplasmic reticulum

Sarcolemmal Ca2+ influx triggers Ca2+ release from the SR. The principal SR Ca2+ release channel is the  RyR. The RyRs open upon binding of Ca2+ to the cytosolic site, releasing Ca2+ from the SR. This process  is often referred to as Ca2+ induced Ca2+ release (CICR) [20, 21].  

A ventricular cardiomyocyte contains many junctions between the sarcolemma and the SR. 

These junctions are localized mainly in the t‐tubules, invaginations of the sarcolemma. These  junctions are called dyads, and the two membranes are separated by only 10‐15 nm [22]. This dyadic  cleft provides a short distance for diffusion of Ca2+ entering the cell through LTCCs to the RyRs and  allows rapid CICR within a small subcellular domain. The abundance of LTCCs is higher in the t‐

tubules than in the surface sarcolemma [23], consistent with a special role for the t‐tubules in the  ECR‐cycle. The coupling of LTCCs and RyRs was first described in skeletal muscle [24], and is called a  calcium release unit (CRU) or couplon [25]. A couplon in cardiomyocytes typically contains 10 LTCCs  and 100 RyRs [13]. This organized structure allows independent events of SR Ca2+ release to be  triggered by the Ca2+ flowing through a few LTCCs, and not by the bulk cytosolic Ca2+ concentration. 

The sarcolemmal Ca2+ influx through LTCCs triggers Ca2+ release (named a Ca2+ spark) from the  corresponding RyRs in a couplon [8, 26]. A single Ca2+ spark leads to release of only a minor amount  of Ca2+ from the SR, which is not sufficient to produce a detectable increase in the average Ca2+i.  During a regular heartbeat, the LTCCs open within few milliseconds due to rapid AP‐propagation  along the sarcolemma. This leads to generation of synchronized Ca2+ sparks throughout the cell,  which together induce the rise in average Ca2+c and thus provide the Ca2+ necessary for  myofilament movement. Spontaneous Ca2+ sparks, not elicited by CICR, may occur in settings with  high SR Ca2+ content or increased Ca2+ conductance, and may trigger certain cardiac arrhythmias. 

How SR Ca2+ overload might evolve due to disturbances in Na+ fluxes and potentially be treated with  CCBs, will be discussed further in later sections. 

   

(14)

1.2.3 The relaxation – cytosolic Ca2+ removal

To achieve steady state Ca2+ transients and contractions, a Ca2+ amount equal to the Ca2+ released  from the SR and the Ca2+ that entered over the sarcolemma, has to be removed from the cytosol. The  sarco‐/endoplasmic Ca2+ ATPase 2 (SERCA2) uses ATP to pump Ca2+ ions against a concentration  gradient from the cytosol and into the SR. It is a key regulator of cardiac contractility since it  determines the SR Ca2+ content and the rate of removal of cytosolic Ca2+. SERCA2‐activity is regulated  by the short protein phospholamban (PLB), which in its phosphorylated form inhibits SERCA2‐activity. 

PLB‐phosphorylation by PKA or CaMKII relieves the inhibitory effect of PLB on SERCA2, increasing the  SERCA2‐activity [27].  

Besides SERCA2, the other main transport mechanism for cytosolic Ca2+ is the NCX, which  mediates Ca2+ efflux over the sarcolemma. The relative contribution of NCX and SERCA to cytosolic  Ca2+ removal varies between species, as the ratio of Ca2+ transport via SERCA:NCX is close to 7:3 in  humans and rabbits, and 9:1 in rodents [28]. The balance between SERCA2 and NCX mediated Ca2+ 

extrusion is a main regulator of cardiac contractility because Ca2+ extrusion by the NCX would tend to  limit the SR Ca2+ concentration and Ca2+ availability for the subsequent CICR and vice versa. 

Regulation of NCX activity is a central aspect in this thesis and will be discussed further in later  sections.  

In addition to SERCA2 and NCX mediated Ca2+ extrusion, slow Ca2+ transporters including the  plasmalemmal Ca2+ ATPase (PMCA) [29] and the mitochondrial Ca2+ uniporter [30] contribute to the  cytosolic Ca2+ removal. The contribution of these transporters appears to be minor on a beat‐to‐beat  basis and will not be further discussed in this thesis. 

(15)

  Figure 2: The proteins involved in Na+ and Ca2+ homeostasis of cardiomyocyte ECR‐coupling. See text  for discussion. 

