Medycyna Wet. 2006, 62 (10) 1164
Praca oryginalna Original paper
Przep³yw krwi przez narz¹d rodny wini ulega znacznym zmianom w przebiegu cyklu jajnikowego i jest wypadkow¹ oddzia³ywania m.in. takich substan-cji aktywnych biologicznie, jak hormony steroidowe (13), klasyczne neuromediatory uk³adu autonomicz-nego (8, 11), tlenek azotu (1, 3) i neuropeptydy (19, 20). O ile rola hormonów, neuromediatorów i tlenku azotu w regulacji przep³ywu krwi przez macicê i jaj-nik by³a i jest intensywnie badana, to wp³yw neuro-peptydów, w tym peptydu zwi¹zanego z genem kalcy-toniny (CGRP), jest znacznie s³abiej udokumento-wany.
W latach osiemdziesi¹tych wykazano, ¿e CGRP powoduje rozkurcz naczyñ krwiononych (17), a obec-noæ w³ókien CGRP-immunoreaktywnych, zlokalizo-wanych g³ównie wokó³ naczyñ krwiononych, stwier-dzono w narz¹dzie rodnym wielu ssaków (15). Na-stêpnie dzia³anie CGRP prowadz¹ce do rozkurczu naczyñ opisano w têtnicy macicznej winki morskiej (12), cz³owieka (22), wini (9, 10, 19) i szczura (4) w warunkach in vitro oraz u owcy (24) in vivo. Wy-kazano równie¿, ¿e dzia³anie CGRP w naczyniach jest zale¿ne od jego struktury pierwszorzêdowej. Frag-menty N-koñcowe CGRP, takie jak CGRP(1-12) i CGRP(1-15), wywieraj¹ dzia³anie naczyniorozsze-rzaj¹ce, ale 100-1000-krotnie s³absze ni¿ substancja macierzysta (18). Z kolei C-koñcowy fragment CGRP(8-37) wywiera dzia³anie antagonistyczne w sto-sunku do CGRP (5, 7, 14). Ponadto w badaniach
im-munohistochemicznych wykazano, ¿e liczba w³ókien immunoreaktywnych zawieraj¹cych neuropeptydy zmienia siê wraz z wiekiem (16) oraz stanem fizjolo-gicznym (ci¹¿a lub jej brak) (21).
Celem badañ by³o okrelenie, w warunkach in vivo, wp³ywu CGRP na kurczliwoæ miêniówki g³adkiej têtnicy macicznej wiñ niedojrza³ych i dojrza³ych p³ciowo oraz interakcji pomiêdzy [Tyr0]CGRP(28-37)
i CGRP w têtnicy macicznej wiñ dojrza³ych p³ciowo. Materia³y i metody
Badania wykonano na winiach (rasy wielka bia³a pol-ska) niedojrza³ych p³ciowo (o masie cia³a 95-105 kg) oraz zwierzêtach w fazie lutealnej cyklu jajnikowego (o masie cia³a 115-120). Przed wykonaniem dowiadczenia zwierzêta premedykowano azaperonem (Stresnil; Janssen Animal Health BVBA; 2 mg/kg i.m.), ksylazyn¹ (Rometar; Biowet Pu³awy; 1,6 mg/kg i.m.), ketamin¹ (Bioketan; Biowet Go-rzów; 8 mg/kg i.m.) i wprowadzano w stan znieczulenia ogólnego z u¿yciem tiopentalu (Thiopental; Biochemie GmbH; 20-30 mg/kg i.v.). Po otwarciu jamy brzusznej pre-parowano odga³êzienie têtnicy macicznej (poni¿ej pierw-szego rozga³êzienia) i wprowadzano wenflon (Adsyte 20ga 1¼ in; Becton Dickinson), który nastêpnie ³¹czono za po-moc¹ kaniuli poliwinylowej z transducerem cinieniowym (P23XL, Hugo Sachs Elektronik) i pomp¹ strzykawkow¹ (Syringe pump Sep 21s; Ascor). W celu rejestracji zmian cinienia krwi poprzez transducer infundowano p³yn fizjo-logiczny (Natrium Cloratum 0,9%-inj., Polfa Kutno) z tak¹
Wp³yw peptydu zwi¹zanego z genem kalcytoniny
(CGRP) na przep³yw krwi w têtnicy macicznej wini
JERZY JAROSZEWSKI, W£ODZIMIERZ MARKIEWICZ, BEATA BARSZCZEWSKA, TOMASZ MALANKA, MA£GORZATA CHROSTOWSKA, JOANNA JANIUK
Zespó³ Farmakologii Katedry Patologii i Farmakologii Wydzia³u Medycyny Weterynaryjnej UWM, ul. Oczapowskiego 13, 10-718 Olsztyn
Jaroszewski J., Markiewicz W., Barszczewska B., Malanka T., Chrostowska M., Janiuk J. Influence of calcitonin gene-related peptide (CGRP) and its C-terminal fragment [Tyr0]CGRP(28-37)
on blood flow in the porcine uterine artery
Summary
The aim of the study was to determine the effect of calcitonin gene-related peptide (CGRP) on blood flow in the uterine artery of immature and mature pigs, as well as the interaction between CGRP and its C-terminal fragment [Tyr0]CGRP(28-37) in the uterine artery of mature animals in vivo. It was indicated that CGRP
relaxes the uterine artery to a similar degree in both immature and mature pigs. [Tyr0]CGRP(28-37)
adminis-tered as an intra-arterial bolus injection neither affected blood pressure nor antagonized the actions of CGRP. It was concluded that CGRP-induced relaxation of the porcine uterine artery occurs independently of steroid hormone concentrations and that [Tyr0]CGRP(28-37) does not affect CGRP activity.
