Intracellular acidosis induced myogenic tone change in rabbit basilar artery : role of Ca2+ influx, SR Ca2+ release and Ca2+ sensitization

Abstract

[한글]

근원성 장력(myogenic tone)은 혈관 내압이 증가하는 경우 혈관 평활근이 수축하는 반응으로서 혈류 조절의 중요한 기전으로 알려져 있다. 한편, 근원성 장력 이외에 세포 내 pH의 변화 또한 세포 내 Ca2+ 농도의 변화 및 Ca2+ sensitization 기전을 통해 혈관의 수축정도를 조절한다고 보고되어 있다. 비록 지금까지 혈관 장력에 미치는 세포 내 pH의 영향에 대한 연구는 많이 이루어져 있지만, 직경이 큰 혈관이나 미리 수축시킨 혈관에서 세포 내 pH와 혈관 장력과의 관계를 연구한 것이 대부분이었다. 그러므로 본 연구에서는 토끼 기저동맥에서의 근원성 장력에 미치는 세포 내 pH의 영향에 대하여 알아보고자 하였다. 신장(stretch)에 의한 근원성 장력의 크기 변화를 근원성 장력 변환기로 측정하였으며, sodium acetate를 이용하여 세포 내 산성화를 유도하였다.1. 근원성 장력은 20mM sodium acetate로 유도한 세포 내 산성화에 의해 일시적으로 증가 된 후 서서히 저하되어 근원성 장력 이상으로 유지되었다.2. Sodium acetate로 인한 장력의 증가는 외부 칼슘이 제거된 상태나 막전압 의존성 칼슘 통로 차단제인 10-6M nifedipine을 전처치한 경우에서 소실되었다.3. SERCA 억제제인 2×10-5M cyclopiazonic acid는 세포 내 산성화로 인한 장력의 변화에 영향을 주지 않았다.4. 10-6M Y-27632(ROCK 억제제), 5×10-7M calphostin C(PKC 억제제) 그리고 10-5M PD98059(MAPK 억제제)는 세포 내 산성화로 인한 장력의 변화에 영향을 주지 않았다.5. 10-5M gadolinium(stretch-activated cation channel 억제제), 3×10-5M 5-Nitro-2-(3-phynylpropylamino)benzoic acid(Cl- 통로 억제제)는 세포 내 산성화로 인한 장력의 변화에 영향을 주지 않았으나 5mM TEA(비선택적 K+ 통로 억제제)는 세포 내 산성화로 인한 장력의 증가를 현저하게 억제하였다.이상의 실험을 종합하여 볼 때, 세포 내 산성화는 신장으로 인해 나타나는 근원성 장력을 증가시키며, 막전압 의존성 칼슘 통로를 통한 칼슘의 유입이 세포 내 산성화로 인한 근원성 장력의 증가에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다. 세포 내 산성화에 의한 K+ 통로의 억제 또한 막전압 의존성 칼슘 통로를 활성화하는 데 부분적으로 관여할 것으로 생각된다.

[영문]Myogenic tone is a constriction response of arteries to the increase in intraluminal pressure and it is known as an important mechanism of blood flow regulation. Changes in intracellular pH may also have important effects on the contractility of vascular smooth muscle cell by altering the regulation of [Ca2+]i or by changing the Ca2+ sensitivity. Although there are many reports concerned with effect of changes of pHi on vascular tone, most investigations of the relationship between pHi and tone have been carried out in conduit or pre-contracted arteries. Thus, this study investigates the effect of pHi on myogenic tone in rabbit basilar artery. Myogenic tone was developed by stretch and measured with isometric myograph and intracellular acidification was induced by the bath application of sodium acetate.1. Sodium acetate increased myogenic tone transiently, followed by a slowly decreased and sustained tone over the resting level.2. Elimination of extracellular Ca2+ and pretreatment of 10-6M nifedipine, VOCC blocker, blocked sodium acetate-induced increase of myogenic tone.3. 2×10-5M cyclopiazonic acid, SERCA inhibitor had no effect on the sodium acetate-induced change of myogenic tone.4. Several inhibitors involved in Ca2+ sensitization pathways, 10-6M Y-27632(ROCK inhibitor), 5×10-7M calphostin C(PKC inhibitor) and 10-5M PD 98059(MAPK inhibitor) had no effect on the sodium acetate-induced change of myogenic tone.5. 10-5M gadolinium(stretch-activated cation channel inhibitor) and 5-Nitro-2-(3-phynylpropylamino)benzoic acid, Cl- channel blocker, had no effect on the sodium acetate-induced change of myogenic tone. On the other hand, 5mM TEA(nonselective K+ channel blocker) inhibited sodium acetate-induced increase of myogenic tone.These results suggest that intracellular acidosis increases stretch-induced myogenic tone in rabbit basilar artery. Furthermore, Ca2+ influx via VOCC may play an important role in intracellular acidosis-induced increase of myogenic tone and inhibition of K+ channels by intracellular acidosis may be partly involved in activation of VOCC.