 

(16)

1.3. Na+ as determinant of Ca2+ transients in cardiomyocytes 1.3.1 Na+ balance in cardiomyocytes

Cardiac ECR‐coupling and Ca2+ transients are tightly regulated by Na+c, and even small alterations in 

Na+c have a large impact on cardiac contractility [31, 32]. Cardiomyocytes have a large 

electrochemical Na+ gradient, which controls the membrane transport of a variety of other molecules  by secondary active transport, including Ca2+ (NCX) and H(Na+/Hexchanger) [33]. The Na+c is  determined by the balance between Na+ influx and efflux, where voltage gated Na+ channels and the  NCX are the two main Na+ influx pathways in beating cardiomyocytes. The NKA represents the main  Na+ extrusion mechanism in cardiomyocytes, and Na+c is thus set by the balance between Na+ influx  and NKA activity.  

 

1.3.2 Voltage gated Na+ channels

INa induces the first phase in the AP and flows through voltage gated Na+ channels. The main Na+  channel is the Nav1.5, a cardiospecific channel [34], mediating 80‐90% of total INa during the AP [35,  36]. Brain type (NaV1.1‐1.3, 1.6) and skeletal muscle type (NaV1.4) Na+ channels are expressed in the  heart and constitute the remaining INa, and these channels are enriched in the t‐tubules [35, 37, 38]. 

Whether the brain‐type and skeletal muscle type Na+ channels play a special role in the ECR‐cycle, is  not clear.  

 

1.3.3 The Na+/Ca2+ exchanger

NCX exists in three isoforms (NCX1‐3), but only NCX1 is expressed in the heart. NCX exchanges 1 Ca2+ 

with 3 Na+ ions, and thus transports net electrical charge in each translocation movement [39]. NCX  can operate in two modes with different roles during the ECR‐ cycle in cardiomyocytes: 

Forward mode NCX activity/Ca2+ extrusion mode: Forward mode NCX activity extrudes 1 Ca2+ ion  of the cytosol in exchange for 3 Na+ ions. Forward mode NCX activity thus leads to net influx of 1  positive electrical charge during each translocation movement. Forward mode NCX activity is the  main sarcolemmal Ca2+ extrusion mechanism in cardiomyocytes, and the balance in activity  between SERCA2 and NCX is a key determinant of SR Ca2+ load and cardiac contractility. 

Reverse mode NCX activity/Ca2+ influx mode: Reverse mode NCX activity extrudes 3 Na+ ions in  exchange for influx of 1 Ca2+ ion, thus leading to net transport of 1 positive electrical charge out  of the cell. Reverse mode NCX activity might contribute directly or indirectly to CICR as later  discussed, but the exact role of reverse mode exchange in the ECR‐cycle has yet to be fully  understood. 

(17)

The NCX operating mode is determined by Na+, extracellular concentration of Na+ and Ca2+ and the  membrane potential (Em), where the equilibrium potential for Na+/Ca2+ exchange, ENa/Ca = 3ENa – 2ECa  (ENa and ECa are the equilibrium potentials for Na+ and Ca2+). During the regular ECR‐cycle, E< ENa/Ca 

and NCX operates in forward mode. During a short period in early depolarization of the AP, when 

E> ENa/Ca because of high Na+c due to opening of the voltage gated Na+ channels and low  Ca2+c 

before CICR starts, reverse mode NCX‐activity is favored [18, 40]. Two important factors in NCX‐

mediated control of ECR yet to be fully determined are: 

NCX localization: NCX are clustered in t‐tubules [41, 42], but the relative placement of NCX versus  the dyadic cleft and the LTCC‐RyR couplon is not known in detail. Immunocytochemistry data has  indicated that a fraction of NCX‐molecules in the t‐tubules are colocalized with RyRs [41, 43, 44],  which might affect the ability of reverse mode NCX to induce CICR. Most NCX‐molecules,  however, are likely to be localized outside of the dyad. Further, the molecular determinants of  NCX localization are not known, but anchoring to the scaffolding molecule ankB might be an  important factor, as later discussed 

Global or local regulation: Whether NCX‐function is under the control of localized pools of Na+  and Ca2+, or is controlled by the average cytosolic concentration of these ions, has remained a  debated topic since the first report on the “fuzzy space” in 1990 [45], see section 1.4.2. Whether  NCX resides close to the dyad and senses the high Ca2+ in the dyadic cleft during CICR and  whether NCX is affected by the Na+ entering the cells during the AP, is not clear. 

