• 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.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제41권3호
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• pp.231-238
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• 1994

연구배경: 저산소증에 의한 폐동맥수축의 기전은 저산소증 자체가 폐혈관 평활근에 직접 작용하여 수축을 유발한다는 것과, 저산소증에 의해 조직으로 부터 여러 매개물질이 유리되어 혈관평활근을 수축시킨다는 설이 제시되고 있지만 정확히 밝혀져있지 않다. 최근에는 저산소증이 EDRF의 생성을 억제하여 혈관수축을 유발시킨다고하여 관심이 되고 있다. 본 연구에서는 흰쥐 폐동맥에서 내피세포 의존형 혈관이완을 조사하고, 저산소증에 의한 폐동맥수축에 EDRF의 작용을 조사하였다. 방법 : 300~350g의 수컷 흰쥐(Sprague Dawley)의 폐동맥을 박리하여 길이가 2mm되는 폐동맥고리를 Krebs용액으로 채워져 있으며, 95% $O_2$/5% $CO_2$(산소상태)와 95% $N_2$/5% $CO_2$(저산소상태)가 각각 공급되는 magnus관에서 가는 stainless 갈고리로 고정한 다음 Gilson사의 polygraph에 부착된 isometric transducer(FT.03 Grass, Quincy, USA)에 의해 등장성 수축곡선을 그리도록 장치하였다. 결과: 1) 내피세포가 있는 폐동맥에서 PE($10^{-6}M$)에 의한 혈관수축은 Ach($10^{-9}-10^{-5}M$) 및 SN($10^{-9}-10^{-5}M$)의 농도에 비례해서 이완되어 거의 기초장력까지 이완되었으나, 내피세포를 제거한 폐동맥에서는 Ach($10^{-9}-10^{-5}M$)에 의한 혈관이완은 거의 상실되었다. 2) L-NMMA($10^{-4}M$)으로 전처치한 경우 Ach($10^{-9}-10^{-5}M$)에 의한 혈관이완은 전처치하지 않은 경우보다 의미있게 감소하였다. 3) L-arginine($10^{-4}M$)과 L-NMMA($10^{-4}M$)을 전처치 하였을 경우 Ach($10^{-9}-10^{-5}M$)에 의한 혈관이완은 L-NMMA에 의해 거의 영향을 받지 않았다. 4) PE($10^{-6}M$)에 의한 폐동맥 수축은 산소상태보다 저산소 상태에서 훨씬 강했으며, Ach($10^{-9}-10^{-5}M$)에 의한 혈관이완은 산소상태보다 저산소상태에서 의미있게 감소하였다. 5) L-arginine($10^{-4}M$)을 전처치 하였을 경우 저산소상태에서의 Ach($10^{-9}-10^{-5}M$)에 의한 혈관이완은 산소상태에서의 Ach 에 의한 혈관이완 정도로 회복되었다. 결론: 흰쥐 폐동맥에서 내피세포의존성 혈관이완은 NO가 관여하며, 저산소증에 의한 폐동맥 수축은 내피세포내의 EDRF 생성의 저하와 관련이 있을 것으로 사료된다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제9권1호
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• pp.13-22
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• 1975

From the study of movements of $Ca^{++}$ in frog cardiac muscle, Niedergerke (1963) postulated that $Ca^{++}$ necessary for the cardiac contraction is stored in a specific pool. Langer et al (1967) and DeCaro (1967) also found a close relationship between the change of $Ca^{++}$ flux kinetics and the change of contractile force. According to the studies of several investigators, Ca II (Bailey and Dressel 1968) or phase I and II (Langer 1965, Langer et al 1967, 1971) in the $Ca^{++}$ washout curve was associated with cardiac contractility. This investigation was aimed to elucidate the anatomical region of the contractile active $Ca^{++}$ pool. At the same time, it was assumed in this study that $Ca^{++}$ in the sarcoplasmic reticulumn represents one of the major intracellular $Ca^{++}$ pool and cardiac contractility was also dependent on the intracellular $Ca^{++}$ concentration. Consequently, this experiment was performed at different temperatures to activate to activate inhibit the deactivating process of activated $Ca^{++}$ in the intracellular space to see if changes in the contractility decay curve existed at different temperatures. The isolated hearts of rabbits and turtles (Amyda maackii) were attached to the perfusion apparatus according to the method employed by Bailey and Dressel (1968). The isolated hearts were initally perfused with a full Ringer solution containing 2 mg/ml of inulin for 1 hr, and then $Ca^{++}$ and inulin-free Ringer solution was perfused while the isometric tension was recorded and a serial sample of perfusion fluid dripping from the cardiac apex was collected for 10 sec throughout experimental period. The above procedure was performed at $23^{\circ}C$, $30^{\circ}C$ and $38^{\circ}C$ on the rabbit heart and $10{\sim}13^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $30^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$ on the turtle heart. After determination of $Ca^{++}$ and inulin concentration of the samples, the $Ca^{++}$, inulin washout curve and the contractile tensin decay curve were analysed according to the method of Riggs (1963). The results were summarized as follows; 1. In the rabbit heart, there are 2 inulin compartments, 3 $Ca^{++}$ compartments and sing1e exponential decay of contractile tension. In the turtle heart, there are $1{\sim}2$ inulin compartments, $1{\sim}2$ $Ca^{++}$ compartments and $1{\sim}2$ phases of contractile tension decay. The fact that the inulin space was divided into 3 compartments in the washout curve in these hearts indicates the presence of heterogeneity in cardiac perfusion, i.e., overfused and underperfused area. 2. Ca I a9d Ca II in these hearts were found to have $Ca^{++}$ in the ECF compartments because their half times in the washout curves were far smaller than those of the inulin washout curves in the rabbit heart and similar to those of the inulin washout curves in the turtle heart. Ca III in the rabbit heart may have originated from the intracellular $Ca^{++}$ store. But no Ca III in the turtle heart was found. This may be due to the fact that the iutracellular $Ca^{++}$ pool in the turtle heart was too small to detect using this experimental procedure since sarcoplasmic reticulumn in the turtle heart is poorly developed. 3. In the rabbit heart, there were no chages in the half time of Ca I, Ca II, inulin I and inulin II at different temperatures, but the half time of Ca III was significantly prolonged at lower temperatures, and the half time of the contractile tension decay tended to be prolonged at lower temperatures but this was not significant. In the turtle heart, there were no changes in the half time of Ca I, Ca II, inulin 1, inulin II and phase I of the contractile tension decay at different temperatures, but the half time of phase II of the contractile tension decay was significantly prolonged at lower temperatures. This finding indicates that intracellu!ar $Ca^{++}$ in these hearts was also responsible particulary for maintaining the cardiac contractility at the lower temperatures. 4. The half times of contractile tension decay were shorter than those of Ca II in the $Ca^{++}$ washout curves in both animal hearts. According to the above results it was shown that $Ca^{++}$ in ECF is primarily and $Ca^{++}$ in the intracellular space is partially associated with the cardic contractility.