• Natural Product Sciences
• /
• 제18권1호
• /
• pp.26-31
• /
• 2012

Actinidia arguta (Actinidiaceae) has been reported to have several pharmacological effects such as anti-inflammatory, anti-allergic, and anti-oxidant activities. The present study investigated the protective activity of an ethanol extract from the leaf and stem of A. arguta against glutamate-induced neurotoxicity using cultured rat cortical neurons. Exposure of cultured cortical neurons to $500{\mu}M$ glutamate for 12 h triggered neuronal cell death. A. arguta inhibited glutamate-induced neuronal death and apoptosis, which were measured by a 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide (MTT) assay and Hoechst 33342 staining, respectively. The increase of pro-apoptotic proteins, Bax and c-caspase-3, in glutamate-treated neurons was significantly inhibited by treatment with A. arguta. A. arguta also inhibited $500{\mu}M$ glutamate-induced elevation of intracellular calcium concentration ($[Ca^{2+}]_i$) and reactive oxygen species (ROS) generation, which were measured by fluorescent dyes, Fluo-4 AM and $H_2DCF$-DA, respectively. These results suggest that A. arguta may prevent glutamate-induced apoptotic neuronal death by inhibiting $[Ca^{2+}]_i$ elevation and ROS generation and, therefore, may have a therapeutic role for the prevention of neurodegeneration in cerebral ischemic diseases.

• Archives of Pharmacal Research
• /
• 제24권2호
• /
• pp.164-170
• /
• 2001

Glutamate receptors-mediated excitoxicity is believed to play a role in the pathophysiology of neurodegenerative diseases. The present study was performed to evaluate the inhibitory effect of fanschinoline, a bis-benzylisoquinoline alkaloid, which has a characteristic as a $Ca^{2+}$channel blockers on excitatory amino acids (EAAS)-induced neurotoxicity in cultured rat cerebellar granule neuron. Fangchinoline (1 and 5$\mu\textrm{m}$) inhibited glutamate (1 ${m}M$), N-methyl-D-aspartate (NMDA; 1 ${m}M$) and kainate (100$\mu\textrm{m}$)-induced neuronal cell death which was measured by trypan blue exclusion test. Fangchinoline (1 and 5$\mu\textrm{m}$) inhibited glutamate release into medium induced by NMDA (1 ${m}M$) and kainate (100$\mu\textrm{m}$), which was measured by HPLC. And fangchinoline (5$\mu\textrm{m}$) inhibited glutamate (1 ${m}M$)-induced elevation of intracellular calcium concentration. These results suggest that inhibition of $Ca^{2+}$influx by fangchinoline may contribute to the beneficial effects on neurodegenerative effect of glutamate in pathophysiological conditions.

• Archives of Pharmacal Research
• /
• 제26권1호
• /
• pp.64-69
• /
• 2003

To analyze vasopressin-induced $Ca^{2+}$ increase in liver cells, rat hepatocytes were isolated and attached to collagen-coated cover slips. Using fura-2, a $Ca^{2+}$-sensing dye, changes in intracellular $Ca^{2+}$ concentration by vasopressin were monitored. Results in this communication suggested that vasopressin-induced $Ca^{2+}$ increase were composed of both $Ca^{2+}$ release from internal $Ca^{2+}$ stores and influx from the plasma membrane. The $Ca^{2+}$ influx consisted of two distinguishable components. One was dependent on the presence of vasopressin and the other was not. SK＆F96365 blocked vasopressin-induced $Ca^{2+}$ influx in a dose-dependent manner. Vasopressin-induced $Ca^{2+}$ release from internal stores diminished in a primary culture of hepatocytes according to the culture time. However, changes in vasopressin-induced $Ca^{2+}$ influx across the plasma membrane differed from changes in the $Ca^{2+}$ release from internal stores, suggesting two separate signalings from receptor activation to internal stores and to the plasma membrane.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
• /
• 제8권1호
• /
• pp.33-41
• /
• 2004

We developed a cardiac cell model to explain the phenomenon of mechano-electric feedback (MEF), based on the experimental data with rat atrial myocytes. It incorporated the activity of ion channels, pumps, exchangers, and changes of intracellular ion concentration. Changes in membrane excitability and $Ca^{2+}$ transients could then be calculated. In the model, the major ion channels responsible for the stretch-induced changes in electrical activity were the stretch-activated channels (SACs). The relationship between the extent of stretch and activation of SACs was formulated based on the experimental findings. Then, the effects of mechanical stretch on the electrical activity were reproduced. The shape of the action potential (AP) was significantly changed by stretch in the model simulation. The duration was decreased at initial fast phase of repolarization (AP duration at 20% repolarization level from 3.7 to 2.5 ms) and increased at late slow phase of repolarization (AP duration at 90% repolarization level from 62 to 178 ms). The resting potential was depolarized from -75 to -61 mV. This mathematical model of SACs may quantitatively predict changes in cardiomyocytes by mechanical stretch.