 

1.3.4 The Na+/K+ ATPase

The NKA utilizes the energy of 1 ATP to pump 3 Na+ ions out of the cell and 2 Kions into the cell  against the concentration gradient for both ions [46]. NKA consists of two subunits: alpha () and  beta (). The  subunit contains binding sites for Na+, K+, ATP and cardiac glycosides, and is expressed  in three different isoforms in the heart (1‐3). All three isoforms are present in the human heart [47],  while only and are expressed in adult rodent hearts. The  subunit is a regulatory subunit and  exists in two isoforms, 1 and 2. The  subunit is important for correct insertion of the  subunit in  the cell membrane [48].  

NKA‐activity is primarily determined by the Na+c and the extracellular K+ concentration, in  addition to ATP availability, the membrane potential and the regulatory protein phospholemman. K0.5  for cytosolic Na+ is between 10‐20 mM [46, 49, 50], close to the normal resting Na+c. Hence, the  NKA‐activity is sensitive for small alterations in Na+c. The K0.5 for extracellular K+ is about 1.5 mM for 

NKA1 and about 3 mM for NKA[51]. NKA‐activity is also voltage dependent and has its highest 

(18)

activity at depolarized potentials and decreases at negative membrane potentials [52, 53], allowing  efficient extrusion of Na+ during the AP. 

The different NKAα‐isoforms have different roles in controlling cardiac ECR‐coupling. 

Heterozygous knockout mice lacking are hypo‐contractile with reduced Ca2+ transients, whereas  the heterozygous 2 knockouts are hyper‐contractile with increased Ca2+ transients [54], coupling 

NKA2 to control of Ca2+ fluxes and the ECR‐coupling. The underlying mechanism is not known, but 

might involve interaction with NCX. This is further explored in paper 1 of this thesis.  

Phospholemman, a short regulatory peptide coupled to NKA, reduces the Na+‐affinity and to  a smaller extent K+‐affinity of the NKA [55, 56]. Phospholemman modulates NKA in a manner similar  to the modulation of SERCA by PLB: the inhibition exerted by phospholemman on NKA is relieved by  phosphorylation of PKC and PKA [55]. Phosphorylation of phospholemman increases NKA‐activity  during β‐adrenergic activation. This is suggested to be a physiological adaptation during sympathetic  activity leading to increased Na+‐extrusion, thus counteracting the concomitant increase in Ca2+c by  promoting forward mode NCX‐activity [57].  

NKA has been a central pharmacological target for treatment of cardiac disease, and various  cardiac glycosides have been used to treat heart failure and arrhythmias for more than 200 years,  first described by Withering in 1785 [6]. Cardiac glycosides bind reversibly to the extracellular side of  the  subunit and inhibit NKA mediated ATP hydrolysis. The different sensitivity to the cardiac  glycoside ouabain observed between rodent NKA1‐ and 2‐isoforms [58] provides an important  experimental tool because this allows functional separation between the two isoforms using a low 

dose of ouabain to inhibit the 2‐isoform, as applied in paper 1 in this thesis.   

(19)

1.4 Subcellular regulation of Na+ fluxes in cardiomyocytes

Sarcolemmal ion transporters exert specific physiological roles determined by their subcellular  distribution. For example, most ion transporters involved in the ECR‐coupling are clustered in the t‐

tubules [42]. Specific anchoring molecules are important for determining this subcellular distribution,  as they anchor the various ion transporters to specific subcellular domains by coupling to the  cytoskeleton [59]. In addition, anchoring proteins serve to bring together two or more transporters  or signaling proteins to create subcellular domains with localized signaling. An example is the A‐

kinase anchoring proteins (AKAPs), which regulate many Ca2+ transporters in clusters with various  signaling proteins such as kinases and phosphatases [60]. 

 

1.4.1 The ankyrins

The ankyrins are a central group of anchoring molecules linking Na+‐transporters, including voltage  gated Na+‐channels, NCX and NKA to the cytoskeleton [61]. Ankyrins consist of a membrane binding  domain, spectrin binding domain, death domain and C‐terminal regulatory domain [62]. Three  different genes (ANK1‐3) encode three main ankyrin polypeptides:  

Ankyrin R: Ankyrin R (ANK1 gene) was the first ankyrin to be described in the late 1970s as an  important link between various anion exchangers and beta‐spectrin in erythrocytes [63‐65], and  is also expressed in the heart [66].  

