Semnalizarea modificată a canalului ATP de potasiu în arterele mezenterice ale șobolanilor vechi cu conținut ridicat de sare
Melissa A. Whidden
1 Departamentul de Kinesiologie, West Chester University, West Chester, SUA,
Bilgen Basgut
2 Departamentul de farmacologie, Universitatea Near East, Cipru de Nord, Turcia,
Natalia Kirichenko
3 Geriatric Research, Education and Clinical Center, Department of Veterans Affairs Medical Center, Gainesville, SUA,
4 Departamentul de farmacologie și terapie, Universitatea din Florida, Gainesville, SUA,
Benedek Erdos
5 Departamentul de farmacologie, Universitatea din Vermont, Burlington, SUA,
Nihal Tümer
3 Geriatric Research, Education and Clinical Center, Department of Veterans Affairs Medical Center, Gainesville, SUA,
4 Departamentul de farmacologie și terapie, Universitatea din Florida, Gainesville, SUA,
Abstract
[Scop]
Atât îmbătrânirea, cât și consumul unei diete bogate în sare sunt asociate cu modificări clare ale sistemului vascular care pot duce la dezvoltarea bolilor cardiovasculare; cu toate acestea mecanismele nu sunt clar înțelese. Prin urmare, am examinat dacă îmbătrânirea și consumul de sare în exces modifică funcția semnalizării canalului dependent de ATP de potasiu în arterele mezenterice
[Metode]
Șobolanii tineri (7 luni) și bătrâni (29 de luni) Șobolanii Fischer 344 x Brown Norvegia au fost hrăniți cu un control sau o dietă bogată în sare (8% NaCl) timp de 12 zile, iar arterele mezenterice au fost utilizate pentru măsurarea reactivității vasculare.
[Rezultate]
Relaxarea endoteliului indusă de acetilcolină a fost semnificativ redusă la arterele vechi (81 ± 4%) în comparație cu arterele tinere (92 ± 2%). Pre-tratamentul cu glibenclamidă blocantă a canalului de potasiu-ATP a redus relaxarea la acetilcolină în arterele tinere, dar nu a modificat dilatarea în arterele vechi. La o dietă bogată în sare, dilatarea endoteliului la acetilcolină a fost semnificativ redusă în arterele sărate vechi (60 ± 3%) în comparație cu arterele martor vechi (81 ± 4%). Glibenclamida a redus dilatarea indusă de acetilcolină în arterele sărate tinere, dar nu a avut niciun efect asupra arterelor sărate vechi. Dilatarea până la cromakalim, un deschizător de canale de potasiu-ATP, a fost redusă în arterele de sare vechi în comparație cu arterele de control vechi.
[Concluzie]
Aceste descoperiri demonstrează că îmbătrânirea afectează relaxarea dependentă de endoteliu în arterele mezenterice. Mai mult, o dietă bogată în sare modifică funcția semnalizării canalului dependent de potasiu-ATP în arterele mezenterice vechi izolate și afectează medierea stimulilor de relaxare.
INTRODUCERE
În mod independent, atât îmbătrânirea, cât și consumul unei diete bogate în sare sunt asociate cu modificări clare ale sistemului vascular care pot duce la dezvoltarea bolilor cardiovasculare 1-8. Deoarece bolile cardiovasculare sunt principala cauză de mortalitate în țările majore, mecanismele care contribuie la modificările observate în vasculatură sunt de o importanță semnificativă. Arterele mici de rezistență sunt critice din punct de vedere fiziologic pentru reglarea tensiunii arteriale și a fluxului local de sânge și este bine cunoscut faptul că îmbătrânirea și o dietă bogată în sare induc în mod egal modificări structurale și funcționale în aceste artere 9-13 .
Una dintre modificările funcționale majore ale vasculaturii observate atât cu îmbătrânirea normală, cât și prin ingestia de cantități mari de sare este disfuncția endotelială. Celulele endoteliale dirijează tonul mușchiului neted vascular subiacent prin eliberarea mai multor factori care acționează pentru relaxarea vasului. Mediatori de oxid nitric (NO), ciclooxigenaza (COX) și factorul hiperpolarizant derivat din endoteliu (EDHF) acționează pentru a dilata arterele de rezistență. Odată cu înaintarea în vârstă, vasodilatația redusă dependentă de endoteliu a fost caracterizată prin vasodilatația redusă mediată de agonist 14. În mod similar, animalele tinere normotensive care sunt hrănite cu o dietă bogată în sare (HS) prezintă o atenuare dramatică a răspunsurilor de relaxare vasculară 10, 11, 15, 16. Vasorelaxarea dependentă de endoteliu în aorta și arterele proximale mari depinde aproape în totalitate de NO 14, în timp ce EDHF joacă un rol în vasorelaxarea indusă de agonist în arterele de rezistență distală, inclusiv în cele din patul mezenteric 17 .
