Effects of Ginkgo biloba Extract and Bilobalide, a Main Constituent, on the Ionic Currents in Guinea Pig Ventricular Cardiomyocytes

Summary

Effects of Ginkgo biloba extract (GBE, 0.01 to 1 mg/ml) and a main constituent, bilobalide (0.1 to 1 µmol/l), on the action potentials and the underlying ionic currents in guinea pig ventricular cardiomyocytes were investigated using a patch-clamp technique. Both GBE and bilobalide at high concentrations caused depressant actions on the action potential configuration. GBE (0.3 mg/ml) decreased the V_max by 17.1 ± 2.1 % (n = 6, p < 0.05), and bilobalide (1 µmol/l) by 14.7 ± 2.2 % (n = 8, p < 0.05). GBE prolonged the action potential duration at 90 % repolarization (APD₉₀), by 70.6± 2.8 % (n = 6, p < 0.001) at 1 mg/ml; in contrast, bilobalide shortened APD, by 11.1 ± 2.0 % (n = 8, p < 0.05) at 3 µmol/l. In voltage-clamp experiments, GBE (1 mg/ml) markedly inhibited the Ca²⁺ current (I_Ca) at 10 mV by 90.1 ± 3.0 % (n = 6, p < 0.001), the delayed rectifier K⁺ current (I_K) at 60 mV by 63.7 ± 3.0 % (n = 6, p < 0.01), and the inwardly rectifying K⁺ current (I_K1) at −120 mV by 47.8 ± 2.6 % (n = 6, p < 0.01). On the other hand, bilobalide at 1 µmol/l enhanced the I_Ca by 40.0 ± 2.3 % (n = 6, p < 0.05), and the I_K by 14.0 ± 2.3 % (n = 6,p < 0.05), concentration-dependently. The I_K1 was unaffected. These responses were reversible (to approximately 50−80 %) after 10- to 2-min washout. These results indicate that even after acute administrations, GBE and bilobalide produced active actions on the APD and the ionic currents in cardiomyocytes. Although each chemical exhibited the responses in opposite directions, GBE acts totally as a mixture.

Zusammenfassung

Wirkung von Ginkgo biloba-Extrakt und Bilobalid, einem Hauptbestandteil, auf die Ionenströme in Kardiomyozyten des Meerschweinchenventrikels Die Wirkungen von Ginkgo biloba- Extrakt (GBE, 0,01 to 1 mg/ml) und des Hauptbestandteils Bilobalid (0,1 to 1 µmol/l), auf Aktionspotential und Ionenströme in Kardiomyozyten von Meerschweinchenventrikeln wurden mittels der Patch-clamp-Methode untersucht. Sowohl GBE als auch Bilobalid unterdrückten in hohen Konzentrationen das Muster der Aktionspotentiale. GBE (0,3 mg/ ml) und Bilobalid (1 µmol/l) verringerten V_max um 17,1 ± 2,1 % (n = 6, p < 0.05) bzw. 14,7 ± 2,2 % (n = 8, p < 0,05). GBE (1 mg/ml) verlängerte die Dauer der Aktionspotentiale bei 90%iger Repolarisierung (APD₉₀) um 70,6 ± 2,8 % (n = 6,p < 0,001); dagegen verkürzte Bilobalid (3 µmol/l) die APD um 11,1 ± 2,0 % (n = 8,p < 0,05). In Clamp-Experimenten verringerte GBE (1 mg/ml) den Ca²⁺-Strom (I_Ca) bei 10 mV deutlich um 90,1 ± 3,0 % (n = 6, p < 0,001), den verzögerten gerich-teten Strom (I_K) bei 60 mV um 63,7 ± 3,0 % (n = 6, p < 0,01), und den nach innen gerichteten K⁺-Strom (I_K1) bei −120 mV um 47,8 ± 2,6 % (n = 6, p < 0,01). Dagegen erhöhte Bilobalid (1 µmol/l) konzentrationsabhängig den I_Ca um 40,0 ± 2,3 % (n = 6, p < 0,05) und den I_K um 14,0 ± 2,3 % (n = 6, p < 0,05). Der I_K1 blieb unverändert. Diese Reaktionen (ca. 50−80 %) waren nach 10- bis 20-minütigem Auswaschen reversibel. Die Ergebnisse weisen daraufhin, daß selbst nach akuter Verabreichung GBE and Bilobalid die APD sowie die Ionenströme in den Kardiomyoczten aktiv beeinflußten. Obwohl die beiden Substanzen entgegengesetzte Reaktionen verursachten, wirkte GBE insgesamt als Gemisch.

Key words

Bilobalide, effects on action potential and ionic currents, guinea pig ventricular cells - Gingko biloba extract, effects on action potential and ionic currents, guinea pig - ventricular cells - Ginkgolon-24®