Ankyrin G: Ankyrin G (ANK3 gene) is ubiquitously expressed [67‐69], and anchors voltage gated 

Na+ channels in the heart. A missense mutation in the ankyrin binding motif of the cardiac 

isoform of voltage gated Na+ channels (Nav1.5) disrupts the interaction between ankyrin G and  NaV1.5 [70]. This mutation has been linked to Brugada syndrome, a clinical arrhythmia syndrome  with increased risk of sudden cardiac death due to ventricular fibrillation [71].  

Ankyrin B (ankB): AnkB (ANK2 gene) is ubiquitously expressed and present in the heart. AnkB is  localized to both the M‐line and the Z‐line in adult ventricular cardiomyocytes [72] and scaffolds  NCX [73, 74], NKA [75], IP3R [76] and a potassium channel, Kir6.2 [77]. Loss of function of‐ and  dysfunctional ankB has been implicated in various arrhythmias in humans, see section 5.2, and  the phenotype of ankB+/‐ mice closely resembles the phenotype in patients with ank2 mutations  [78].  

Ankyrin binds to the cytoplasmic domain 2 and 3 (CD2 and CD3) of the ‐subunit of the NKA [75],  where the CD2‐domain has the greatest affinity for ankyrin [79]. A 25 amino acid residue within this  domain has been shown to constitute the minimal ankyrin‐binding (MAB) sequence (amino acid 144‐

166) of the NKAα isoform [79]. The MAB sequence represents a key experimental tool in paper 2 in  this thesis, where we have synthesized this peptide and used it to disrupt the coupling of NKA to 

(20)

ankB and studied the functional role of the protein‐protein interaction between NKA and ankB in  ventricular myocytes.  

   

   

Figure 3: Proposed model for ankB‐dependent coupling of NCX and NKA in cardiomyocytes (left part)  and mechanism for disruption of NKA from the proposed macromolecule by the MAB peptide as  explained in the text (right part). 

 

1.4.2 Localized subdomains for Na+ in cardiomyocytes

A key question in Na+ dependent regulation of ECR‐coupling in cardiomyocytes is if there are  subcellular pockets close to either of the Na+ transporters where the ion concentration differs from  the bulk Na+c. The concept of subcellular pockets is well established for Ca2+, where the Ca2+ 

concentration in the dyadic cleft is many times higher than the average cytosolic Ca2+ concentration  [80], and by this regulates specific transport proteins. An example is the Ca2+ dependent termination  of the Ca2+ entry through LTCCs, which is believed to be mediated by the Ca2+ concentration in the  dyadic cleft and not the average Ca2+c [16]. 

   The nature of potential subcellular microdomains for Na+, on the other hand, is still debated  and remains to be directly demonstrated. Leblanc and Hume found that the Na+ influx through  voltage gated Na+ channels caused a sufficient elevation in Na+ concentration at the cytosolic site of  NCX to cause CICR in cells with inhibited ICaL [81]. The calculated Na+ influx in this setting was not  sufficient to cause a detectable increase in average Na+c. In light of this, Lederer et al  [45] 

concluded that this finding would require a restricted subsarcolemmal space shared by voltage gated  Na+ channels, NCX and RyRs, where Na+c increases sufficiently by Na+ influx to induce reverse mode  NCX. This domain was due to its unknown nature coined the “fuzzy space”, and was postulated to  constitute a larger intracellular volume than the dyadic cleft. Since these original findings, the  possibility for Na+ microdomains in cardiomyocytes has been extensively examined by several  groups. Main later findings in this field have been: 

   

(21)

   

Figure 4: Potential subcellular Naand Ca2+ domains in cardiomyocytes. Figure from [7] with  permission. 

 

Physiological role of the originally proposed “fuzzy space”: The idea of the original fuzzy space fits  with the later demonstration that at least a subset of NCX transporters co‐localize with LTCCs  and RyRs in cardiomyocytes [41, 43]. However, the original idea of a physiologically relevant role  of the fuzzy space has been questioned, as the time to achieve sufficient Ca2+ influx via NCX to  induce CICR in a setting with active LTCCs might be too short [17, 82‐84]. Data from NCX deficient  cardiomyocytes support a role for INa in reverse mode NCX mediated control of CICR, but through  a more indirect mechanism including priming of the dyadic cleft with Ca2+ [19]. 