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제43권4호
• /
• pp.345-355
• /
• 2010

산성화를 초래하는 Hypoxia 등 여러 가지 조건에서 변화하는 세포외 pH 변화는 궁극적으로 세포내 pH 변화를 유발하며 세포 내외 pH 변화는 혈관평활근 수축성 변화를 유발한다. 이러한 세포 내외 pH 변화에 의한 혈관 수축성 변화 기전을 규명하고자, pH 변화가 혈관수축인자들에 의한 혈관평활근 수축, 혈관평활근세포내 $Ca^{2+}$ 농도, 그리고 혈관평활근의 $Ca^{2+}$에 대한 민감도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 쥐에서 분리한 상장간막동맥과 그 분지에서 등장성 수축을 기록하였으며 배양한 상장간막동맥 세포에서 세포내 $Ca^{2+}$ 변화를 측정하였다. 세포외 pH는 정상인 7.4에서 6.4, 6.9 혹은 7.8로 변화시켰으며, 세포내 pH 변화는 propionic acid나 $NH_4$를 투여하거나 ${\beta}$-escin으로 세포막의 투과성을 증가시켜 세포외 용액의 pH 변화로 유발시켰다. 결과: 세포외 pH를 7.4에서 6.9, 6.4로 감소시키면 노에피네프린과 세로토닌에 의한 용량-반응 곡선이 우측 이동하였으며 최대 수축력의 50% 수축력을 유발하는 농도(half maximal effective concentration)가 증가하였고, pH를 7.8로 증가시키면 그 반대 현상이 일어났다. 노에피네프린은 배양한 혈관평활근세포에서 세포내 $Ca^{2+}$ 농도를 증가시켰으며, 이 세포내 $Ca^{2+}$ 증가는 세포외 pH 감소에 의하여 억제되었으며 세포외 pH 증가에 의하여 증가하였다. 노에피네프린에 의한 수축은 세포내 pH를 감소시키는 $NH_4$에 의하여 억제된 반면, 안정 장력은 $NH_4$과 propionic acid에 의하여 증가하였다. ${\beta}$-escin으로 세포막의 투과도를 증가시킨 후 세포외 용액의 $Ca^{2+}$ 농도를 증가시켜 수축을 유발시킨 후 세포외 용액의 pH를 변화시키면 pH 감소에 의하여 수축력이 감소하였으며 증가에 의하여 수축력이 증가하였다. 결론: 세포외 pH의 감소는 혈관평활근의 수축성을 감소시키는데 이는 세포외 pH 감소에 의한 혈관평활근의 혈관수축물질에 대한 반응성 감소, 혈관평활근 세포내 $Ca^{2+}$ 유입 억제 그리고 $Ca^{2+}$에 대한 혈관평활근의 민감성 감소에 의하여 일어난 것으로 추정할 수 있었다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
• /
• 제5권1호
• /
• pp.53-57
• /
• 2001

정자의 수정능력획득과 첨체반응은 Ca$^{2+}$에 의존적으로 일어나며, 수정능력획득 과정에서는 원형질막으로부터 cholesterol이 방출되어 첨체반응이 일어나기 쉬운 상태로 전환된다. 최근 세포막으로부터 cholesterol 방출을 촉진하는 methyl beta cyclodextrin (MBCD)이 첨체반응을 유발함이 알려졌으나 정자 주변의 Ca$^{2+}$ 농도와 관계없이 cholesterol 방출만으로 첨체반응이 유발되는지의 여부는 확인되지 않았다. 본 연구에서는 생쥐 정자에서 MBCD에 의한 첨체반응의 Ca$^{2+}$ 의존성을 조사하였다. 첨가된 Ca$^{2+}$이 없는 경우에도 MBCD는 농도 의존적으로 첨체반응을 증가시켰다. 저농도 (100 ${\mu}$M)의 Ca$^{2+}$의 존재시 MBCD에 의한 첨체반응이 유의하게 증가하였다. Ca$^{2+}$을 첨가하지 않은 배양액에 100 ${\mu}$M의 EGTA를 첨가한 경우 자발적 첨체반응을 유의하게 억제되었다. 같은 조건하에서 1 mM MBCD는 첨체반응을 유의하게 증가시켰으나 EGTA 비처리군보다 유의하게 낮아 MBCD에 의해 유발되는 첨체반응에 정자내부의 Ca$^{2+}$이 관여하는 것으로 사료된다. 이상의 결과에서 외부의 Ca$^{2+}$이 존재하지 않더라도 MBCD를 이용하여 첨체반응을 유발할 수 있으며 정자 내부의 Ca$^{2+}$이 원형질막 cholesterol의 방출에 따른 첨체반응 조절에 관여함을 알 수 있다.

