大鼠平滑肌细胞 牛磺酸对大鼠离体气管平滑肌舒张作用及机制的研究

  [摘要] 目的 研究牛磺酸(Tau)对大鼠离体气管平滑肌的作用及可能机制。 方法 观察牛磺酸对高钾预收缩大鼠离体气管环的作用,通过工具药观察牛磺酸对气管环作用的可能机制。经Powerlab生物信号测定系统记录气管环张力。 结果 ①牛磺酸[(10~80) mmol/L] 对高钾(30 mmol/L)诱发的大鼠离体气管环收缩有舒张作用,且呈浓度依赖性,最大舒张率为(50.22±18.30)%。②牛磺酸舒张大鼠气管平滑肌的作用可被K、Ca通道抑制剂四乙胺(10 mmol/L)和KATP通道抑制剂格列苯脲(10μmol/L)显著减弱,而KIR通道抑制剂氯化钡(1 mmol/L)和KV通道抑制剂4-氨基吡啶(1 mmol/L)对此则无显著影响。③ L-NAME(1 mmol/L)、Pino(10 μmol/L)、Indo(10 μmol/L)对牛磺酸舒张大鼠离体气管环无明显影响。 结论 牛磺酸可舒张大鼠离体气管平滑肌,且舒张作用呈浓度依赖性。其舒张作用与一氧化氮、前列环素和β受体无关,可能与激活KATP通道和K、Ca通道有关。
  [关键词] 牛磺酸;气管环;舒张作用;钾通道;钾通道阻滞剂
  [中图分类号] 285.5[文献标识码] A[文章编号] 1673-9701(2012)10-0011-03
  Effects and its mechanisms of taurine on isolated tracheal in rats
  WANG Haijing1△ ZHAO Hui1▲ LIU Yu2 LI Jianqiang1 ZHANG Mingsheng2
  1.Department of Respiratory Medicine, Second Hospital of Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, China; 2.Teaching and Research Room of Phormacology, Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, China
  [Abstract] Objective To investigate the effects and the underlying relaxation mechanisms of taurine on tracheal smooth muscles. Methods The tracheal of rats were carefully dissected and the tension of rat isolated tracheal was recorded with Powerlab systerm. The underlying mechanisms on it were observed in the rings. Results Administration of taurine (10-80 mmol/L) caused relaxation of the isolated tracheal smooth muscle precontracted by KCl in rats. The relaxation of taurine on rat isolated tracheal precontracted by KCl was significantly inhibited by Tetraethtylamine (10 mmol/L) (KCa) and Glibenclamide (10μmol/L) (KATP). Barium chloride (1 mmol/L) and 4-aminopyridine (1 mmol/L) had little effect on taurine induced relaxation;the results showed that pre-incubated with L-NAME(1 mmol/L), Indo(I0μmol/L) and Pino (10μmol/L),which had little effect on taurine induced tracheal relaxation. Conclusion Taurine at different concentrations caused a significant relaxation on the isolated tracheal smooth muscle. It is suggested that the relaxation had little effect on stimulating βadrenergic receptors or generating NO or prostacycline. KCa and KATP may be taken part in the relaxtion.
  [Key words] Taurine; Tracheal smooth muscle; Relaxation; Potassium channels; Potassium channels blockers
  牛磺酸(Taurine,Tau)具有调节细胞内钙浓度、膜稳定作用、渗透调节、神经调质等多种生理功能,广泛参与神经、心血管、视觉、免疫和生殖系统等功能调节,对维持人与动物的正常生理功能具有重要意义[1]。近年来,其对人体各个系统的作用已有大量研究,但对气管平滑肌的作用鲜有报道。本文观察牛磺酸(Tau)对大鼠离体气管环作用,通过工具药了解其舒张气管平滑肌的可能机制。
  
  1 材料与方法
  1.1 仪器、药品、试剂
  Powerlab生物信号采集分析系统(澳大利亚埃德公司),MS-4000生物信号采集分析系(广州龙飞达科技有限公司)、张力换能器(ADInstruments)等。牛磺酸由南京制药厂提供(批号980923)。四乙胺(tetraethtylamine,TEA)、格列苯脲(glibenclamide,Gli)、氯化钡(barium chloride,BaCl2)、4-氨基吡啶(4-aminopyridine,4-AP)、左旋硝基精氨酸甲酯(NG-nitro-L-arginine methyl ester,L-NAME)、普萘洛尔(Propranolol)、吲哚美辛(Indomethacin)均购自Sigma公司。余试剂均为市售优级纯。
  1.2 大鼠离体气管环的制备
  SD大鼠,雄性,体重220~300g,由山西医科大学实验动物中心提供。大鼠离体气管环张力实验参照文献方法[2]击昏大鼠,颈椎脱臼致死,迅速从颈部腹面正中切开皮肤,从甲状软骨下部至气管下部分叉处剪取全部气管(主支气管),放入4℃通有氧气的HEPES(mmol/L:NaCl144, KCl5.8,MgCl21.2,CaCl2,HEPES 5,葡萄糖11.1,pH7.38)营养液中分离,剪成长3~5 mm左右的气管环,悬挂于5 mL浴管内(该浴管被预先注入37℃ HEPES液,并持续通入100% O2)。大鼠气管环的张力信号经PowerLab生物信号采集分析系统记录。给予调节1g静息张力,15~20 min换液一次,稳定90 min后进行如下实验。
  1.3 离体气管环实验
  1.3.1 牛磺酸对KCl预收缩气管环作用的影响标本稳定后,加入KCl(30 mmol/L)待气管环达坪值后,实验组累积加入10、20、40和80 mmol/L Tau;对照组累积加入相同摩尔浓度的NaCl。以KCl引起气管环的最大收缩值为100%,计算Tau各浓度的舒张百分比。
  舒张率(%)=气管环张力(g)/ KCl预收缩气管环张力(g)×100%
  1.3.2 钾通道阻滞剂对牛磺酸舒张气管平滑肌作用的影响标本稳定后,由KCl(30 mmol/L)诱发气管环收缩,达坪值后,实验组分别加入TEA(10 mmol/L),Gli(10μmol/L),4-AP(1 mmol/L),和BaCl2(1 mmol/L),对照组加入等摩尔浓度的NaCl,当气管环收缩再次达坪值后,累积加入Tau10、20、40、80 mmol/L。
  1.3.3 L-NAME、Pino、Indo对牛磺酸舒张气管环作用的影响KCl(30 mmol/L)预收缩气管平滑肌达坪值,实验组分别加入L-NAME(1 mmol/L),Pino(10 μmol/L)和Indo(10 μmol/L),对照组加入等摩尔浓度的NaCl,余步骤同上。
  1.4 统计学处理
  实验数据用(x±s)表示,应用SPSS17.0软件作统计学分析。行两样本t检验进行差异显著性分析,P < 0.05具显著性差异。
  2 结果
  2.1 牛磺酸对KCl预收缩的气管平滑肌的舒张作用
  KCl致大鼠气管环持续收缩,其最大收缩幅度为(1.93±0.51)mN。Tau对 KCl致大鼠气管环持续收缩有浓度依赖性舒张作用,最大舒张率分别为(50.22±18.30)%,与对照组比较有统计学意义。
  2.2 钾通道阻滞剂对牛磺酸舒张气管环作用的影响
  牛磺酸对KCl诱发收缩的大鼠气管平滑肌的舒张作用可被K+通道阻滞剂TEA(10 mmol/L)、Gli(10 μmol/L)显著阻断(P