Sub‐sarcolemmal Na+ gradients: Functional and imaging based studies have found evidence for a  potential gradient of Na+ between a little confined compartment just beneath the sarcolemma  (the sub‐sarcolemmal space) and the rest of the cytosol [85‐87]. Studies comparing the  measured Na+c with the theoretica Na+ sensed by various transporters, have concluded that  the Na+ concentration sensed by the ion transporters are several times higher than the bulk 

Na+c [40, 88]. Supportive of this idea, imaging based approaches suggest that Na+is increased  close to the sarcolemma, possibly both in systole and diastole [87]. This could indicate that there  is a standing Na+ gradient between the bulk cytosol and the sub‐sarcolemmal space. The size of  this sub‐sarcolemmal space has been estimated to account for 0,5‐14% of the total cell volume  and to be confined to a space with a diameter around 10 nm on the intracellular side of the  sarcolemma [85]. 

(22)

Na+ hotspot and coldspots: A subsarcolemmal Na+ gradient imposes an imbalance between Na+  leak (influx) and extrusion near the cell membrane. The diffusion speed of Na+ in the cytosol has  been a central issue in modelling subcellular Na+ gradients [40, 89, 90]. Slow diffusion rate of Na+  and fast NKA Na+ extrusion kinetics would both favor the setup of localized Na+ domains. An  important factor is the relative localization of Na+ influx pathways and the NKA, where a close  localization between these will support the setup of a physiologically relevant Na+ gradient,  analogous to localized Ca2+ regulation in the dyad. This idea could be viewed as an extension of  the sub‐sarcolemmal Na+ gradient, where small localized subdomains (“nanodomains”) for Na+  might be set up in immediate vicinity to Na+ transporters such as the NCX. For example, co‐

localization of voltage gated Na+ channels and NCX could lead to a rapid rise in Na+ close to NCX  on the cytosolic site before reaching the rest of the cytosol [45, 81], and thus generate a Na+  hotspot. Comparably, if NCX and NKA are colocalized, NKA activity could deplete the Na+

sensed by the NCX and thus create a Na+ coldspot, as schematically illustrated in figure 4 [7, 85]. 

Supportive of the idea of Na+ coldspots and hotspots, Wendt‐Gallitelli et al used imaging studies  to detect microheterogeneity within the subsarcolemmal space, where specific areas exerting  higher and lower Na+ than the neighboring areas were identified [86, 91].  

 

1.4.3 Do Na+ hotspots and coldspots exist in cardiomyocytes?

As stated above, several studies have explored the presence and physiological role of Na+ hotpots in  cardiomyocytes. The role of Na+ coldspots is less studied. Such a localized domain can be of great  physiological importance, exemplified by the regulatory role of NKAα2 on cardiac contractility as  previously discussed [54]. As NKA‐NCX interactions remain to be directly demonstrated, a main aim  of this thesis is to investigate whether NKA‐mediated Na+ extrusion controls NCX activity on a  subcellular level. This is the main aim for paper 1 in this thesis, where we used a combination of  immunocytochemistry and functional experiments to explore whether NKAα2 controls the Na+  sensed by the NCX independently of the bulk Na+c and whether this controls Ca2+ transients and  cellular contractility, in line with the initial findings by James et al [54]. 

Further, the understanding of the molecular basis for colocalization of Na+ transporters has  been extended by the detection of the ankB as a scaffolding protein, anchoring NKA and NCX [78,  92]. The ankB complex stands out as a possible structural basis for Na+ coldspots, as ankB clusters  together NKA and NCX. In theory, this could lead to NKA‐mediated Na+ depletion close to the NCX,  such that the ENa/Ca would be determined by the Na+c close to in the ankB‐directed complex rather  than the bulk cytosol. This working hypothesis is the main focus for paper 2 in this thesis, while the  role of the ankB complex in cellular arrhythmias is partly explored in paper 3 of this thesis. 