Hiperpolarizarea prin deschiderea canalului de potasiu este un mecanism fundamental pentru vasorelaxarea vaselor mici. Canalele de potasiu dependente de ATP sunt ținte importante ale mediatorilor eliberați din endoteliul 18-20. Canalele de potasiu ATP sunt închise de ATP și compuse din subunități Kir 6 și un receptor de sulfoniluree 21. Din cunoștințele noastre, niciun studiu nu a evaluat efectul combinat al vârstei și al consumului de sare din dietă asupra funcției canalului KATP asupra vasodilatației endoteliului. Prin urmare, scopul acestui studiu a fost de a examina efectele vârstei și ale dietei HS asupra relaxării endoteliului în artera mezenterică a șobolanului (MA). Am emis ipoteza că atât vârsta, cât și o dietă HS ar avea ca rezultat o reducere a relaxării endoteliului MA. Mai mult, am crezut că semnalizarea canalului ATP de potasiu va fi modificată atât la șobolanii în vârstă, cât și la cei cu hrană HS.
METODE
Animale experimentale și design
Șobolani tineri (5 luni) și bătrâni (27 luni) masculi Fischer 344 x Brown Norway (F344 x BN) au fost obținuți de la Harlan Laboratories (Indianapolis, IN, SUA). Șobolanul F344 x BN a fost ales pentru aceste experimente, deoarece trăiesc mai mult decât tulpina Wistar sau F344 în absența anomaliilor specifice bolii 22. Șobolanii au fost adăpostiți individual și întreținuți pe un ciclu de lumină-întuneric de 12:12 ore (0600-1800 h). Experimentele au fost efectuate conform principiilor directoare în îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator, iar procedurile au fost aprobate de Comitetul instituțional local de îngrijire și utilizare a animalelor.
Șobolanii au fost repartizați aleatoriu în unul din cele patru grupuri: (1) martor tânăr (dietă standard pentru șobolani; 15% grăsimi, 3,1 kcal/g; dietă-2018; Harlan Teklad, Madison, WI, SUA; n = 8); (2) sare tânără (8% NaCI; 15% grăsime; 3,0 kcal/g; TD-92012; Harlan Teklad, Madison, WI, SUA; n = 8); (3) control vechi (dieta standard pentru șobolani; n = 8); și (4) sare veche (dietă NaCl 8%; n = 8). Animalele au fost hrănite cu dieta standard și HS timp de 12 zile și apoi supraanesteziate cu pentobarbital (120 mg/kg ip).
Determinarea reactivității vasculare
Patul arterial mezenteric a fost îndepărtat imediat și plasat într-o soluție de bicarbonat Krebs-Ringer modificată la rece (care conținea (în mM) 118 NaCI, 4,7 KCl, 25 NaHCO3, 1,2 KH2PO4, 1,2 MgSO4, 2,5 CaCl2 și 5,5 glucoză). Cu ajutorul unui microscop de disecție, AM de ordinul doi au fost recoltate cu atenție. O secțiune din AM (
2 mm lungime) a fost transferat într-o cameră a vasului, montat și fixat între două micropipete de sticlă cu o sutură de 10-0. Camera vasului a fost transferată într-o etapă de microscop cu lumină inversată (Axiovert 100, Zeiss, Thornwood, NY, SUA) cuplată la un analizor de dimensiuni video (Ion Optix, comutatorul Hyper Corporation). Analizorul de dimensiune video a fost conectat atât la un monitor video (pentru vizualizarea vasului), cât și la un computer pentru înregistrarea constantă a diametrului intraluminal al vasului. Soluția Krebs oxigenată (20% O2 - 5% CO2 - 75% N2), menținută la 37 ° C, a fost circulată continuu prin baia vasului. În plus, lumenul vasului a fost umplut cu soluție Krebs prin micropipete. Canula de ieșire a fost blocată în timp ce canula de intrare a fost conectată la un rezervor ridicat pentru a menține o presiune intraluminală constantă de 80 mmHg. Medicamentele au fost adăugate în soluția de baie și a fost efectuat un singur experiment de concentrație-răspuns pe segment arterial.