La vascolarizzazione polmonare è un sistema vascolare a bassa pressione in cui la funzione principale è quella di fornire sangue deossigenato all'area di scambio di gas dei polmoni. Le arterie polmonari nei polmoni sono disposte in rami paralleli all'albero bronchiale, formando in definitiva una vasta rete di capillari che è continua su diversi alveoli e, infine, si uniscono in venule e vene. Il tono vascolare dell'arteria polmonare è controllato da diversi fattori, che coinvolgono l'interazione tra l'endotelio e le cellule muscolari lisce vascolari (VSMC)1.
In questo studio, ci concentriamo sulla vasorilassazione endotelio-dipendente e indipendente dell'arteria intrapolmonare (IPA). Per quanto riguarda la vasorilassazione endotelio-dipendente, vari meccanismi che si verificano sulla superficie delle cellule endoteliali potrebbero aumentare la concentrazione intracellulare di Ca2+ (ad esempio, l'acetilcolina [ACh] si lega al recettore muscarinico [M3]), portando alla formazione di ossido nitrico (NO), prostaciclina (PGl2) e fattore iperpolarizzante derivato dall'endotelio (EDHF) (Figura 1 ). L'NO è il principale fattore rilassante derivato dall'endotelio sintetizzato dalla L-arginina mediante ossido nitrico sintasi endoteliale (eNOS)2, che poi si dissocia dalle cellule endoteliali ai VSMC (Figura 1) e stimola l'enzima solubile guanylyl cyclase (sGC); questo enzima trasforma la guanosina trifosfato (GTP) in guanosina monofosfato ciclico (cGMP), che attiva la protein chinasi G (PKG) e riduce i livelli citosolici di Ca2+, causando così vasorilassamento (Figura 1). PGl2 è sintetizzato dalle cellule endoteliali attraverso la via della ciclo-ossigenasi (COX) 3,4. Si lega con il recettore della prostaciclina (IP) sui VSMC e stimola l'enzima adenilil ciclasi (AC), che converte quindi l'adenosina trifosfato (ATP) in adenosina monofosfato ciclico (cAMP) (Figura 1)3,4. cAMP attiva la proteina chinasi A (PKA), riducendo i livelli citosolici di Ca2+ e causando vasorilassamento5 (Figura 1). La via EDHF partecipa anche alla vasorilassamento endotelio-dipendente attraverso vari mediatori endoteliali ed eventi elettrici. L'attivazione della via EDHF porta all'iperpolarizzazione dei VSMC, chiudendo così i canali Ca 2+ (COVC) azionati in tensione, riducendo i livelli intracellulari di Ca2+ e inducendo vasorilassamento6. La vasorilassazione endotelio-indipendente avviene direttamente sui VSMC attraverso diversi meccanismi, come la riduzione del livello intracellulare di Ca 2+, l'inibizione della miosina chinasi a catena leggera (MLCK), l'attivazione della fosfatasi della catena leggera della miosina (MLCP) e la riduzione della sensibilità di Ca2+ al macchinario contrattile delle VSMC. In questo studio, ci concentriamo sulla vasorilassamento causato dall'apertura di vari canali K+, il blocco dei COVC e l'inibizione del rilascio di Ca 2+ dal reticolo sarcoplasmatico7, che porta alla riduzione dei livelli intracellulari di Ca 2+, diminuendo così la fosforilazione della catena leggera della miosina VSMC e il legame miosina-actina o la formazione di ponti incrociati, rispettivamente, alla fine con conseguente vasorilassamento.
La tecnica per valutare le misure di vasocostrizione e vasorilassamento nell'IPA isolata è ben consolidata per i roditori, ma i dati variavano a seconda dei protocolli sperimentali. Il presente studio descrive il metodo utilizzato per valutare le reattività vascolari dei preparati IPA di ratto in vitro, che sono stati effettuati in assenza di fattori esterni che modulano la risposta vascolare in vivo, come segnali nervosi, ormoni, citochine, pressione sanguigna, ecc.
Abbiamo impiegato diversi protocolli sperimentali utilizzando l'estratto vegetale come esempio per studiare le reattività vascolari dell'IPA. Vari bloccanti (Figura 1) sono stati utilizzati per identificare i meccanismi di vasorilassamento endotelio-dipendente e indipendente indotto dall'estratto vegetale. Tuttavia, gli stessi protocolli possono essere adattati per valutare le risposte vascolari dell'IPA a qualsiasi farmaco, estratto o fitochimico utilizzato per il trattamento di varie patologie polmonari.