(23)

1.5 Arrhythmias due to Ca2+ overload in cardiomyocytes 1.5.1 Afterdepolarizations and Ca2+ waves

Ca2+ transients are tightly regulated to maintain cardiac function, and at the same time avoid Ca2+ 

overload in cardiomyocytes. High Ca2+c increases cardiac contractility and also the risk of cellular  arrhythmias linked to Ca2+ overload by inducing afterdepolarizations. Afterdepolarizations in  cardiomyocytes is a common trigger mechanism in clinical tachyarrhythmias such as atrial fibrillation,  ventricular tachycardia and fibrillation [93]. Afterdepolarizations are divided into early 

afterdepolarizations (EADs) and delayed afterdepolarizations (DADs) after the timing of the  spontaneous depolarization of the cell membrane in relation to the regular AP. DADs occur in phase  4 of the AP [93, 94], and are closely linked to intracellular Ca2+ fluxes. DADs develop in three phases: 

Spontaneous SR Ca2+ release: While SR Ca2+ release normally is induced by CICR during a regular  heartbeat, spontaneous SR Ca2+ release under certain conditions occurs between two APs in  resting cells. Two factors increase the probability of spontaneous SR Ca2+ release, namely  increased opening probability of RyRs and high SR Ca2+ content:  

o SR Ca2+ content: The SR Ca2+ content will change during a temporary imbalance between  Ca2+ influx and Ca2+ efflux. A new steady state will be reached rapidly so that the two  fluxes again are matched [95]. The SERCA2‐NCX ratio is an important determinant of SR  Ca2+ load. A high ratio favors SR Ca2+ reuptake and increases SR Ca2+ load, a situation  relevant in clinical use of cardiac glycosides which reduces forward mode exchange  through an increase of Na+c.  

o RyR conductance: RyR conductance is regulated by luminal Ca2+, the amount of Ca2+ on  the SR side of the channel and its posttranslational state [96, 97]. RyR conductance is  increased in specific inheritable arrhythmias including catecholaminergic polymorphic  ventricular tachycardia (CPVT) [98], characterized by “leaky” RyRs that increase the  propensity for spontaneous SR Ca2+ release events at a given SR Ca2+ load. Of relevance  for this thesis is ankB, which anchors NCX in relation to the dyadic cleft and thus  determines RyR conductance by determination of the dyadic cleft [Ca2+]. 

Ca2+ wave propagation: Spontaneous Ca2+ release in resting cells occurs as single Ca2+ sparks,  which translate into a propagating Ca2+ wave along the SR membrane. The most accepted model  for Ca2+ wave propagation is diffusion of the Ca2+ spontaneously released from the SR from one  cluster of RyRs to the next along the SR membrane, thus increasing Ca2+locally enough to be  detected with fluorescence microscopy [99]. The process of Ca2+ wave propagation might be  more complicated, as SERCA‐dependent reuptake of Ca2+ from the Ca2+ wave could sensitize the  RyR (via increased luminal Ca2+) and increase its open probability [100, 101]. 

(24)

Depolarization of the resting Em: The released Ca2+ ions during a Ca2+ wave can either be pumped  into the SR by SERCA2, or be extruded by the NCX generating a inward current, Iti, due to the  inward movement of Na+ ions and thus depolarization of E[102]. If sufficient amounts of Ca2+ 

are released during the Ca2+ wave, the resulting depolarizing NCX current can induce a  spontaneous AP that can propagate to neighboring cells and possibly trigger a tachyarrhythmia. 

 

Clinically, betablockers are often used to prevent afterdepolarizations by lowering the SR Ca2+ 

content in addition to other effects [103].  

 

1.5.2 Ankyrin B syndrome

Inherited long QT syndrome (LQTS) is a group of inherited diseases where prolonged ventricular  repolarization leads to increased risk of ventricular tachyarrhythmias, and is typically caused by  mutations in specific genes constituting ion channels in cardiomyocytes. In 2003, Mohler et al [78] 

demonstrated that a loss‐of‐function point mutation (E1425G in most cases) in the ank2 gene is the  underlying cause of inherited long QT‐syndrome type 4 (LQTS4) [104]. Patients suffering from this  disease exert sinus node dysfunction causing bradycardia, atrial fibrillation, syncope and sudden  cardiac death. ECG‐recordings typically showed a biphasic T‐wave morphology, ventricular  arrhythmias and prolonged QTc‐interval [104]. Later studies have identified other loss of function  mutations in ank2 associated with varying severity of sinus node dysfunction, atrial fibrillation and  ventricular arrhythmias, but prolonged QTc‐interval has not been a consistent feature [105, 106]. The  arrhythmias associated with ank2‐mutations are collectively referred to as the ankyrin B syndrome  [105, 107‐109]. Patients with the ankyrin B syndrome have usually been treated with betablockers  and/or pacemakers [104], but with limited clinical efficiency, as betablockers often fail to prevent  arrhythmias in these patients [110].  

