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흰쥐 동맥에서 막전압과 평활근수축과의 관계

Relation Between Membrane Potential and Contractile Response in Thoracic Aorta Mesenteric Artery of Rat

건양의대학술지 2005년 5권 1호 p.1 ~ 6
김세훈, 장석종,
소속 상세정보
김세훈 ( Kim Se-Hun ) - 건양대학교 의과대학 생리학교실
장석종 ( Chang Seok-Jong ) - 서남대학교 의과대학 생리학교실

Abstract

백서의 흉부대동맥과 장간막동맥에서 세포외액의 K+농도를 변화시키며 환형 절편에서 수축반응을 기록하고 평활근 단일세포에서 막전압을 측정하여 막전압의 변화와 수축크기와의 관계를 비교하였다. 1. 내피세포의 유무와 상관없이 혈관 환형절편에서 수축은 10 mM K+에서 시작하여 60 mM K+ 에서 최대에 도달하였다. 내피세포가 존재하는 혈관보다는 내피세포가 제거된 혈관에서, 장간막 동맥보다는 흉부 대동맥에서 K+ 에 대한 수축반응이 더 컸으며 조직 건조중량에 대한 수축력(g/mg) 역시 흉부 대동맥에서 더 컸다. 2. 흉부 대동맥과 장간막 동맥 단일 평활근 세포에서 기록한 안정 막전압은 각각 -64.0±4.1, -56.7±4.2 mV이었으며, K+ 농도의 증가에 비례하여 막전압은 감소하여 60 mM K+ 용액에서 각각 -21.0±0.5, -19.6±3.2 mV이었다. 3. 흉부 대동맥과 장간막 동맥에서 수축이 시작되는 K+ 농도에서(10 mM) 막전압은 각각 -54.0±4.3, -46.8±4.3 mV, 최대수축의 50% 수축을 유발하는 막전압은 각각 -46.4±2.0, -34.1±0.4 mV로 흉부 대동맥에서 막전압변화에 대한 수축반응성이 더 컸으며, 최대수축을 일으키는 막전압은 두 혈관에서 약 -20 mV로 유사하였다. 이상의 실험결과로부터 막전압과 수축과의 관계가 혈관의 크기나 종류에 따라 다르며 흉부 대동맥이 장간막동맥에 비하여 막전압의 변화에 더 반응성이 증가되어 있음을 알 수 있었다.

The membrane potential of vascular smooth muscle is a critical factor for determining vascular contractility. K+ permeability and extracellular K+ concentration are the most important contributors to the membrane potential and to Ca2+ influx and vascular contractility. In the present study, the relation between contractile responses and membrane potentials was investigated in different types of vessels, ie. thoracic aorta and mesenteric artery from Sprague- Dawley (SD) rat. Contractile responses to high K+-solution were measured using isometric tension recording in the thoracic aorta and mesenteric artery without endothelium. The contraction by high K+-solution was elicited at 10 mM and the maximum contraction was induced at 60 mM in both tissues. Calculated ED50 values of contractile responses to high K+-solution in the thoracic aorta and mesenteric artery were 18.6±1.7 and 27.5±0.6 mM, respectively. Membrane potentials were measured using whole cell patch clamp configuration in single smooth muscle cells. Cells were dialysised with a pipette solution containing 5 mM ATP and Ca2+ buffer, 0.1 mM EGTA. In normal PSS, resting membrane potentials measured in smooth muscle cells of aorta and mesenteric artery were -64.0±4.1 and -56.7±4.2 mV, respectively. When the contraction was elicited by 10 mM K+-solution, the membrane potentials were -54.0±4.3 and -46.8±4.3 mV in aorta and in mesenteric artery, respectively. The calculated membrane potentials of aortic smooth muscle cells and mesenteric arterial smooth muscle cells at ED50 of contractile response to high K+-solution were -46.4±2.0 and -34.1±0.4 mV, respectively. Membrane potentials at the maximal contraction were about -20 mV in both tissues. Further depolarization of membrane did not increase contractile response to K+. From the above result, it is suggested that the membrane potential may differ according to the anatomical site and size of the vessel and larger vessel is more reactive to membrane potential change than smaller vessel.

키워드

동맥;민무늬근육세포;막저압;수축;흰쥐
artery;smooth muscle cell;membrane potential;contraction;rat

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