Date: 12 May 2010

Morphine induces preconditioning via activation of mitochondrial KCa channels

Abstract

Purpose

Mitochondrial calcium sensitive potassium (mKCa) channels are involved in cardioprotection induced by ischemic preconditioning. In the present study we investigated whether morphine-induced preconditioning also involves activation of mKCa channels.

Methods

Isolated rat hearts (six groups; each n = 8) underwent global ischemia for 30 min followed by a 60-min reperfusion. Control animals were not further treated. Morphine preconditioning (MPC) was initiated by two five-minute cycles of morphine 1 μM infusion with one five-minute washout and one final ten-minute washout period before ischemia. The mKCa blocker, paxilline 1 μM, was administered, with and without morphine administration (MPC + Pax and Pax). As a positive control, we added an ischemic preconditioning group (IPC) alone and combined with paxilline (IPC + Pax). At the end of reperfusion, infarct sizes were determined by triphenyltetrazoliumchloride staining.

Results

Infarct size was (mean ± SD) 45 ± 9% of the area at risk in the Control group. The infarct size was less in the morphine or ischemic preconditioning groups (MPC: 23 ± 8%, IPC: 20 ± 5%; each P < 0.05 vs Control). Infarct size reduction was abolished by paxilline (MPC + Pax: 37 ± 7%, P < 0.05 vs MPC and IPC + Pax: 36 ± 6%, P < 0.05 vs IPC), whereas paxilline alone had no effect (Pax: 46 ± 7%, not significantly different from Control).

Conclusion

Cardioprotection by morphine-induced preconditioning is mediated by activation of mKCa channels.

Résumé

Objectif 

Les canaux potassiques mitochondriaux calcium-dépendants (mKCa) participent à la cardioprotection induite par le préconditionnement ischémique. Dans la présente étude, nous avons tenté de découvrir si le préconditionnement provoqué par la morphine implique également l’activation des canaux mKCa.

Méthodes 

Des cœurs isolés de rats (six groupes; chacun de n = 8) ont été soumis à une ischémie globale pendant 30 min, suivie d’une perfusion de 60 min. Les animaux témoins n’ont reçu aucun autre traitement. Le préconditionnement provoqué par la morphine (MPC) a été initié par deux cycles de cinq minutes d’une perfusion de morphine à 1 μM, avec une période de rinçage de cinq minutes et une période de rinçage finale de dix minutes avant l’ischémie. L’inhibiteur des canaux mKCa, la paxilline à 1 μM, a été administré, avec ou sans administration de morphine (MPC + Pax et Pax). À titre de valeur témoin positive, nous avons ajouté un groupe soumis à un préconditionnement ischémique (IPC) seul et combiné à la paxilline (IPC + Pax). À la fin de la reperfusion, la taille de chaque infarctus a été déterminée par la coloration du chlorure de tryphényltétrazolium.

Résultats 

La taille de l’infarctus couvrait 45 ± 9 % (moyenne ± écart type) de la zone à risque dans le groupe témoin. La taille de l’infarctus était moins importante dans les groupes ayant reçu de la morphine ou ayant subi un préconditionnement ischémique (MPC: 23 ± 8 %, IPC: 20 ± 5 %; chacun de P < 0,05 contre le groupe témoin). L’effet de réduction de la taille de l’infarctus a été éliminé par la paxilline (MPC + Pax: 37 ± 7 %, P < 0.05 contre MPC et IPC + Pax: mi,que (MPC ± 6 %, P < 0,05 contre IPC), tandis qu’administrée seule, la paxilline n’a eu aucun effet (Pax: 46 ± 7 %, aucune différence notable comparativement au groupe témoin).

Conclusion 

La cardioprotection par préconditionnement provoqué par la morphine est assistée par l’activation des canaux mKCa.