ВКЛАД IKCa-КАНАЛОВ В ДИЛАТАЦИЮ ПИАЛЬНЫХ АРТЕРИИЙ У МОЛОДЫХ КРЫС ПОСЛЕ ИШЕМИИ/РЕПЕРФУЗИИ
PDF

Ключевые слова

ишемия головного мозга
дилатация пиальных артерий
кальций чувствительные калиевые каналы промежуточной проводимости

Как цитировать

Шуваева, В. Н., & Горшкова, О. П. (2022). ВКЛАД IKCa-КАНАЛОВ В ДИЛАТАЦИЮ ПИАЛЬНЫХ АРТЕРИИЙ У МОЛОДЫХ КРЫС ПОСЛЕ ИШЕМИИ/РЕПЕРФУЗИИ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 108(11), 1468–1481. https://doi.org/10.31857/S0869813922110127

Аннотация

исследование взаимосвязи между первичным ишемическим поражением и последующими изменениями в церебральной сосудистой сети остается актуальным. нарушение мозгового кровотока после ишемии/реперфузии (И/Р) может быть обусловлено эндотелиальной дисфункцией, которая характеризуется дисбалансом в высвобождении вазоактивных факторов, что приводит к изменению сосудистого тонуса. Изменение функциональной активности кальций-чувствительных калиевых каналов промежуточной проводимости (IКCa) может влиять на эндотелий сосудов, но данные о вазоактивной роли IКCa-каналов в сосудах головного мозга после И/Р немногочисленны. целью данной работы являлось изучение вклада IKCa-каналов в регуляцию тонуса пиальных артерий после перенесенной ишемии/реперфузии у молодых крыс. Изучали изменение вклада IКCa-каналов в поддержание сосудистого тонуса и индуцированную ацетилхолином (АХ) дилатацию пиальных артерий крыс Вистар в возрасте 4 месяцев после однократной И/Р (пережатие обеих сонных артерий с одновременным снижением и строгим поддержанием среднего АД на уровне 45 ± 2 мм рт. ст. в течение 12 мин) в разные сроки постишемического периода. Исследование сосудов проводили на 2-, 7-, 14- и 21-е сутки после И/Р. Методом прижизненной микрофотосъемки оценивали реакции артерий у крыс, перенесших ишемию, и ложнооперированных крыс. изменение вклада IКCa-каналов в поддержание тонуса пиальных артерий оценивали по изменению числа артерий, сузившихся в ответ на действие блокатора IКCa-каналов (клотримазол, 10-7 М, 5 мин). Изменение вклада IКCa-каналов в дилатацию сосудов оценивали, сравнивая число и степень АХ-индуцированной (ацетилхолин хлорид, 10-7 М, 8 мин) дилатации артерий до и на фоне блокады IКCa-каналов. Установлено, что однократная глобальная И/Р коры головного мозга ведет к изменению вклада IKCa-каналов в поддержание базального тонуса пиальных артерий крыс, сохраняющемуся в течение 21 суток после восстановления кровотока. Через 2 суток снижается вклад IKCa-каналов в тонус крупных пиальных артерий. А в последующий постишемический период наблюдается последовательное усиление вклада этих каналов в поддержание тонуса сосудов всех исследованных диаметров. Вклад IKCa-каналов в АХ-опосредованную дилатацию пиальных артерий у перенесших ишемию крыс в разные сроки постишемического периода также меняется и в большой степени зависит от диаметра артериальных сосудов. Через 2 суток после И/Р увеличивается вклад IKCa-каналов в дилатацию на АХ артерий среднего калибра. На 7-е сутки число IKCa-опосредованных дилатаций снижается, и эти изменения наблюдаются в группах средних и крупных артерий. В последующие 14 суток роль IKCa-каналов в АХ-индуцированной дилатации крупных пиальных артерий восстанавливается до уровня показателей у ложнооперированных крыс, а в группах мелких и средних артерий усиливается. Таким образом, разная активность IKCa-каналов в АХ-опосредованной вазодилатации продемонстрирована не только в артериях разного калибра, но и в разные сроки постишемического периода.

