Abstract
The objectives of the present experiments were to characterize the effects of the peptides belonging to the pancreatic polypeptide family on the contractility of cerebral arteries and to observe the interactions of these peptides with the cyclic nucleotide activators and the potassium channel openers. Dogs of either sex, $20{\sim}30\;Kg$ in weight, were sacrificed. Basilar and middle cerebral arteries from brain were isolated and prepared for myography in the PSS equilibrated with 95% $O_2$ and 5% $CO_2$ at $37^{\circ}C$. The endothelial cells of the spiral strips were removed by CHAPS solution (0.3% w/v, 15 seconds). 1. PP, PYY and NPY contracted the arterial strips concentration-dependently with a rank order of potency of PYY>NPY>PP. These peptides were 20 to 200 times more potent than norepinephrine, and only PYY showed a greater potency than 5-HT. 2. Cyclic nucleotide activators, forskolin (for cAMP) and sodium nitroprusside (for cGMP) reduced the basal tone and inhibited the PP-, PYY- and NPY- induced contractions by concentration-dependent manners. Forskolin was more potent in reducing basal tone than sodium nitroprusside. 3. Potassium channel openers, RP 49356, P 1060 and BRL 38227 reduced the basal tone concentration-dependently and tended to inhibit the PP-, PYY- and NPY- induced contractions. Notably, BRL 38227 with low concentration $(0.1\;{\mu}M)$ enhanced the contractions induced by those peptides while P 1060 inhibited the contractions concentration-dependently. 4. The combinations of the cyclic nucleotide activators and the potassium channel openers were slightly additive in reducing the basal tone. P 1060 and BRL 38227 enhanced the relaxant effect of sodium nitroprusside significantly. On the PYY-induced contration $(0.1\;{\mu}M)$, $K^+$ channel openers tended to inhibit the inhibitory actions of forskolin and sodium nitroprusside. P 1060 and BRL 38227 antagonized the inhibitory action of sodium nitroprusside significantly. The results of the present study may be summarized that in canine cerebral arteries, not only NPY but also PYY may play a role in a cerebrovascular spasm, and intracellular concentration of either cAMP or cGMP may be involved in the mechanism of vasoconstrictive actions of these peptides, which may be affected either positively or negatively by a $K^+$ channel opener.
Pancreatic polypeptide family펩타이드들의 뇌혈관 평활근 수축성에 미치는 효과를 관찰하고, cyclic nucleotide 활성제 및 칼륨통로개방제와의 상호작용을 관찰하기 위하여 다음과 같은 실험을 하였다. 체중 $20{\sim}30\;g$의 개를 사혈 희생시켜 두개골을 절개한 후 뇌저동맥과 중뇌동맥을 적출하였다. 적출된 동맥편은 $4^{\circ}C$의 생리적식염수 내에서 나선형 절편으로 만들어 0.3%의 CHAPS 용액에 침잠시킴으로써 내피세포층을 제거한 후 95% $O_2$와 5% $CO_2$의 혼합기체로 포화된 $37^{\circ}C$의 Krebs-Henseleit 용액을 포함한 적출근편실험조에서 등척성 장력을 측정하였다. 1. PP, PYY 및 NPY는 뇌동맥 나선형절편을 농도의존적으로 수축시켰으며, 그 효력과 효능은 PYY가 가장 강하였고, 그 다음이 NPY, 그리고 PP의 순이었다. 이들의 효력은 노르아드레날린보다 20내지 200배 강하였으며, 그 중 PYY는 5-HT 보다도 강한 효력을 보였다. 2. Cyclic AMP 활성제인 forskolin과 cyclic GMP 활성제인 sodium nitroprusside는 뇌동맥절편의 기본장력을 감소시켰으며, PP, PYY 및 NPY 유발수축 역시 농도의존적으로 억제하였다. 이 때 forskolin의 기본장력억제작용이 sodium nitroprusside보다 강한 효력을 나타내었다. 3. 칼륨통로 개방제인 RP 49356, P 1060 및 BRL 38227은 기본장력에 대해서는 공히 농도의존적으로 억제하였으나, PP, PYY 및 NPY 유발수축에 대해서는 P 1060만이 농도의존적으로 억제하였고, RP 49356 및 BRL 38227은 약간 억제하는 경향만을 보였는데, 특기할 것은 저농도의$(0.1\;{\mu}M)$ BRL 38227이 이들 펩타이드 유발수축을 오히려 증가 시켰다는 것이다. 4. 기본장력에 대해서, 칼륨통로개방제들은 forskolin의 이완작용에 유의한 영향을 미치지 못하였으나, 그중 P 1060과 BRL 38227은 sodium nitroprusside의 이완작용을 상승적으로 강화하였다. PYY$(0.1\;{\mu}M)$유발 수축작용에 대해서, 칼륨통로 개방제들은 forskolin의 수축억제작용에 대해서는 약간 길항하는 경향만을 보였고, sodium nitroprusside의 수축억제작용은 유의하게 길항하였다. 이상의 결과들을 종합하면, 개의 뇌혈관에서는 NPY 뿐만 아니라 PYY도 혈관수축기전에 중요한 역할을 한다고 볼 수 있으며, 그 수축작용의 기전에는 세포내 cAMP 및 cGMP 활성도의 변화가 포함된다고 사료된다. 또 칼륨통로개방제들은 pancreatic polypeptide family의 뇌혈관수축작용에 대하여 제제 및 농도에 따라 다양한 영향을 미치므로 이에 대한 향후의 더욱 세밀한 연구가 요구된다.
(Department of Pharmacology, Yeungnam University College of Medicine)
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