Легочная сосудистая система представляет собой сосудистую систему низкого давления, в которой основной функцией является доставка дезоксигенированной крови в газообменную область легких. Легочные артерии в легких расположены в ветвях параллельно бронхиальному дереву, в конечном итоге образуя обширную сеть капилляров, которая непрерывна над несколькими альвеолами и, наконец, собирается вместе в венулы и вены. Сосудистый тонус легочной артерии контролируется несколькими факторами, включая взаимодействие между эндотелием и гладкомышечными клетками сосудов (VSMC)1.
В этом исследовании мы фокусируемся на эндотелий-зависимой и -независимой вазорелаксации внутрилегочной артерии (IPA). Что касается эндотелий-зависимой вазорелаксации, различные механизмы, происходящие на поверхности эндотелиальных клеток, могут увеличивать внутриклеточную концентрацию Ca2+ (например, ацетилхолин [ACh] связывается с мускариновым рецептором [M3]), что приводит к образованию оксида азота (NO), простациклина (PGl2) и гиперполяризующего фактора, полученного из эндотелия (EDHF) (рисунок 1 ). NO является основным эндотелиевым расслабляющим фактором, синтезируемым из L-аргинина эндотелиальной синтазой оксида азота (eNOS)2, который затем диссоциирует из эндотелиальных клеток в VSMC (рисунок 1) и стимулирует растворимый фермент гуанилилциклазы (sGC); этот фермент превращает гуанозинтрифосфат (GTP) в циклический гуанозинмонофосфат (cGMP), который активирует протеинкиназу G (PKG) и снижает цитозольный уровень Ca2+, вызывая тем самым вазорелаксацию (рисунок 1). PGl2 синтезируется эндотелиальными клетками через циклооксигеназный (ЦОГ) путь 3,4. Он связывается с простациклиновым рецептором (IP) на VSMC и стимулирует фермент аденилилциклазу (AC), который затем превращает аденозинтрифосфат (АТФ) в циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) (Рисунок 1)3,4. цАМФ активирует протеинкиназу А (ПКА), снижая цитозольный уровень Ca2+ и вызывая вазорелаксацию5 (рисунок 1). Путь EDHF также участвует в эндотелий-зависимой вазорелаксации через различные эндотелиальные медиаторы и электрические события. Активация пути EDHF приводит к гиперполяризации VSMC, тем самым закрывая управляемые напряжением каналы Ca2+ (ЛОСК), снижая внутриклеточные уровни Ca2+ и индуцируя вазорелаксацию6. Эндотелий-независимое вазорелаксирование происходит непосредственно на VSMC с помощью нескольких механизмов, таких как снижение внутриклеточного уровня Ca2+, ингибирование миозин-тижной киназы (MLCK), активация миозин-фосфатазы легкой цепи (MLCP) и снижение чувствительности Ca2+ к сократительному механизму VSMC. В этом исследовании мы фокусируемся на вазорелаксации, вызванной открытием различных каналов K+, блокадой ЛОСЦ и ингибированием высвобождения Ca2+ из саркоплазматического ретикулума7, что приводит к снижению внутриклеточных уровней Ca2+, тем самым уменьшая фосфорилирование легкой цепи миозина VSMC и связывание миозина или образование поперечных мостов, соответственно, в конечном итоге приводит к вазорелаксации.
Методика оценки измерений вазоконстрикции и вазорелаксации в изолированных IPA хорошо зарекомендовала себя для грызунов, но данные варьировались в зависимости от экспериментальных протоколов. В настоящем исследовании описан метод, используемый для оценки сосудистой реактивности препаратов IPA для крыс in vitro, которые были сделаны в отсутствие внешних факторов, модулирующих сосудистый ответ in vivo, таких как нервные сигналы, гормоны, цитокины, артериальное давление и т. Д.
Мы использовали несколько экспериментальных протоколов, используя растительный экстракт в качестве примера для изучения сосудистой реактивности IPA. Различные блокаторы (рисунок 1) использовали для идентификации механизмов эндотелий-зависимого и -независимого вазорелаксирования, индуцированного растительным экстрактом. Тем не менее, те же протоколы могут быть адаптированы для оценки сосудистых реакций МПА на любые препараты, экстракты или фитохимические вещества, используемые для лечения различных легочных патологий.