 

1.5.3 Ca2+ channel blockers ‐ a new treatment option for ankyrin B syndrome?

Mice with heterozygous knockout of ankB (ankB+/‐) closely resemble the clinical characteristics of the  ankyrin B syndrome in humans. Similar to patients with the ankyrin B syndrome, these mice exhibit  sinus node dysfunction [108], ventricular arrhythmias and sudden cardiac death during stress [78],  and the latter two phenotypes have been linked to increased propensity for DADs. AnkB+/‐ ventricular  cardiomyocytes display increased SR Ca2+ content, afterdepolarizations and Ca2+ waves [78, 111]. 

Importantly, these cellular characteristics have been rescued by expression of exogenous wild type  ankB, but not by expression of exogenous ankB containing the E1425G mutation, confirming that this  mutation causes the cellular phenotype leading to the ankyrin B syndrome [78]. AnkB+/‐ mice exert 

(25)

both increased SR Ca2+ load and an increased propensity towards arrhythmogenic SR Ca2+ release by  RyRs independent of SR Ca2+ load [111]. Thus, the main mechanism leading to DADs in ankyrin B  syndrome might be linked to either or both of factors increased SR Ca2+ load and increased RyR  propensity for Ca2+ release. Nevertheless, both mechanisms could in theory be counteracted by  reducing [Ca2+]c and/or SR Ca2+ content. A main hypothesis in paper 3 of this thesis is that CCBs might  reduce SR Ca2+ load and Ca2+ wave propensity in ankB+/‐ myocytes more directly than betablockers,  providing a new and more efficient antiarrhythmic therapeutic strategy in patients with ankyrin B  syndrome.  

     

(26)

2. Main aims

 

The main aim of this thesis is to 

Investigate Na+ regulation of the cardiac excitation‐contraction‐relaxation coupling with a special  focus on regulation of the Na+/Ca2+‐exchanger and antiarrhythmic approaches.  

   

Specific aims: 

1) Study the role of the Na+/K+ ATPase 2isoform as a regulator of the Na+/Ca2+‐exchanger  activity in cardiomyocytes 

2) Explore whether Na+/K+ ATPase coupling to ankyrin B regulates the activity of the Na+/Ca2+‐ exchanger in cardiomyocytes 

3) Investigate whether inhibition of ICaL can reduce SR Ca2+ content and prevent development of 

Ca2+ waves with special focus on the ankyrin B syndrome 

           

(27)

3. Methods

3.1 Animal models

In paper 1, we aimed to study the role of the NKAα2‐isoform in the regulation of NCX and their  localization in the t‐tubules. We therefore chose the rat as a model since rats present a double  advantage: 1) the α1 and α2 isoform can be functionally separated using ouabain (see section 1.3.4 in  introduction), and 2) rats have a well‐developed t‐tubule network [112]. Rats were also used for the  peptide experiments in paper 2. 

In paper 2 and 3, we wanted to study the role of ankB. As mentioned in section 1.5.3, ankB+/‐ 

mice display stress induced arrhythmias and altered Ca2+ handling, consistent with the phenotype  observed in humans with ank2 mutations. Since it was not conceivable to study cardiomyocytes from  patients with ank2 mutations, we used ankB+/‐ mice to study the role of ankB. Mice homozygous for a  null mutation in ankB (ankB ‐/‐) die prenatally or within days after birth from central nervous system  defects [113]. AnkB+/‐ mice have a shorter expected lifespan (around 90 weeks, compared to around  120 weeks in WT) and premature ageing compared to WT mice [109].  

A similar phenotype in the ankB+/‐ mouse and patients with ank2 mutations indicates that the 

ankB+/‐ mouse is a good model to study the role of ankB in patients. However, there are some general 

differences between cardiomyocytes from rodents and humans that need to be addressed: 

 The AP in rodents in much shorter and lacks a plateau phase. This is mainly due to  differences in Ito expression [114]. 

