牛磺酸對大鼠離體氣管平滑肌舒張作用及機(jī)制的研究

[摘要] 目的 研究牛磺酸（Tau）對大鼠離體氣管平滑肌的作用及可能機(jī)制。 方法 觀察牛磺酸對高鉀預(yù)收縮大鼠離體氣管環(huán)的作用，通過工具藥觀察牛磺酸對氣管環(huán)作用的可能機(jī)制。經(jīng)Powerlab生物信號測定系統(tǒng)記錄氣管環(huán)張力。 結(jié)果 ①牛磺酸[（10~80） mmol/L] 對高鉀（30 mmol/L）誘發(fā)的大鼠離體氣管環(huán)收縮有舒張作用，且呈濃度依賴性，最大舒張率為（50.22±18.30）%。②牛磺酸舒張大鼠氣管平滑肌的作用可被K、Ca通道抑制劑四乙胺（10 mmol/L）和KATP通道抑制劑格列苯脲(10μmol/L)顯著減弱，而KIR通道抑制劑氯化鋇（1 mmol/L）和KV通道抑制劑4-氨基吡啶（1 mmol/L）對此則無顯著影響。③ L-NAME（1 mmol/L）、Pino（10 μmol/L）、Indo（10 μmol/L）對牛磺酸舒張大鼠離體氣管環(huán)無明顯影響。 結(jié)論 牛磺酸可舒張大鼠離體氣管平滑肌，且舒張作用呈濃度依賴性。其舒張作用與一氧化氮、前列環(huán)素和β受體無關(guān)，可能與激活KATP通道和K、Ca通道有關(guān)。

[關(guān)鍵詞] 牛磺酸；氣管環(huán)；舒張作用；鉀通道；鉀通道阻滯劑

[中圖分類號] 285.5[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 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）具有調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣濃度、膜穩(wěn)定作用、滲透調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)質(zhì)等多種生理功能，廣泛參與神經(jīng)、心血管、視覺、免疫和生殖系統(tǒng)等功能調(diào)節(jié)，對維持人與動物的正常生理功能具有重要意義[1]。近年來，其對人體各個系統(tǒng)的作用已有大量研究，但對氣管平滑肌的作用鮮有報(bào)道。本文觀察牛磺酸（Tau）對大鼠離體氣管環(huán)作用，通過工具藥了解其舒張氣管平滑肌的可能機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 儀器、藥品、試劑

Powerlab生物信號采集分析系統(tǒng)（澳大利亞埃德公司），MS-4000生物信號采集分析系（廣州龍飛達(dá)科技有限公司）、張力換能器（ADInstruments）等。牛磺酸由南京制藥廠提供（批號980923）。四乙胺（tetraethtylamine，TEA）、格列苯脲（glibenclamide，Gli）、氯化鋇（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）、普萘洛爾（Propranolol）、吲哚美辛（Indomethacin）均購自Sigma公司。余試劑均為市售優(yōu)級純。

1.2 大鼠離體氣管環(huán)的制備

SD大鼠，雄性，體重220～300g，由山西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供。大鼠離體氣管環(huán)張力實(shí)驗(yàn)參照文獻(xiàn)方法[2]擊昏大鼠，頸椎脫臼致死，迅速從頸部腹面正中切開皮膚，從甲狀軟骨下部至氣管下部分叉處剪取全部氣管(主支氣管)，放入4℃通有氧氣的HEPES(mmol/L:NaCl144， KCl5.8，MgCl21.2，CaCl2，HEPES 5，葡萄糖11.1，pH7.38)營養(yǎng)液中分離，剪成長3～5 mm左右的氣管環(huán)，懸掛于5 mL浴管內(nèi)(該浴管被預(yù)先注入37℃ HEPES液，并持續(xù)通入100% O2)。大鼠氣管環(huán)的張力信號經(jīng)PowerLab生物信號采集分析系統(tǒng)記錄。給予調(diào)節(jié)1g靜息張力，15~20 min換液一次，穩(wěn)定90 min后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

1.3 離體氣管環(huán)實(shí)驗(yàn)

1.3.1 牛磺酸對KCl預(yù)收縮氣管環(huán)作用的影響標(biāo)本穩(wěn)定后，加入KCl（30 mmol/L）待氣管環(huán)達(dá)坪值后，實(shí)驗(yàn)組累積加入10、20、40和80 mmol/L Tau；對照組累積加入相同摩爾濃度的NaCl。以KCl引起氣管環(huán)的最大收縮值為100%，計(jì)算Tau各濃度的舒張百分比。

舒張率（%）=氣管環(huán)張力（g）/ KCl預(yù)收縮氣管環(huán)張力（g）×100%

1.3.2 鉀通道阻滯劑對牛磺酸舒張氣管平滑肌作用的影響標(biāo)本穩(wěn)定后，由KCl（30 mmol/L）誘發(fā)氣管環(huán)收縮，達(dá)坪值后，實(shí)驗(yàn)組分別加入TEA（10 mmol/L），Gli（10μmol/L），4-AP（1 mmol/L），和BaCl2（1 mmol/L），對照組加入等摩爾濃度的NaCl，當(dāng)氣管環(huán)收縮再次達(dá)坪值后，累積加入Tau10、20、40、80 mmol/L。

