JOURNAL  OF SPORTS  SCIENCE  & MEDICINE
Research article

CAVEOLIN-3 IS UP-REGULATED IN THE PHYSIOLOGICAL LEFT VENTRICULAR HYPERTROPHY INDUCED BY VOLUNTARY EXERCISE TRAINING IN RATS

Teruhiko Aoyagi1, Yoshihiro Ishikawa2, Hitosh Oshikawa2, Koichiro Kinugawa3, Ikuo Yokoyama3 and Ryozo Nagai3

1 Department of Cardiovascular Medicine, Japanese Red Cross Medical Center, Tokyo, Japan.
2 Department of Physiology, Yokohama City University, School of Medicine, Yokohama, Japan.
3 Department of Cardiovascular Medicine, University of Tokyo, Tokyo, Japan.

Received   16 September 2002
Accepted   12 November 2002
Published   01 December 2002
© Journal of Sports Science and Medicine (2002) 1, 141 - 146
 

 

[PDF (291KB)]
Abstract
Full text
ABSTRACT    
Various substances have been introduced in relation with cardiac hypertrophy almost always with controversy in their roles in signal transduction. Those controversies may attribute to the diversity of cardiac hypertrophy. We previously showed that calcineurin was activated in physiological left ventricular hypertrophy (LVH) induced by voluntary exercise training, but not in decompensated pressure-overload LVH. In the current study, we advanced our search for the differences between the voluntary exercise-induced LVH and the pressure-overload LVH into several other hypertrophy-related substances including caveolin. Wistar rats were assigned to one of the following three groups: 10 weeks of voluntary exercise (EX), sedentary regimen (SED), and 4 weeks of ascending aortic constriction (AC). The EX rats voluntarily ran 1.6±1.1 km/day in the specially manufactured cages resulting in LVH (24 % increase in left ventricular weight per body weight ratio). Myocardial tissue homogenate of the EX rats revealed different characteristics in signal transduction of hypertrophy from that of the AC. The EX rats had normal sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ATPase mRNA level and normal myosin heavy chain isozyme pattern assessed by RNA protection assay, while AC rats had decreased SR Ca2+ATPase mRNA level and increased beta myosin heavy chain mRNA level. Myocardial caveolin-3 protein levels assessed by Western blotting increased in the EX rats but decreased in the AC rats. The voluntary exercise-induced LVH differed in signal transduction from the decompensated pressure-overload LVH. Caveolin-3 was induced in the voluntary exercise-induced LVH, while it was decreased in the decompensated pressure-overload LVH.

KEY WORDS: Exercise, hypertrophy, signal transduction.

SIÇANLARDA İSTEMLİ DÜZENLİ EGZERSİZ İLE TETİKLENEN FİZYOLOJİK SOL VENTRİKÜL HİPERTROFİSİNDE CAVEOLIN-3 "UP-REGÜLE" EDİLMEKTEDİR
ÖZET
Kardiyak hipertrofi ile ilişkili olarak çeşitli maddeler uyarı iletimindeki görevleri ile çelişkili olmasına rağmen daima gözönüne alınmışlardır. Bu çelişkiler kardiyak hiprertofinin etyolojisindeki büyük farklılıklardan dolayı ortaya çıkabilir. Daha önce "calcineurin" in istemli düzenli egzersiz ile tetiklenen fizyolojik sol ventrikül hipertrofisinde (LVH) etkinleşirken dekompanse aşırı basınç yükselmesine bağlı LVH'de fark olmadığını göstermiştik. Bu çalışmada, araştırmamızı istemli egzersizin tetiklediği LVH ile aşırı basınç yükselmesine bağlı LVH'de "caveolin" in de aralarında olduğu hipertrofiyle bağlantılı çeşitli maddeler arasındaki farklılıkları belirlemek amacıyla genişlettik. Wistar sıçanlar aşağıdaki üç guruba ayrıldı: 10 hafta istemli egzersiz (EX), sedentar uygulama (SED), ve 4 hafta boyunca yükselen aortun konstriksiyonu (AC). EX grubundak sıçanlar özel üretilmiş kafeslerde istemli olarak 1.6±1.1 km·gün-1 koşmaları sonucu LVH (sol ventrikül ağırlığının vücut ağırlığına oranında % 24 artış) görüldü. EX sıçanların miyokardial doku homojenatında hipertrofide sinyal transdüksiyonu AC sıçanlarınkinden değişik özellikler gösterdi. EX sıçanlarında RNA koruma tayini yöntemi ile normal sarkoplazmik retikulum (SR) Ca2+ATPaz mRNA düzeyleri ve normal miyozin ağır zincir izoenzim paternleri vardı. AC sıçanlarda ise azalmış SR Ca2+ATPaz mRNA ve artmış beta miyozin ağır zincir mRNA düzeyleri görüldü. "Western blotting" yöntemi ile saptanan miyokard caveolin-3 protein düzeyleri EX sıçanlarda artmış fakat AC sıçanlarda azalmıştı. İstemli egzersiz ile tetiklenen LVH'de sinyal transdüksiyonu dekompanse aşırı basınç yükselmesine bağlı LVH'den farklıydı. Caveolin-3 istemli egzersiz ile tetiklenen LVH'de tetiklenirken, dekompanse aşırı basınç yükselmesine bağlı LVH'de azalmıştı.

ANAHTAR KELİMELER: Egzersiz, hipertrofi, sinyal transdüksiyonu.