Змінений сигнал АТФ-калію в мезентеріальних артеріях старих щурів з високим вмістом солі

Меліса А. Уайден

1 кафедра кінезіології Університету Вест Честер, Вест Честер, США,

Білген Басгут

2 Кафедра фармакології, Університет Близького Сходу, Північний Кіпр, Туреччина,

Наталія Кириченко

3 Геріатричні дослідницькі, освітні та клінічні центри, Медичний центр Департаменту у справах ветеранів, Гейнсвілль, США,

4 Кафедра фармакології та терапії, Університет Флориди, Гейнсвілль, США,

Бенедек Ердос

5 Кафедра фармакології, Університет Вермонта, Берлінгтон, США,

Ніхаль Тюмер

4 Кафедра фармакології та терапії, Університет Флориди, Гейнсвілль, США,

Анотація

[Мета]

І старіння, і споживання дієти з високим вмістом солі пов’язані з чіткими змінами в судинній системі, які можуть призвести до розвитку серцево-судинних захворювань; проте механізми не чітко зрозумілі. Тому ми дослідили, чи старіння та споживання надлишку солі змінюють функцію сигналізації АТФ-залежного каналу калію в мезентеріальних артеріях

[Методи]

Молодих (7 місяців) та старих (29 місяців) щурів Fischer 344 x Brown Brown норвезьку їжу годували контрольним або високосольовим раціоном (8% NaCl) протягом 12 днів, а мезентеріальні артерії використовували для вимірювання судинної реактивності.

[Результати]

Індукована ацетилхоліном релаксація ендотелію була значно знижена у старих артеріях (81 ± 4%) порівняно з молодими артеріями (92 ± 2%). Попередня обробка блокатором калій-АТФ-каналів глібенкламідом знижувала релаксацію до ацетилхоліну в молодих артеріях, але не змінювала дилатації в старих артеріях. На дієті з високим вмістом солі розширення ендотелію до ацетилхоліну значно зменшилось у старих сольових артеріях (60 ± 3%) порівняно зі старими контрольними артеріями (81 ± 4%). Глібенкламід зменшував індуковану ацетилхоліном дилатацію в молодих сольових артеріях, але не впливав на старі сольові артерії. Розширення до кромакаліму, калійного АТФ-каналу, зменшилось у старих сольових артеріях порівняно зі старими контрольними артеріями.

[Висновок]

Ці висновки демонструють, що старіння погіршує ендотелій-залежну релаксацію в брижових артеріях. Крім того, дієта з високим вмістом солі змінює функцію передачі сигналів каналу-АТФ-залежного каналу у старих ізольованих брижових артеріях і впливає на опосередкування релаксаційних стимулів.

ВСТУП

Незалежно від того, як старіння, так і споживання дієти з високим вмістом солі пов’язані з чіткими змінами в судинній системі, які можуть призвести до розвитку серцево-судинних захворювань 1-8. Оскільки серцево-судинні захворювання є основною причиною смертності у великих країнах, механізми, що сприяють змінам, що спостерігаються в судинній системі, мають важливе значення. Артерії малого опору є фізіологічно важливими для регуляції артеріального тиску та місцевого кровотоку, і добре відомо, що старіння та дієта з високим вмістом солі однаково індукують структурні та функціональні зміни в цих артеріях 9-13 .

Однією з основних функціональних змін у судинній системі, яка спостерігається як при нормальному старінні, так і при прийомі великої кількості солі, є дисфункція ендотелію. Ендотеліальні клітини направляють тонус основної судинної гладкої мускулатури, вивільняючи кілька факторів, що діють на розслаблення судини. Оксид азоту (NO), медіатори циклооксигенази (ЦОГ) та похідний від ендотелію гіперполяризуючий фактор (EDHF) діють на розширення артерій опору. З віком зменшення ендотелію-залежної вазодилатації характеризується зниженою агоністичною вазодилатацією 14. Подібним чином, молоді нормотензивні тварини, які харчуються дієтою з високим вмістом солі (ГС), різко послаблюють реакції судинної релаксації 10, 11, 15, 16. Залежне від ендотелію вазорелаксація в аорті та великих проксимальних артеріях майже повністю залежить від NO 14, тоді як EDHF відіграє роль в індукованому агоністами вазорелаксації в артеріях дистального опору, включаючи артерії брижі 17 .

