가토 대퇴동맥에서 내피의존성 과분극인자의 작용기전

Abstract

[한글]

혈관내피세포에서 생성되어 혈관평활근의 긴장도를 조절하는데 관여하는 이완물질이 acetylcholine(ACh)에 의해 유리되어 혈관평활근의 이완 및 과분극 반응을 유발한다고 알려져 있다. 혈관내피세포에서 유리되는 혈관확장물질은 현재까지 3가지가 알려져 있으며, 그 중 중요한 2가지 인자는 nitric oxide(NO) 및 prostacyclin으로 세포내 cyclic GMP 및 cyclic AMP 농도를 증가시켜 K**+ channel의 활성화를 통하여 이완을 일으킨다. 이들 인자 외에도, ACh가 내피의존성 과분극인자(EDHF)를 유리하여 혈관평활근의 이완을 일으킨다는 것이 보고되어 있으나, 그 본체 및 작용기전에 대해서는 아직 잘 알려져 있지 않다.

따라서 본 실험에서는 가토 대퇴동맥환의 수축력에 미치는 ACh의 효과를 관찰하여 ACh에 의한 혈관이완에 EDHF의 관여 여부 및 EDHF의 작용기전를 밝히고자 장력측정법을 이용하여 실험하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. ACh는 25mM KCI 또는 noradrenaline에 의해 수축된 혈관을 농도의존성 및 내피의존성 이완반응을 유발하였다.

2. ACh에 의해 유발된 이완반응은 내피를 제거하면 완전히 소실되었다. Indomethacin (10μM) 및 N**G -Nitro-L-arginine Methyl Ester(L-NAME, 10μM)의 존재하에서, ACh에 의한 이완반응이 현저하게 감소되었지만, 완전하게 억제되지는 않았다.

3. ACh에 의해 유발되는 NO 및 indomethacin 비의존성 이완반응은 tetraethylammonium (TEA, 10mM) 및 4-aminopyridine(4-AP, 5mM) 전처치에 의해 거의 완전하게 억제되었다. 한편, glibenclamide(10μM) 및 apamin(lμM) 전처치는 ACh에 의한 이완반응에 아무런 영향도 나타내지 않았다.

4. ACh에 의해 유발되는 NO 및 prostacyclin 비의존성 이완반응은 cytochrome P45O의 기질인 7-ethoxyresorufin(7-ER, 10μM)에 의해 완전히 억제되었다. Lipoxygenase 경로의 선택적 억제제인 baicalein(10μM) 및 5,8,11,14-eicosatetraynoic acid(ETYA, 10μM)의 전처치도 ACh에 의한 이완반응을 유의하게 감소시켰다. 그러나 가용성 guanylate cyclase의 선택적 억제제인 IH-[l,2,4]-oxadiazolo[4,3]quinoxalin-1-one(ODQ, 1μM)은 ACh에 의해 유발되는 NO 및 indomethacin 비의존성 이완반응에 아무런 영향도 나타내지 않았다.

이상의 실험결과로 보아 가토 대퇴동맥에서 (1) ACh는 NO와 EDHF를 둘 다 유리시키고, (2) ACh에 의해 유리되는 EDHF는 cytochrome P45O-epoxygenase 경로 및/또는 lipoxygenase 경로를 거쳐 생성되는 arachidonicacid 대사산물이며, (3) EDHF에 의해 나타나는 이완반응은 4-AP 및 TEA 의존성 K**+ channel의 활성화를 거쳐 일어나지만, NO에 의해 나타나는 이완반응은cyclic GMP를 매개로 하여 일어나며 이 반응은 cytochrome P45O 경로는 관여하지 않을 것으로 추측된다.

[영문]

Achetylcholine(ACh) produce relaxation and hyperpolarization in vascular smooth muscle by release of multiple vasoactive factors from the endothelium. These factors are known to be nitric oxide(NO) and prostacyclin. In addition to these factors, considerable evidence shows that ACh release a factor that causes vascular smooth muscle relaxation: the so-called endothelium-derived hyperpolarizing factor(EDHF) which has yet to be identified. Therefore the action mechanism of EDHF on contraction in rabbit femoral artery is investigated in this study. The results are summarized as follows;

1. Acetylcholine induced a concentration- and endothelium-dependent relaxation in 25mM KCI or noradrenaline-induced contraction.

2. The ACh-induced response was abolished by removal of the endothelium. In the presence of indomethacin(10μM) and N**G -Nitro-L-arginine Methyl Ester(L-NAME, 10μM), the response to ACh was not abolished, although it was significantly inhibited.

3. Tetraethylammonium(TEA, 10mM) and 4-aminopyridine(4-AP, 5mM) almost completely inhibited the NO and prostacyclin-independent relaxation response to ACh. However, glibenclamide(10μM) and apamin(1μM) did not inhibit the relaxation.

4. The cytochrome P45O substrate, 7-ethoxyresorufin(7-ER, 10μM) completely inhibited the No/prostacyclin-independent relaxation response to ACh. Inhibitors of lipoxygenase pathway, baicalein(10μM) and 5, 8, 11, 14-eicosatetraynoic acid(ETYA,

10μM), also reduced the relaxation. IH-[1, 2, 4]oxadiazolo[4,

3]quinoxalin-1-one(ODQ, 1μM), a soluble guanylate cyclase inhibitor, showed no effect on NO and prostacyclin-independent relaxation response to ACh.

From the above results, in the rabbit femoral artery: (1) ACh can induce the release of both NO and EDHF, (2) the diffusable EDHF released by ACh may be a cytochrome P45O-epoxygenase and/or lipoxygenase-derived arachidonic acid metabolite, and (3) EDHF-induced relaxation involves the opening of 4-AP-sensitive K**+ channel and TEA-sensitive K**+ channel, whereas NO mediates vasorelaxation via a cyclic GMP-mediated pathway, in which a cytochrome P45O pathway do not seem to be involved.