 The NCX/SERCA balance in cytosolic Ca2+ removal is more shifted in favor of SERCA in rodents  (for details, see section 1.2.3).  

 Whereas resting heart rate in humans is around 60 beats/min, the values in rats and mice are  around 300 beats/min and 600 beats/min, respectively. 

 Na+c is 10‐15 mM in rodents, and 4‐8 mM in mammals, including humans [33].  

Despite the differences between human and rodent cardiac function, results obtained in rodent  cardiomyocytes can still increase our general understanding of cardiomyocytes’ function.  

(28)

3.2 Isolated cardiomyocytes

The main aim of this thesis was to examine cellular function, and the majority of experiments in all  three studies were performed in isolated left ventricular cardiomyocytes from rats and mice. Cell  isolation of cardiomyocytes from rodent hearts are thus critical for the experiments described in the  further sections. Cardiomyocytes comprise only a fraction of the heart’s cell population numberwise. 

Neurons, smooth muscle cells, fibroblasts (which constitute more than 50% of the heart’s cell  number [115]) and epithelial cells constitute a high fraction of the cell number in the heart. Hence  enzymatic digestion of the heart is necessary to isolate single cardiomyocytes. We prepared fresh  isolated cardiomyocytes for each day of experiments, as adult cardiomyocytes change properties  rapidly, such as t‐tubule density, in primary cultures [116].  

To prepare isolated cardiomyocytes, we used an enzymatic perfusion method with a  modified Langendorff setup. The aorta was cannulated above the aortic valve and was perfused by  gravity (80 cm column height) at 37 degrees C with a preoxygenated Tyrode solution containing 1g/l  collagenase Type II (Worthington) for 8‐13 minutes until the aortic valve was digested (attested by  the increased outflow of perfusate). Atrias and the right ventricle tissue were removed to obtain only  left ventricular cardiomyocytes. 

Cardiomyocytes from different wall layers of the ventricle display different properties. In  rabbit ventricle, higher Na+c was found in cardiomyocytes from the epicardium versus endocardium  [117] despite similar NKA expression in the two cell populations [118]. In canine heart, Na+c is  higher in endocardial than epicardial cells, possibly due to differences in NKA‐current density [119]. 

Such differences could also exist in mice and rat cardiomyocytes. In our experiments, we used  cardiomyocytes from the whole left ventricle without separating between wall layers. Two aspects of  the cell isolation procedure are important to secure sufficient cell quality:  

Sufficient perfusion of the coronary arteries. Sufficient perfusion of the preoxygenated solution  with collagenase is necessary to achieve tissue degradation and isolation of single cells. Careful  mounting of the heart to the modified Langendorff setup and heparinization of rats before  cardiac excision are empirical factors that improve perfusion of the coronary arteries. 

The type of collagenase. Of many collagenase types, type II from Worthington is recommended  for heart tissue digestion. This is a crude enzyme preparation, containing not only collagenase,  but also various proteases, and the content varies between lots. Different batches of collagenase  have different enzyme activity level. Thus, we optimized the perfusion time for each batch to  yield isolated cardiomyocytes with optimal quality. In general, we used lots with a collagenase  activity close to 200U/ml and had specific batches of collagenase for each set of experiments.  

 

Referanser

Outline

RELATERTE DOKUMENTER

Although, particularly early in the 1920s, the cleanliness of the Cana- dian milk supply was uneven, public health professionals, the dairy indus- try, and the Federal Department

By means of analysing a photograph like the one presented here, it can be seen that major physical and social changes have taken place in the course of a time as short as 13

3.1 Evolution of costs of defence 3.1.1 Measurement unit 3.1.2 Base price index 3.2 Operating cost growth and investment cost escalation 3.3 Intra- and intergenerational operating

Furthermore, we have identified the transporters responsible for GABA and tau- rine uptake in the liver by using isolated rat hepatocytes and by quantifying the levels of mRNAs

In April 2016, Ukraine’s President Petro Poroshenko, summing up the war experience thus far, said that the volunteer battalions had taken part in approximately 600 military

Based on the above-mentioned tensions, a recommendation for further research is to examine whether young people who have participated in the TP influence their parents and peers in

From the above review of protection initiatives, three recurring issues can be discerned as particularly relevant for military contributions to protection activities: (i) the need

An abstract characterisation of reduction operators Intuitively a reduction operation, in the sense intended in the present paper, is an operation that can be applied to inter-