Гіперполяризація через розкриття калієвих каналів є основним механізмом вазорелаксації дрібних судин. АТФ-залежні калієві канали є важливими мішенями медіаторів, що вивільняються з ендотелію 18-20. Калієві АТФ-канали замикаються АТФ і складаються з субодиниць Kir 6 та рецептора сульфонілсечовини 21. Наскільки нам відомо, жодне дослідження не оцінювало комбінований вплив віку та споживання харчової солі на функцію каналу KATP на розширення судин ендотелію. Отже, метою цього дослідження було вивчити вплив віку та дієти при ГС на релаксацію ендотелію в брижовій артерії щурів (МА). Ми припустили, що як вік, так і дієта при ГС призведуть до зменшення розслаблення ендотелію МА. Крім того, ми вірили, що сигналізація каналу АТФ-каналу буде змінена як у віків, так і у щурів, що харчуються ВГ.

МЕТОДИ

Експериментальні тварини та дизайн

Молоді (5 місяців) і старі (27 місяців) самці щурів Fischer 344 x Brown Brown (F344 x BN) були отримані від лабораторій Harlan (Індіанаполіс, штат Індіана, США). Для цих експериментів було обрано щура F344 x BN, оскільки вони живуть довше, ніж штам Wistar або F344, за відсутності специфічних для захворювання аномалій 22. Щурів утримували індивідуально і утримували протягом 12:12 годин циклу світло-темрява (0600-1800 год). Експерименти проводились відповідно до Керівних принципів догляду та використання лабораторних тварин, а процедури були затверджені місцевим інституційним комітетом з догляду та використання тварин.

Щурів випадковим чином розподіляли до однієї з чотирьох груп: (1) молодняк контролю (стандартна дієта щурів; 15% жиру, 3,1 ккал/г; дієта-2018; Харлан Теклад, Медісон, штат Вісконсин, США; n = 8); (2) молода сіль (8% NaCl; 15% жиру; 3,0 ккал/г; TD-92012; Харлан Теклад, Медісон, Вісконсин, США; n = 8); (3) старий контроль (стандартна дієта для щурів; n = 8); та (4) стара сіль (8% NaCl дієта; n = 8). Тварин годували стандартною дієтою та дієтою HS протягом 12 днів, а потім надмірно знеболювали пентобарбіталом (120 мг/кг внутрішньовенно).

Визначення судинної реактивності

Ложе брижової артерії негайно видаляли і поміщали в холодно модифікований розчин бікарбонату Кребса-Рінгера (який містив (в мМ) 118 NaCl, 4,7 KCl, 25 NaHCO3, 1,2 KH2PO4, 1,2 MgSO4, 2,5 CaCl2 і 5,5 глюкози). За допомогою розсікаючого мікроскопа ретельно збирали МА другого порядку. Розділ MA (

Довжиною 2 мм) переносили в камеру посудини, встановлювали її і закріплювали між двома скляними мікропіпетками 10-шовним швом. Камера посудини була перенесена на сцену з перевернутим світловим мікроскопом (Axiovert 100, Zeiss, Thornwood, NY, США), з'єднану з відеоаналізатором розмірів (перемикач Ion Optix, Corporation Hyper). Відеоаналізатор розмірів був підключений як до відеомонітора (для візуалізації судини), так і до комп'ютера для постійного запису внутрішньосвітлового діаметра судини. Кисневий (20% O2 - 5% CO2 - 75% N2) розчин Кребса, підтримуваний при 37 ° C, постійно циркулював через ванну посудини. Крім того, просвіт судини через мікропіпетки заповнювали розчином Кребса. Випускна канюля була затиснута, тоді як припливна канюля була з'єднана з піднятим резервуаром, щоб підтримувати постійний внутрішньосвітловий тиск 80 мм рт.ст. У розчин для ванни додавали ліки, і на один артеріальний сегмент проводили лише один експеримент із реакцією на концентрацію.