유리지방산이 혈관 평활근의 K+-channel활성에 미치는 효과

Abstract

[한글]

임상적으로 허혈 상태에 빠진 경우 관상 동맥의 혈류량이 현저히 증가하는 것이 많은

연구자들에 의해 보고되었으며, 이같은 혈류량 증가 현상은 허혈시 증가하는 대사물질(is

chemic metabolites)들이 관상동맥의 긴장도를 감소시켜 나타나는 것으로 생각되고 있으

나 아직 그 기전은 명확치 않다.

이같은 허혈성 대사물질 중의 하나인 유리지방산은 여러 종류의 ion channel 활성 조절

에 중요한 역할을 하고 있으며, 특히 세포의 막전압을 과분극시켜 주는 ion channel의 활

성은 증가시켜주나 막전압의 탈분극을 초래하는 ion channel의 활성은 억제하는 것이 많

은 연구자들에 의해 보고되었다. 그런데 말초 조직으로의 혈류량은 관류압이 일정한 경우

혈관의 긴장도에 의해 조절되게 되며, 이같은 혈관의 긴장도는 혈관 평활근 세포의 막전

압의 크기에 커다란 영향을 받게 된다. 혈관 평활근 세포의 막전압은 여러 인자들에 의해

조절되고 있으며, 특히 혈관 평활근세포막에 널리 존재하는 Ca**++ -activated K**+ -ch

annel의 활성 정도에 따라 크게 영향을 받게 된다.

따라서 허혈시 증가하는 arachidonic acid 및 기타 유리 지방산이 토끼 관상 동맥 평활

근 세포의 Ca**++ -activated K**+ -channel의 활성에 미치는 영향을 patch clamp 방법으

로 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 본 실험 조건에서 관상 동맥 혈관 평활근 세포에서 주로 관찰되는 ion channel은,

세포내 Ca**++ 농도 및 막전압의 탈분극에 비례하여 그의 활성이 증가되는 large conduct

ance K**+ -channel(BK channel)이 주로 관찰되었다.

2. 관류액에 유리지방산을 첨가한 경우 BK channel의 활성이 현저히 증가하였으며, 이

같은 증가 효과는 유리지방산의 용매로 사용한 dimethylsulfoxide(DMSO)와는 무관하였다.

3. 유리지방산의 농도를 0.5μM에서 4μM까지 증가시킨 경우 투여 농도에 비례하여 BK

channel의 활성이 증가하였으며, 유리 지방산의 농도를 10μM까지 증가시킨 경우에는 오

히려 BK channel의 활성이 감소하였다.

4. 유리지방산의 BK channel 활성 증가 효과는 그의 탄소수가 큰 경우 더욱 현저하였으

며, 포화 여부는 커다란 영향을 끼치지 못하였다.

5. 관류용액내 ^^Ca++ 농도 및 ^^Mg++의 존재 여부는 유리지방산의 BK channel의 활성

증가효과에 별다른 영향을 끼치지 못하였다.

6. 유리지방산은 BK channel의 활성 증가 효과이외에 small conductance K**+ -channel

의 활성 역시 증가시켜 주었다.

이상의 실험 결과로 보아 유리지방산은 혈관 평활근의 BK channel의 활성 조절에 관여

하는 endogenous regulator로 작용하며, 특히 허혈상태와 같이 세포내 유리지방산의 농도

가 증가하는 경우 혈관 긴장도 조절에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.

[영문]

A variety of fatty acids regulate the activity of ion channels in a different

preparations, and the concentration of fatty acid is greatly increased during

myocardial ischemia. These reports suggest that fatty acid may contribute to the

ischemic regulation of coronary blood flow.

To test this possibility, we studied the effect of fatty acid on the Ca**++

-activated K**+ -channel(BK channel) from rabbit coronary smooth muscle cells by

using a patch clamping method.

Arachidonic acid dissolved in DMSO activated BK channel in a dose-dependent

manner(from 0.5 to 10μM), and DMSO(0.1%) alone had no effect on the activity of BK

channel. The effect of arachidonic acid were also examined in both cell-attached

and excised, inside-out patch. Arachidonic acid activated BK channel in both

cell-attached and inside-out patches, but onset and recovery of this effect were

slower in cell-attached patch configuration. BK channel activity was also increased

by other fatty acids, including myristic acid, linoleic acid, palmitoleic acid and

palmitic acid. Long chain fatty acids were more effective than short chain fatty

acid(myristic acid), and there is no stastical difference between

saturated(palmitic acid) and unsaturated fatty acid(palmitoleic acid) on BK channel

activity. The concentration of Ca**++ and Mg**++ in the bathing solution had no

appreciable effect on the arachidonic acid-induced increase of BK channel activity.

From the above results, it may be concluded that fatty acid act as an "endogenous

regulator" of BK channel and also contribute to the ischemic coronary

vasodilatation by increasing the activity of BK channel in coronary smooth muscle

cells.