https://doi.org/10.31857/S0869813922110127
PDF

Литература

Мусхаджиева АШ, Евзельман МА (2018) Хроническая ишемия головного мозга. Молодой ученый 27 (213): 54-58. [Muskhadzhieva A Sh, Evzelman MA (2018) Chronic cerebral ischemia. Young scientist 27 (213): 54–58. (In Russ)]. https://moluch.ru/archive/213/51990/

Winship IR (2015) Cerebral collaterals and collateral therapeutics for acute ischemic stroke. Microcirculation 22(3): 228–236. https://doi.org/10.1111/micc.12177

Van der Worp HB, Van Gijn J (2007) Acute ischemic stroke. New Engl J Med 357(6): 572–579.

Davis CM, Siler DA, Alkayed NJ (2011) Endothelium-derived hyperpolarizing factor in the brain: influence of sex, vessel size and disease state. Womens Health (Lond) 7(3):293–303. https://doi.org/10.2217/whe.11.26

Ma J, Ma Y, Shuaib A, Winship IR (2020) Impaired collateral flow in pial arterioles of aged rats during ischemic stroke. Transl Stroke Res 11(2):243–253. https://doi.org/10.1007/s12975-019-00710-1

Yang Q, He GW, Underwood MJ, Yu CM (2016) Cellular and molecular mechanisms of endothelial ischemia/reperfusion injury: perspectives and implications for postischemic myocardial protection. Am J Transl Res 8(2):765–777.

Goto K, Ohtsubo T, Kitazono T (2018) Endothelium-dependent hyperpolarization (EDH) in hypertension: The role of endothelial ion channels. Int J Mol Sci 19(1):315. https://doi.org/10.3390/ijms19010315

Tano JY, Gollasch M (2014) Calcium-activated potassium channels in ischemia reperfusion: a brief update. Front Physiol 5:381. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00381

Garland CJ, Bagher P, Powell C, Ye X, Lemmey HAL, Borysova L, Dora KA (2017) Voltage-dependent Ca2+ entry into smooth muscle during contraction promotes endothelium-mediated feedback vasodilationin arterioles. Sci Signal 10: eall3806. https://doi.org/doi:10.1126/scisignal.aal3806

Lensman M, Korzhevskii D, Mourovets VO, Kostkin V, Izvarina N, Perasso L, Gandolfo C, Otellin V, Polenov S, Balestrino M (2006) Intracerebroventricular administration of creatine protects against damage by global cerebral ischemia in rat. Brain Res 1114(1):187–194. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2006.06.103

Behringer EJ, Hakim MA (2019) Functional interaction among KCa and TRP channels for cardiovascular physiology: modern perspectives on aging and chronic disease. Int J Mol Sci 20(6):1380. https://doi.org/10.3390/ijms20061380

Cipolla MJ, Smith J, Kohlmeyer MM, Godfrey JA (2009) SKCa and IKCa channels, myogenic tone, and vasodilator responses in middle cerebral arteries and parenchymal arterioles: effect of ischemia and reperfusion. Stroke 40(4):1451–1457. https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.108.535435

Shimokawa H, Yasutake H, Fujii K, Owada MK, Nakaike R, Fukumoto Y, Takayanagi T, Nagao T, Egashira K, Fujishima M, Takeshita A (1996) The importance of the hyperpolarizing mechanism increases as the vessel size decreases in endothelium-dependent relaxations in rat mesenteric circulation. J Cardiovasc Pharmacol 28(5):703–711. https://doi.org/10.1097/00005344-199611000-00014

Tran QK, Watanabe H (2006) Calcium signalling in the endothelium. Handb Exp Pharmacol 176 (Pt 1):145–187. https://doi.org/10.1007/3-540-32967-6_5

Chen M, Li X (2021) Role of TRPV4 Channel in Vasodilation and Neovascularization. Microcirculation 28(6): e12703. https://doi.org/10.1111/micc.12703

Горшкова ОП, Шуваева ВН, Ленцман МВ, Артемьева АИ (2016) Постишемические изменения вазомоторной функции эндотелия. Совр пробл науки и образов 5. [Gorshkova OP, Shuvaeva VN, Lentsman MV, Artemyeva AI (2016) Postischemic changes in the vasomotor function of the endothelium. Modern Problems Sci Educat 5. (In Russ)].