• 대한약리학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.101-109
• /
• 1994

Tetrahydroisoquinoline유도체인 GS 283의 약리학적 특성을 흰쥐 흉부대동맥, 기니픽 결장띠 및 토끼 장간막 동맥 및 흰쥐 뇌를 사용하여 조사하였다. 혈관 평활근에서 GS283은 고 $K^+$에 의한 수축을 농도 의존적으로 억제하여 $Ca^{2+}$ 길항작용을 보였다. 또한 ${alpha}_1$- 수용체 자극에 의한 수축도 억제하였다. GS 283의 혈관이완 작용은 propranolol영향을 받지 않으므로 ${\beta}$-수용체 자극작용에 의한 것이 아니었다. 세포내 칼슘이온과 근장력 변화를 동시에 측정하였을 때 GS 283의 억제효과는 조직내 형광의 증가를 수반했다. 이 증가는 fura 2형광에 의한것이 아니라 내인성 pyridine nucleotide에 의한 것이며 이는 GS 283이 미토콘드리아 기능을 억제하는 효과가 있음을 시사했다. 흰쥐 뇌의 cAMP와 cGMP 의존성 phosphodiesterase에 대한 GS 283의 $K_i$,값은 2.5와 6.7mM이었다. 이상의 결과에서 GS 283의 약리 작용은 $Ca^{2+}$ 길항작용, ${\alpha}_1$- 수용체억제 작용 및 cyclic nucleotide 의존성 phosphodiesterase 억제 등 다양한 작용이 있으며 평활근 수축 억제에 대한 GS283 작용에는 $Ca^{2+}$ 길항이 가장 중요한 요인이 될 것으로 생각된다.

• International Journal of Oral Biology
• /
• 제39권4호
• /
• pp.229-236
• /
• 2014

Reactive oxygen species (ROS) and nitrogen species (RNS) are implicated in cellular signaling processes and as a cause of oxidative stress. Recent studies indicate that ROS and RNS are important signaling molecules involved in nociceptive transmission. Xanthine oxidase (XO) system is a well-known system for superoxide anions ($O{_2}^{{\cdot}_-}$) generation, and sodium nitroprusside (SNP) is a representative nitric oxide (NO) donor. Patch clamp recording in spinal slices was used to investigate the role of $O{_2}^{{\cdot}_-}$ and NO on substantia gelatinosa (SG) neuronal excitability. Application of xanthine and xanthine oxidase (X/XO) compound induced membrane depolarization. Low concentration SNP ($10{\mu}M$) induced depolarization of the membrane, whereas high concentration SNP (1 mM) evoked membrane hyperpolarization. These responses were significantly decreased by pretreatment with phenyl N-tert-butylnitrone (PBN; nonspecific ROS and RNS scavenger). Addition of thapsigargin to an external calcium free solution for blocking synaptic transmission, led to significantly decreased X/XO-induced responses. Additionally, X/XO and SNP-induced responses were unchanged in the presence of intracellular applied PBN, indicative of the involvement of presynaptic action. Inclusion of GDP-${\beta}$-S or suramin (G protein inhibitors) in the patch pipette decreased SNP-induced responses, whereas it failed to decrease X/XO-induced responses. Pretreatment with n-ethylmaleimide (NEM; thiol-alkylating agent) decreased the effects of SNP, suggesting that these responses were mediated by direct oxidation of channel protein, whereas X/XO-induced responses were unchanged. These data suggested that ROS and RNS play distinct roles in the regulation of the membrane excitability of SG neurons related to the pain transmission.

