EFFECTS OF POTASSIUM cHANNEL BLOCKERS
oN ISOLATED RAT AORTA STRIP
Chen Qi(Chen Q)1 and wang Xiaoliang(Wang XL)
(Institute of Materia Medica, chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College,
beijing 100050; 1Department of Physiology, Yangzhou Medical College, yangzhou 225001)
ABSTRACTAIM: to study the effects and mechanisms of different potassium channel blockers on rat vascular smooth muscle.METHODS: Isometric tension recording of aorta strip.RESULTS: The EC50 values of BaCl2,4-aminopyridine(4-AP), cesium chloride(CsCl) and tetraethylammonium(TEA) to increase tension of rat aorta strips were (0.09±0.08) mmol.L-1,(6.43±1.75) mmol.L-1,(7.6±1.92) mmol.L-1 and(11.5±3.09) mmol.L-1, respectively. 1,4-piperidine(E-4031), sotalol and glibenclamide did not show any influence on the aorta strip tension. on the other hand, our study demonstrated that E-4031, sotalol and 4-AP can inhibit NE-induced contraction in a dose-dependent manner.CONCLUSION: E-4031, sotalol and glibenclamide showed no effect on blood vessel tension at the normal range of concentration and K+ channel blockers may have different selectivity for heart and blood vessels.
KEY WORDSvascular muscle; potassium channel blocker; 4-aminopyridine; glibenclamide; sotalol
有钾通道阻滞作用的III类抗心律失常药已广泛用于临床,但某些钾通道阻滞剂除可影响心脏的电生理特性外,还可能作用于血管、胃肠等平滑肌,从而不可避免地产生一系列临床副作用。由于钾通道阻滞剂对血管平滑肌的影响一直没有得到较系统的平行比较性研究,故本文通过大鼠离体血管张力记录法研究了不同钾通道阻滞剂对血管张力的影响,旨在探讨经典的钾通道阻滞剂和临床使用的钾通道阻滞剂在血管平滑肌上的作用及差异,为进一步开发选择性强、副作用小的III类抗心律失常药提供一定的理论依据。
材料与方法
动物体重(250±20) g的 ♂ wistar大鼠,由医学科学院实验动物中心提供。
实验方法大鼠断头处死,取胸主动脉,去除周围脂肪及结缔组织。将血管剪成螺旋形肌条(2 mm×15 mm),置于有Krebs液15 ml的浴槽中,通95% O2+5% CO2,Krebs液成分(mmol.L-1): naCl 118, NaHCO3 25, KCl 4.7, MgSO4.7H2O0.45, KH2PO4 1.03, Glucose 11.1, CaCl2 2.5, eDTA 0.001; pH7.4。血管条连接于张力换能器(上海医科大学),负荷1g;实验前平衡1h,用MP100WSW计算机软件系统采集、记录及计算实验结果。
药物氯化钡(barium chloride, BaCl2)、氯化铯(cesium chloride, CsCl)、4-氨基吡啶(4-Aminopyridine, 4-AP)、四乙基氨(tetraethylammonium, tEA)、格列本脲(glibenclamide)、去甲肾上腺素(NE)均为美国Sigma公司产品;E-4031(1,4-piperidine)由日本Eisa公司提供;dl-索他洛尔(sotalol)由天津医药工业研究所提供。
统计处理全部数据用±s表示,以药物浓度作为横座标,以药物引起血管条收缩时产生的最大张力变化为100%作量-效曲线。用曲线拟合法求EC50, eC50的显著性检验采用t检验。
结果
1BaCl2, 4-AP,CsCl,TEA引起的大鼠胸主动脉条收缩
大鼠主动脉条在Krebs液中平衡1h后分别累积加入BaCl2(0.03~3 mmol.L-1)、4-AP(0.3~30 mmol.L-1)、 csCl(1~30 mmol.L-1)和TEA(1~100 mmol.L-1),可见血管条产生浓度依赖性收缩(图1)。它们引起血管收缩的EC50值分别为(0.09±0.08) mmol.L-1,(6.43±1.75) mmol.L-1,(7.6±1.92) mmol.L-1和(11.5±3.09) mmol.L-1,BaCl2与其它3药的EC50相比具有非常显著性差异(P<0.01)。证明由BaCl2引起的大鼠主动脉收缩作用明显强于4-AP,CsCl和TEA。
Fig 1Effects of BaCl2(■—■),4-AP(▲—▲), CsCl(◆—◆) and TEA(●—●) on the tenion of isolated rat aorta strips,n=5~7. 4-AP: 4-aminopyridine; CsCl: cesium chloride; TEA: tetraethylammonium.
2E-4031、索他洛尔和格列本脲对血管条张力的影响
大鼠主动脉条在Krebs液中平衡1 h后分别累积加入E-4031(1~30μmol.L-1)、索他洛尔(1~1000μmol.L-1)或格列本脲(1~100μmol.L-1),3药始终未对血管张力产生影响。
3钾通道阻滞剂对NE引起的大鼠胸主动脉条收缩的影响
大鼠主动脉条在Krebs液中平衡1 h后加入NE 3 nmol.L-1,血管条收缩张力可达0.5 g以上,待收缩稳定后,加入不同的钾通道阻滞剂,发现E-4031(1~30μmol.L-1)、索他洛尔(3~1000μmol.L-1)和4-AP(0.3~10mmol.L-1)都可浓度依赖地使血管条张力明显下降(图2,图3,图4);而BaCl2,CsCl和TEA均不能减少NE引起的血管张力,反而可以在一定程度上增加其张力(图表省略)。
Fig 2Effects of E-4031 on NE-induced contraction of isolated rat aorta strips. The upper part shows the original recording. The lower part shows the concentration-response curve of the mean value from 9 experiments. E-4031:1,4-piperidine; NE: norepi-nephrine.
Fig 3Effects of sotalol on NE-induced contraction of isolated rat aorta strips,The upper part shows the original recording. The lower part shows the concentration-response curve of the mean value from 6 experiments.
Fig 4Effects of 4-AP on NE-induced contraction of isolated rat aorta strips. The upper part shows the original recording. The lower part shows the concentration-response curve of the mean value from 8 experiments.
讨论
本文着重研究了几种经典的、作为工具药使用的和临床使用的钾通道阻滞剂对大鼠离体主动脉条张力的影响。在我们所选用的药物中,TEA和CsCl的通道亚型选择性较低,常视为非选择性钾通道阻滞剂[1],而4-AP,BaCl2则分别相对选择性阻断瞬间外向钾电流和内向整流钾通道,但4-AP在浓度高时选择性较差[2]。此外索他洛尔和格列本脲已被证明可分别选择性地阻断延迟整流钾通道(Ik)[3]和ATP敏感的钾通道(KAT
