钾通道参与牛磺酸对肺动脉环的舒张作用1)

郭 晶,赵 卉,刘 宇,张明升,李建强

牛磺酸具有调节细胞钙稳态、清除氧自由基、抑制脂质过氧化、维持细胞渗透压、稳定细胞膜和调节血管活性物质合成释放的紊乱状态等多种作用[1]。长期应用牛磺酸可降低慢性缺氧大鼠肺动脉压和肺动脉阻力,防止右心肥大,也可调节急慢性缺氧大鼠的低氧性肺血管收缩(hypoxic pulmonary vasoconstriction,HPV)[2]。牛磺酸剂量依赖性舒张大鼠的离体胸主动脉、肠系膜动脉和肾动脉,该血管舒张作用可能与其激活K+通道有关[3-5]。但有关牛磺酸对于肺动脉环的研究,尚未见报道。本实验旨在观察牛磺酸对肺微动脉环的作用,并通过钾通道阻滞剂对其作用的影响探讨其可能的作用机制。

1 材料与方法

1.1 药品试剂仪器 牛磺酸由南京制药厂提供(批号980923)。乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)、四乙胺(tetraethtylamine,TEA)、4-氨基吡啶(4-aminopyridine,4-AP)、格列苯脲(glibenclamide,Gli)、氯化钡(barium chloride,BaCl2)均购自Sigma公司。其余试剂均为市售优级纯。Powerlab生物信号采集分析系统(澳大利亚埃德公司)、Multi Myograph System-610M Danish Myo Technology A/S(DM T,丹麦)。

1.2 大鼠离体肺动脉环标本的制备及血管活性检测 SD大鼠,雄性,体重240 g～260 g,由山西医科大学实验动物中心提供。断头处死后,打开胸腔,取出肺脏,于氧饱和的4℃HEPES液中剥离肺动脉的三级分支,剪取长约2 mm的血管环,固定在DM T浴槽内传感器上,持续通以100%氧,张力变化通过DM T的换能系统采集,并通过Powerlab Chart 5.5记录在计算机上。浴槽温度恒定在 37℃,平衡60 min～90 min后开始实验,平衡期间每隔15 min～20 min用37℃的HEPES液更换浴槽内液体一次。用30 mmol/L的KCl反复收缩血管,当收缩稳定且可重复时开始正式实验。

1.3 离体血管实验

1.3.1 牛磺酸对KCl预收缩的肺动脉环张力的影响 实验组和对照组一次性加入KCl(30 mmol/L),达到坪值后,实验组累积加入20 mmol/L、40 mmol/L和80 mmol/L的牛磺酸;对照组累积加入相同浓度的NaCl。

1.3.2 钾通道阻滞剂对牛磺酸舒张肺动脉环作用的影响 肺动脉环用KCl(30mmol/L)预收缩,待收缩达坪值后,分别向

各浴槽内累积加入牛磺酸,浓度依次递增为20 mmol/L,40 mmol/L和80 mmol/L,建立其累积对数浓度-效应曲线。每次加入牛磺酸前,要等血管张力达到坪值,最后用正常HEPES液连续冲洗3次,恢复到基础状态稳定30 min后,再开始下一轮实验。标本反应稳定后,肺动脉环再次用KCl(30 mmol/L)收缩,待收缩达坪值后分别向各浴槽内加入K+通道阻滞剂Gli(10 μ mol/L)、TEA(10 mmol/L)、4-AP(1 mmol/L)、BaCl2(1 mmol/L)孵育达坪值后,累积加入牛磺酸,浓度同上。

1.4 统计学处理 以 30 mmol/L KCl引起的稳定收缩为100%,血管舒张反应以其张力减少的百分比表示。用SPSS17.0统计软件,以均数±标准差(±s)表示,采用 t检验。

2 结 果

2.1 牛磺酸对KCl引起的肺动脉环预收缩的影响 KCl(30 mmol/L)引起的大鼠肺动脉环最大收缩幅度为6.56mN±3.14 mN,牛磺酸(20～80)mmol/L对血管环有浓度依赖性舒张作用,在KCl预收缩血管环上,牛磺酸的最大舒张率为(20.77±2.71)%。相关系数为r=0.776,与对照组比较有统计学意义(P＜0.05)。详见图1。

图1 牛磺酸对KCl预收缩肺动脉环的舒张作用

2.2 钾通道阻滞剂对牛磺酸舒张肺动脉环作用的影响 在KCl预收缩的血管环上,K+通道阻滞剂 Gli(10 μ mol/L)和TEA(10 mmol/L)对牛磺酸的血管舒张作用有显著性抑制作用(P＜0.05);而BaCl2(1 mmol/L)和4-AP对牛磺酸的舒血管作用无显著抑制作用(P＞0.05)。详见图2。

图2 钾通道阻滞剂对牛磺酸舒张作用的影响

3 讨 论

肺动脉平滑肌存在电压依赖性钾通道(KV)、钙激活钾通道(KCa)和ATP敏感性钾通道(KATP),它们对肺动脉平滑肌收缩和舒张反应有及其重要的调节作用[6]。激活KATP通道可以使处于收缩状态的肺血管发生舒张作用。KCa拮抗剂TEA能使HPV增强,KCa开放剂DHEA能抑制HPV。已证实特发性肺动脉高压患者与继发性肺动脉高压患者相比,其肺动脉平滑肌细胞KV明显受到抑制,这可能与此类患者的肺动脉阻力增高,血管平滑肌细胞过度增殖有关[7]。

4-AP、Gli、TEA 、BaCl2分别为 KV、KATP、KCa、KIR通道选择性抑制剂。本实验结果显示,在KCl预收缩的肺动脉血管环上,Gli和TEA显著抑制牛磺酸的舒张作用;而4-AP和BaCl2无显著性影响,提示牛磺酸的舒张肺动脉作用可能与激活KATP和KCa有关。牛磺酸可通过影响KV和KCa通道而维持细胞的钙稳态[8]。牛磺酸对大鼠胸主动脉的舒张作用可能有KCa通道和KATP通道的参与[4]。牛磺酸对猪冠状动脉环的舒张作用可能与激活 KCa、KIR、KATP通道有关,而与 KV通道无关[9]。这些结果的不一致可能与在不同部位血管上钾通道的种类及数量不同有关。

本实验结果提示,牛磺酸对大鼠离体肺微动脉环有浓度依赖性血管舒张作用,其舒张作用可能与激活KATP通道和KCa通道有关,而与KV通道和KIR通道无关。

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