1.3.3 L-NAME、Pino、Indo對牛磺酸舒張氣管環(huán)作用的影響KCl（30 mmol/L）預(yù)收縮氣管平滑肌達(dá)坪值，實(shí)驗(yàn)組分別加入L-NAME（1 mmol/L），Pino（10 μmol/L）和Indo（10 μmol/L），對照組加入等摩爾濃度的NaCl，余步驟同上。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用（x±s）表示，應(yīng)用SPSS17.0軟件作統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。行兩樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行差異顯著性分析，P ＜ 0.05具顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 牛磺酸對KCl預(yù)收縮的氣管平滑肌的舒張作用

KCl致大鼠氣管環(huán)持續(xù)收縮，其最大收縮幅度為（1.93±0.51）mN。Tau對 KCl致大鼠氣管環(huán)持續(xù)收縮有濃度依賴性舒張作用，最大舒張率分別為（50.22±18.30）%，與對照組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 鉀通道阻滯劑對牛磺酸舒張氣管環(huán)作用的影響

牛磺酸對KCl誘發(fā)收縮的大鼠氣管平滑肌的舒張作用可被K+通道阻滯劑TEA（10 mmol/L）、Gli（10 μmol/L）顯著阻斷（P < 0.05，P< 0.01， 圖2）；而BaCl2（1 mmol/L）和4-AP （1 mmol/L）則對此無顯著抑制作用（P ＞ 0.05）。

2.3 L-NAME、 Indomethacin和Pino對牛磺酸舒張氣管環(huán)的影響

在KCl預(yù)收縮的氣管環(huán)上，一氧化氮合酶（eNOS）抑制劑L-NAME（1 mmol/L）和環(huán)氧酶抑制劑Indo（10 μmol/L）和β受體阻滯劑Pino（10 μmol/L）對牛磺酸舒張氣管的作用與對照組相比無明顯影響（P ＞ 0.05）。見表3、圖3。

3 討論

本實(shí)驗(yàn)采用離體大鼠氣管環(huán)，排除神經(jīng)體液因素影響，可直接觀察藥物對氣管平滑肌的作用。一般情況下，氣管平滑肌處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，僅保持輕微的靜息張力，此源于氣管平滑機(jī)上分布的神經(jīng)所釋放的乙酰膽堿所致。當(dāng)細(xì)胞外的生物信號與細(xì)胞膜表面偶聯(lián)的各自特異性受體相結(jié)合時，啟動特定的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路完成信息傳遞，引起平滑肌的收縮或舒張。離體氣管平滑肌實(shí)驗(yàn)中常用高鉀作為激動劑誘發(fā)氣管平滑肌收縮。高鉀引起氣管平滑肌收縮主要是使細(xì)胞膜去極化誘發(fā)其上的電壓依賴性鈣通道（VOCC）開放，致外鈣內(nèi)流。實(shí)驗(yàn)結(jié)果示，牛磺酸對高鉀誘發(fā)的大鼠離體氣管平滑肌收縮有明顯的舒張作用，并且呈濃度依賴性。

影響氣管平滑肌張力的因素主要有神經(jīng)反射、信號傳遞通路、氣管平滑肌上的受體狀態(tài)[3]及鉀通道的開放狀態(tài)[4]等。鉀通道在平滑肌細(xì)胞的膜電位、興奮性和張力的調(diào)節(jié)中起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)氣管平滑肌表面存在多種鉀通道，目前已知至少存在電壓依賴性延遲整流鉀通道（KV）、鈣激活鉀通道（KCa）、ATP敏感性鉀通道（KATP）[5]。KV通道主要影響大鼠支氣管平滑肌靜息張力，這已在人食道平滑肌和雪貂氣管平滑肌中得到證實(shí)[6]。KCa通道在氣管平滑肌分布較密集，在大小氣道均能檢測到，是最占優(yōu)勢的K+通道[7]，對氣管平滑肌的舒張起很大作用。KATP通道廣泛存在多種組織細(xì)胞，有細(xì)胞膜KATP和線粒體KATP兩種，氣管平滑肌上的KATP通道在調(diào)節(jié)其張力上起到較為重要的作用[5]，已有許多證據(jù)表明KATP通道參與調(diào)節(jié)氣管平滑肌的舒張[4]。KIR通道，內(nèi)向整流性鉀離子通道，是一類在多種組織中廣泛分布的鉀離子通道。特點(diǎn)是它們的內(nèi)向整流特性，即鉀離子內(nèi)流較外流容易得多。這一特點(diǎn)使其在維持細(xì)胞正常興奮性、保持血鉀平衡等方面起發(fā)揮重要的生理作用。TEA、Gli、4-AP、BaCl2分別為KCa、KATP、KV、KIR通道選擇性抑制劑。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在KCl預(yù)收縮的氣管環(huán)上，針對牛磺酸對其的舒張作用，TEA和Gli有顯著抑制作用；而4-AP和BaCl2對舒張作用無顯著性影響，提示其舒張氣管平滑肌的作用可能與激活KCa和KATP有關(guān)。

本實(shí)驗(yàn)用一氧化氮合成酶的抑制劑L-NAME，環(huán)氧酶抑制劑吲哚美辛，β受體抑制劑普萘洛爾，作為工具藥觀察其對牛磺酸舒張氣管平滑肌的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明各濃度的牛磺酸在有或無L-NAME、Indo、Pino情況下對KCl預(yù)收縮的氣管環(huán)張力的影響無顯著差異，說明牛磺酸對氣管平滑肌的舒張作用與一氧化氮、前列環(huán)素和β受體無關(guān)。是否牛磺酸舒張氣管平滑肌還有其他機(jī)制參與，尚需進(jìn)一步研究。

[參考文獻(xiàn)]

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（收稿日期：2011-12-27）