Xin Ma, Juan Du, Peng Zhang, Jianxin Deng, Jie Liu, Francis Fu-Yuen Lam, Ronald A Li, Yu Huang, Jian Jin, Xiaoqiang Yao (2013) Functional role of TRPV4-KCa2.3 signaling in vascular endothelial cells in normal and streptozotocin-induced diabetic rats. Hypertension 62(1):134–139. https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.113.01500

Palomares SM, Cipolla MJ (2011) Vascular protection following cerebral ischemia and reperfusion. J Neurol Neurophysiol 2011:S1- S004. https://doi.org/10.4172/2155-9562.s1-004

Cipolla MJ, Bullinger LV (2008) Reactivity of brain parenchymal arterioles after ischemia and reperfusion. Microcirculation 15(6):495–501. https://doi.org/10.1080/10739680801986742

Cipolla MJ, Smith J, Kohlmeyer MM, Godfrey JA (2009) SKCa and IKCa Channels, myogenic tone, and vasodilator responses in middle cerebral arteries and parenchymal arterioles: effect of ischemia and reperfusion. Stroke 40:1451–1457. https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.108.535435

Feletou M, Kohler R, Vanhoutte PM (2012) Nitric oxide: Orchestrator of endothelium-dependent responses. Ann Med 44: 694–716. https://doi.org/10.3109/07853890.2011.585658

Lopez-Canales JS, Lozano-Cuenca J, Munoz-Islas E, Aguilar-Carrasco JC, Lopez-Canales OA, Lopez-Mayorga RM, Castillo-Henkel EF, Valencia-Hernandez I, Castillo-Henkel C (2015) Mechanisms involved in the vasorelaxant effects produced by the acute application of amfepramone in vitro to rat aortic rings. Braz J Med Biol Res 48(6): 537–544. https://doi.org/10.1590/1414-431X20144261

Кузнецова ЭЭ, Горохова ВГ, Горохов АГ, Сергеева АС, Курильская ТЕ, Пивоваров ЮИ, Рунович АА (2007) Микросомальное окисление в физиологических и патологических процессах. Бюл ВСНЦ СО РАМН 4(56): 170–180. [Kuznetsova EE, Gorokhova VG, Gorokhov AG, Sergeeva AS, Kurilskaya TE, Pivovarov Yu I, Runovich AA 2007) Microsomal oxidation in physiological and pathological processes. Bull East-Siber Scient Center Russ Acad Med Sci 4(56): 170–180. (In Russ)].

Meves H (2008) Arachidonic acid and ion channels: an update. Br J Pharmacol 155(1):4–16. https://doi.org/10.1038/bjp.2008.216

Butenko O, Dzamba D, Benesova J, Honsa P, Benfenati V, Rusnakova V, Ferroni S, Anderova M (2012) The increased activity of TRPV4 channel in the astrocytes of the adult rat hippocampus after cerebral hypoxia/ischemia. PLoS One 7(6):e39959. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0039959

Audero MM, Prevarskaya N, Fiorio Pla A (2022) Ca2+ Signalling and Hypoxia/Acidic Tumour Microenvironment Interplay in Tumour Progression. Int J Mol Sci 23(13):7377. https://doi.org/10.3390/ijms23137377

Kwangseok Hong, Eric L Cope, Leon J DeLalio, Corina Marziano, Brant E Isakson, Swapnil K Sonkusare (2018) TRPV4 (Transient Receptor Potential Vanilloid 4) Channel-Dependent Negative Feedback Mechanism Regulates Gq Protein–Coupled Receptor-Induced Vasoconstriction. Arterioscler Thromb Vasc Biol 38:542–554. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.117.310038