• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제3권4호
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• pp.415-425
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• 1999

$[K^+]_o$ can be increased under a variety of conditions including subarachnoid hemorrhage. The increase of $[K^+]_o$ in the range of $5{\sim}15$ mM may affect tensions of blood vessels and cause relaxation of agonist-induced precontracted vascular smooth muscle $(K^+-induced$ relaxation). In this study, effect of the increase in extracellular $K^+$ concentration on the agonist-induced contractions of various arteries including resistant arteries of rabbit was examined, using home-made Mulvany-type myograph. Extracellular $K^+$ was increased in three different ways; from initial 1 to 3 mM, from initial 3 to 6 mM, or from initial 6 to 12 mM. In superior mesenteric arteries, the relaxation induced by extracellular $K^+$ elevation from initial 6 to 12 mM was the most prominent among the relaxations induced by the elevations in three different ways. In cerebral arteries, the most prominent relaxation was produced by the elevation of extracellular $K^+$ from initial 1 to 3 mM and a slight relaxation was provoked by the elevation from initial 6 to 12 mM. In superior mesenteric arteries, $K^+-induced$ relaxation by the elevation from initial 6 to 12 mM was blocked by $Ba^{2+}\;(30\;{\mu}M)$ and the relaxation by the elevation from 1 to 3 mM or from 3 to 6 mM was not blocked by $Ba^{2+}.$ In cerebral arteries, however, $K^+-induced$ relaxation by the elevation from initial 3 to 6 mM was blocked by $Ba^{2+},$ whereas the relaxation by the elevation from 1 to 3 mM was not blocked by $Ba^{2+}.$ Ouabain inhibited all of the relaxations induced by the extracellular $K^+$ elevations in three different ways. In cerebral arteries, when extracellular $K^+$ was increased to 14 mM with 2 or 3 mM increments, almost complete relaxation was induced at 1 or 3 mM of initial $K^+$ concentration and slight relaxation occurred at 6 mM. TEA did not inhibit $Ba^{2+}-sensitive$ relaxation at all and NMMA or endothelial removal did not inhibit $K^+-induced$ relaxation. Most conduit arteries such as aorta, carotid artery, and renal artery were not relaxed by the elevation of extracellular $K^+.$ Among conduit arteries, trunk of superior mesenteric artery and basilar artery were relaxed by the elevations of $[K^+]_o.$ These data suggest that $K^+-induced$ relaxation has two independent components, $Ba^{2+}-sensitive$ and $Ba^{2+}-insensitive$ one and there are different mechanisms for $K^+-induced$ relaxation in various arteries.

• Journal of Chest Surgery
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• 제37권3호
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• pp.210-219
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• 2004

외부 자극에 의하여 세포 내 $Ca^2$$^{+}$이 증가하면 세포 내 $K^{+}$이 유출되어 세포 외 $K^{+}$ 농도는 수 mM 범위에서 증가할 수 있다. 이러한 세포 외 $K^{+}$의 증가가 혈관 수축성에 미치는 영향을 규명하고자, 세포 외 $K^{+}$가 혈관평활근 수축성, 내피세포 의존성 이완과 혈관내피세포 $Ca^2$$^{+}$ 농도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 토끼에서 분리한 경동맥, 상장간막동맥 분지, 기저동맥과 쥐의 대동맥에서 등장성 수축을 기록하였으며 배양한 쥐의 대동맥 혈관내피세포와 인간 제대정맥 내피세포에서 세포 내 $Ca^2$$^{+}$ 변화를 측정하였다. 세포 외 $K^{+}$ 농도를 6에서 12 mM로 증가하는 경우 도관동맥인 토끼 경동맥은 수축성에 변화가 없는 반면 저항혈관인 기저동맥과 상장간막동맥분지는 이완하였다. 이러한 $K^{+}$ 유발 이완은 혈관 종류에 따라 차이가 있었는데 기저동맥에서는 세포 외 $K^{+}$ 농도를 6에서 12 mM로 증가하였을 때보다 세포 외 $K^{+}$ 농도를 1에서 3 mM로 증가하였을 때 더 크게 이완하였으며 상장간막동맥의 분지에서는 반대로 세포 외 $K^{+}$ 농도를 6에서 12 mM로 증가하였을 때 더 크게 이완하였다. 그리고 세포 외 $K^{+}$ 농도를 6에서 12 mM로 증가하였을 때의 이완은 $Ba^2$$^{+}$에 의하여 억제되는 반면 1에서 3 mM로 증가에 의한 이완은 억제되지 않았다. 쥐 대동맥에서도 토끼 경동맥과 동일한 효과가 관찰되었는데 세포 외 $K^{+}$ 농도를 6 mM에서 12 mM로 변화시켜도 norepinephrine혹은 prostaglandin $F_2$$_{\alpha}$에 의한 수축력은 유의한 변화가 없었다. 또한 세포 외 $K^{+}$ 농도를 점차 증가시키는 경우 12 mM 이상 증가가 되면 혈관평활근이 수축하기 시작하였지만 12 mM 이하의 증가에 의해서는 혈관평활근의 수축력은 증가하지 않았다. 한편 쥐 대동맥에서 acetylcholine에 의하여 유발된 내피세포 의존성 이완은 세포 외 $K^{+}$ 농도를 정상 6 mM에서 12 mM로 증가시키면 억제되었다. 한편 배양한 쥐 대동맥 내피세포에서는 acetylcholine 혹은 ATP에 의하여 세포 내 $Ca^2$$^{+}$이 증가하였다. 증가한 세포 내 $Ca^2$$^{+}$은 세포 외 $K^{+}$농도를 6 mM에서 12 mM로 증가시키면 가역적 및 농도 의존적으로 감소하였다. 세포 외 $K^{+}$ 증가에 의한 세포 내 $Ca^2$$^{+}$ 억제 효과는 인간 제대정맥 내피세포에서도 관찰되었다. 그리고 세포 외 $K^{+}$ 증가에 의한 내피세포 의존성 이완의 억제효과는 $Na^{+}$- $K^{+}$ pump 억제제인 ouabain과 $Na^{+}$-C $a^2$$^{+}$exchanger 억제제인 N $i^2$$^{+}$에 의하여 억제되었다. 이러한 실험 결과로 미루어 세포 외 $K^+$의 증가는 저항혈관 평활근을 이완시키는데 그 기전은 혈관 종류에 따라 차이가 있었다. 그리고 세포 외 $K^{+}$의 증가는 혈관내피세포 $Ca^2$$^{+}$을 감소시켜 내피세포 의존성 이완을 억제하는데 이는 $Na^2$$^{+}$- $K^2$$^{+}$pump를 활성화시켜 일어나는 것으로 생각된다.