De pulmonale vasculatuur is een vasculair systeem onder lage druk waarbij de belangrijkste functie is om zuurstofarm bloed af te leveren aan het gasuitwisselingsgebied van de longen. De longslagaders in de longen zijn gerangschikt in takken parallel aan de bronchiale boom, waardoor uiteindelijk een uitgebreid netwerk van haarvaten wordt gevormd dat continu is over verschillende longblaasjes en uiteindelijk samenkomt in venules en aderen. De vasculaire tonus van de longslagader wordt gecontroleerd door verschillende factoren, waarbij de interactie tussen het endotheel en vasculaire gladde spiercellen (VSMC's)1 betrokken is.
In deze studie richten we ons op de endotheelafhankelijke en -onafhankelijke vasorelaxatie van de intrapulmonale slagader (IPA). Met betrekking tot de endotheelafhankelijke vasorelaxatie kunnen verschillende mechanismen die optreden op het oppervlak van endotheelcellen de intracellulaire Ca2+ concentratie verhogen (bijv. acetylcholine [ACh] bindt met muscarinereceptor [M3]), wat leidt tot de vorming van stikstofmonoxide (NO), prostacycline (PGl2) en van endotheel afgeleide hyperpolarisatiefactor (EDHF) (figuur 1 ). NO is de belangrijkste van endotheel afgeleide ontspannende factor gesynthetiseerd uit L-arginine door endotheel stikstofmonoxidesynthase (eNOS)2, die vervolgens uit de endotheelcellen dissocieert naar VSMC's (figuur 1) en het oplosbare guanylcyclase (sGC) enzym stimuleert; dit enzym verandert guanosinetrifosfaat (GTP) in cyclisch guanosinemonofosfaat (cGMP), dat eiwitkinase G (PKG) activeert en cytosolische Ca2+ niveaus verlaagt, waardoor vasorelaxatie ontstaat (figuur 1). PGl2 wordt gesynthetiseerd door endotheelcellen via de cyclo-oxygenase (COX) route 3,4. Het bindt met de prostacyclinereceptor (IP) op VSMC's en stimuleert het adenylcyclase (AC) enzym, dat vervolgens adenosinetrifosfaat (ATP) omzet in cyclisch adenosinemonofosfaat (cAMP) (figuur 1)3,4. cAMP activeert eiwitkinase A (PKA), waardoor cytosolische Ca2+ niveaus worden verlaagd en vasorelaxatie5 wordt veroorzaakt (figuur 1). De EDHF-route neemt ook deel aan endotheelafhankelijke vasorelaxatie via verschillende endotheelmediatoren en elektrische gebeurtenissen. De activering van de EDHF-route leidt tot de hyperpolarisatie van VSMC's, waardoor spanningsgestuurde Ca2+ kanalen (VOCCs) worden gesloten, intracellulaire Ca2+ niveaus worden verlaagd en vasorelaxatie6 wordt geïnduceerd. De endotheelonafhankelijke vasorelaxatie vindt direct op VSMC's plaats via verschillende mechanismen, zoals de verlaging van het intracellulaire Ca2+ niveau, de remming van myosine light chain kinase (MLCK), de activering van myosine light chain phosphatase (MLCP) en de vermindering van Ca2+ gevoeligheid voor de contractiele machinerie van VSMC's. In deze studie richten we ons op de vasorelaxatie veroorzaakt door het openen van verschillende K + -kanalen, de blokkade van VOCC's en de remming van Ca2 + -afgifte van het sarcoplasmatisch reticulum7, wat leidt tot de vermindering van intracellulaire Ca2 + -niveaus, waardoor VSMC-myosine lichte ketenfosforylering en myosine-actinebinding of dwarsbrugvorming respectievelijk afnemen, uiteindelijk resulterend in vasorelaxatie.
De techniek voor het evalueren van vasoconstrictie- en vasorelaxatiemetingen in geïsoleerde IPA is goed ingeburgerd voor knaagdieren, maar de gegevens varieerden afhankelijk van de experimentele protocollen. De huidige studie beschrijft de methode die wordt gebruikt om de vasculaire reactiviteit van IPA-preparaten van ratten in vitro te evalueren, die werden gemaakt in afwezigheid van externe factoren die de vasculaire respons in vivo moduleren, zoals zenuwsignalen, hormonen, cytokines, bloeddruk, enz.
We gebruikten verschillende experimentele protocollen met het plantenextract als voorbeeld voor het bestuderen van de vasculaire reactiviteit van IPA. Verschillende blokkers (figuur 1) werden gebruikt om de mechanismen van endotheelafhankelijke en -onafhankelijke vasorelaxatie geïnduceerd door het plantenextract te identificeren. Niettemin kunnen dezelfde protocollen worden aangepast om de vasculaire reacties van IPA op geneesmiddelen, extracten of fytochemicaliën te evalueren die worden gebruikt voor de behandeling van verschillende pulmonale pathologieën.