• The Korean Journal of Physiology
• /
• 제25권1호
• /
• pp.17-26
• /
• 1991

Single smooth muscle cells of the rabbit pulmonary artery were isolated by treatment with collagenase and elastase. Using the patch clamp technique, potassium channel activity was recorded from the inside-out membrane patch. The channel had a sin히e channel conductance of about 360 pS in symmetrical concentration of K on both sides of the patch, 150 mM, and had a linear current-voltage relationship. During the application of 10 mM tetraethylammonium (TEA) to the intracellular membrane surface, the amplitude of single channel current was reduced and very rapid flickering appeared. The open probability $(P_0)$ of this channel was increased by increasing positivity of the potential across the patch membrane, with e-fold increase by 20 mV depolarization, and by increasing the internal $Ca^{2+}$ concentration. These findings are consistent with those of large conductance Ca-activated K channels reported in other tissues. But the shortening of the mean open time by increasing $[Ca^{2+}]_i$, was an unexpected result and one additional closed state which might be arisen from a block of the open channel by Ca binding was suggested. The $P_0-membrane$ potential relationship was modulated by internal pH. Decreasing pH reduced $P_0$. Increasing pH not only increased $P_0$ but also weakened the voltage dependency of the channel opening. The modulation of Ca-activated K channel by pH was thought to be related to the mechanism of regulation of vascular tone by the pH change.

• 한국수정란이식학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.79-89
• /
• 2001

배분화과정시 나타나는 $Ca^{2+}$ 변화에 미치는 $E_2$의 영향을 알아보고자 whole cell voltage clamp 기법, 방사선 등위원소 면역측정법, 그리고 공초점 현미경을 통하여 $E_2$처리 후 나타나는 $Ca^{2+}$ 전류 변화 및 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 변화를 조사하였다. 생쥐의 미성숙 난자는 난소의 난포를 천자하고, 배란난자는 과배란 처리 후 난관에서 회수하였다. 수정란은 과배란 처리 후 수컷 생쥐와 교미를 유도한 후 각각의 단계에 맞는 수정란을 채란하였다. 혈중 $E_2$의 농도는 심장을 천자하여 혈액을 채취한 후 배발달 단계와 호르몬 처리 시간이 일치하는 혈액만을 사용하였다. 본 실험의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. $E_2$처리시 미성숙난자의 제 1극체 형성률 (성숙의 지표)은 $E_2$를 처리하지 않은 난자(83% : 83/100)보다 $E_2$를 처리한 난자 (94%, 94/100)에서 유의적 (P<0.05)으로 높게 나타났다. 2. $E_2$를 처리하였을 때 $Ca^{2+}$ 내향전류의 변화는 -10 mV에서 -1.23$\pm$0.01 nA (n=15)에서 -1.50$\pm$0.03 nA (n=15)로 122% 상승함으로써 유의한 (P<0.05) 변화를 보였다. 3. $E_2$를 처리하지 않은 난자 및 수정란을 1로 한 후 $E_2$를 처리한 난자 및 수정란의 변화를 상대적인 값으로 표시하였다. $E_2$처리한 난자는 1.22$\pm$0.17 (n=10), $E_2$처리한 전핵배는 1.20$\pm$0.14 (n=10), $E_2$처리한 2세포기배는 1.07$\pm$0.01 (n=10), 4세포기배는 1.05$\pm$0.09 (n=10)를 나타냄으로써 수정란의 단계마다 $E_2$의 반응 결과가 차이가 남을 알 수 있었다. 4. $E_2$농도 곡선에서 PMSG 처리 후 $E_2$의 혈중농도는 계속적인 상승을 보이다가 배란시기에 최고치를 나타내었으며, 배란 후 다시 감소하여 8세포기에서는 급격한 감소현상이 나타났다. 이후 다시 상실기를 거쳐 배반포기 임신기간동안 $E_2$의 농도가 상승하였다. 5. $E_2$처리 후 세포내 $Ca^{2+}$ 농도변화의 결과로, $E_2$를 처리하지 않은 난자들의 세포내 $Ca^{2+}$ 농도는 836.4$\pm$131.2 (n=10), $E_2$를 처리한 난자들은 1736.4$\pm$192.0 (n=10)로써 유의한 (P<0.05) 차이를 보였다. 이상의 결과로부터 $E_2$처리에 의한 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 상승은 $E_2$가 $Ca^{2+}$ 통로를 자극함으로써 세포바깥의 $Ca^{2+}$이 세포안으로 이동하여 나타나는 변화로 생각된다.