Role of Endothelium-derived Relaxing Factor in Cerebral Autoregulation in vivo

뇌혈류 자가조절에 대한 Endothelium-derived Relaxing Factor의 역할

In anesthetized rats, we examined the possibility that endothelium-derived relaxing factor (EDRF) or nitric oxide (NO) released in response to cholinergic mechanism may contribute to the reflex autoregulation of cerebral blood flow. Suffusion with mock cerebrospinal fluid (CSF), containing acetylcholine (ACh, $10^{-9}{\sim}10^{-6}M$) evoked concentration-dependent vasodilatation of the resting pial artery (mean, $19.3{\pm}1.7{\mu}m$, n=36), which was significantly inhibited not only by $N{\omega}$-nitro-L-arginine (L-NNA, $10^{-5}M$) but also by methylene blue ($10^{-6}M$) and oxyhemoglobin ($10^{-6}M$). The muscarinic receptors in the endothelium of pial artery implicated in the release of EDRF were considered to be $M_1\;and\;M_3$ subtypes. When suffused with mock CSF containing L-arginine it caused a transient vasodilatation, which was strongly inhibited by LY 83583 ($10^{-5}M$), but not by L-NNA ($10^{-5}M$). Additionally, both ACh- and L-arginine-induced vasodilation were significantly inhibited by glibenclamide, a specific ATP-sensitive $K^+$ channel blocker. On the other hand, changes in pial arterial diameter were plotted as a function of changes in systemic arterial blood pressure. The slopes of regression lines for vasodilation and vasoconstriction were not affected by pretreatment with $10^{-5}M$ L-NNA, but significantly reduced by $3{\times}10^{-6}M$ glibenclamide. Thus it is suggested that the reflex vasodilation of rat pial arteries in response to a transient hypotension is not mediated by EDRF (NO).

본 연구에서는 콜린성 기전에 반응하여 분비되는 내피 의존성 이완물질(endothelium-derived relaxing factor, EDRF)나 nitric oxide(NO)가 마취 흰쥐의 뇌혈류 자가조절기전에 관여할 가능성을 관찰하였다. Acetylcholine($10^{-9}-10^{-6}M$)을 포함한 mock 뇌척수액(CSF)을 관류시 뇌연막 동맥은 농도에 의존하여 이완반응 나타내었고(평균; $19.3{\pm}1.7{\mu}m$, n=36), 이러한 이완반응은 $N{\omega}$-nitro-L-arginine(L-NNA, $10^{-5}M$)에 의해서 억제되었을 뿐 아니라 methylene blue($10^{-6}M$)나 oxyhemoglobin($10^{-6}M$)에 의하여도 억제되었다. 한편 이러한 acethlcholine에 의한 뇌연막동맥의 이완반응을 매게하는 무스카린 수용체는 무스카린 수용체 길항제의 봉쇄효과를 관찰한 실험에서 $M_1$과 $M_3$ 아형으로 생각되었다. L-Arginine을 함유한 mock CSF로 관류시 일어나는 일시적인 혈관이완반응은 NY 83583 ($10^{-5}M$)에 강력히 억제되었으나 L-NNA ($10^{-5}M$)에 의해서는 억제되지 아니하였다. 한편 acetylcholine과 L-arginine에 의한 혈관이완반응은 ATP-sensitive $K^+$ 통로 봉쇄제인 glibenclamide에 의해 유의하게 봉쇄되었다. 나아가 뇌연막동맥의 직경 변화를 동맥압의 변화에 대하여 검정한 결과 혈관이완과 혈관수축의 희귀 직선의 경사도는 $10^{-5}M$ L-NNA의 전처치에 의하여 영향을 받지 아니하였으나, $3{\times}10^{-6}M$ glibenclamide에 의해 유의하게 감소되었다. 이러한 결과로 보아 혈압하강에 대해 쥐의 뇌연막동맥에 나타나는 혈관이완반응은 EDRF(NO)에 의해 매개되지 않는다고 사료된다.