Medycyna Wet. 2006, 62 (10) 1165 szybkoci¹ (130 ml/h), która uniemo¿liwia³a cofanie krwi
do kaniuli. Po ok. 10 min. pomiaru cinienia w trakcie infuzji p³ynu fizjologicznego rozpoczynano podawanie, w odstêpach ok. 5 min., wzrastaj¹cych dawek badanych substancji, które wprowadzano poprzez wenflon bezpored-nio do têtnicy macicznej w postaci bolusa. Do rejestracji graficznej, obrazuj¹cej zmiany cinienia krwi w naczyniach, stosowano rejestrator typu R-50 model 83 (Rikadenki). Przeprowadzono dwa dowiadczenia.
W dowiadczeniu I zwierzêtom niedojrza³ym p³ciowo (n = 5) i dojrza³ym p³ciowo (n = 5) podawano (w postaci bolusa) wzrastaj¹ce dawki (0,04, 0,4, 4,0 i 40 µg) CGRP (a-CGRP rat; Peninsula Laboratories GmbH) rozpuszczo-nego w 200 ml p³ynu fizjologiczrozpuszczo-nego.
W dowiadczeniu II zwierzêtom dojrza³ym p³ciowo (n = 5) podawano [Tyr0]CGRP(28-37) ([Tyr0]CGRP(28-37)
rat; Peninsula Laboratories GmbH) we wzrastaj¹cych daw-kach (0,07, 0,7, 7,0 i 70 µg), a nastêpnie CGRP w dawce 40 µg; wszystkie dawki badanych substancji by³y rozpusz-czone w 200 ml p³ynu fizjologicznego. Badania na zwie-rzêtach zosta³y zatwierdzone przez Lokaln¹ Komisjê Etycz-n¹ w Olsztynie opinia nr 15/N z dnia 10.05.2001.
Ró¿nice statystyczne pomiêdzy cinieniem krwi (war-toci rednie ± SEM dla n = 5) w têtnicy macicznej przed podaniem oraz po podaniu badanych substancji okrelono jednoczynnikow¹ analiz¹ wariancji ANOVA (GraphPad PRISM; Graphpad Software) stosuj¹c test wielokrotnych porównañ Newmana-Keulsa.
Wyniki i omówienie
Podanie do têtnicy macicznej CGRP w dawkach 0,04 µg, 0,4 µg i 4,0 µg nie powodowa³o istotnych zmian (p > 0,05; ryc. 1a i 2ab) w cinieniu krwi za-równo wiñ niedojrza³ych, jak i dojrza³ych p³ciowo. Istotny spadek cinienia krwi (p < 0,05), w porówna-niu do cinienia przed podaniem neuropeptydu, stwier-dzono w obu badanych grupach po podaniu CGRP w dawce 40 µg, przy czym obserwowane zmiany u wiñ niedojrza³ych p³ciowo nie ró¿ni³y siê od tych, które obserwowa-no u wiñ doj-rza³ych p³cio-wo (ryc. 2ab). U z y s k a n e wyniki po-t w i e r d z a j ¹ wczeniejsze badania in vitro, w któ-rych naczy- niorozszerza-j¹ce dzia³a-nie CGRP obserwowa-no w modelu dowiadczal-Ciœnienie krwi (mmHg) Ciœnienie krwi (mmHg) Ciœnienie krwi (mmHg)
Ryc. 1. Reprezentatywny diagram obrazuj¹cy cinienie krwi w têtnicy macicznej wini dojrza³ej p³ciowo po podaniu: (a) CGRP w dawce 0,04 µg, 0,4 µg, 4,0 µg i 40 µg, (b) [Tyr0]CGRP(28-37) w dawce 0,07 µg, 0,7 µg, 7,0 µg i 70 µg oraz c) wzrastaj¹cych dawek [Tyr0]CGRP(28-37) i CGRP w dawce 40 µg
Ryc. 2. Wp³yw wzrastaj¹cych dawek CGRP (0,04 µg, 0,4 µg, 4,0 µg i 40 µg) na cinienie krwi w têtnicy macicznej wiñ: (a) niedojrza³ych p³ciowo i (b) dojrza³ych p³ciowo oraz (c) wp³yw wzrastaj¹cych (0,07 µg, 0,7 µg, 7,0 µg i 70 µg) dawek [Tyr0]CGRP(28-37) i CGRP (40 µg) na cinienie krwi w têtnicy macicznej wiñ dojrza³ych p³ciowo. Wp³yw badanych substancji wyra¿ono jako % redniego cinienia krwi przed rozpoczêciem ich podawania i przyjêtego za 100%. Wartoci przedstawiaj¹ rednie ± SEM dla n = 5
Ciœnienie krwi (% skurczu) Ciœnienie krwi (% skurczu) Ciœnienie krwi (% skurczu)
Medycyna Wet. 2006, 62 (10) 1166
nym z u¿yciem skrawków têtnicy macicznej wini (9, 10), jak równie¿ w przypadku perfuzji wyizolowane-go naczynia (19). W prezentowanych badaniach nie stwierdzono ró¿nicy w dzia³aniu CGRP na têtnicê maciczn¹ wiñ niedojrza³ych i dojrza³ych p³ciowo, co sugeruje, ¿e hormony jajnikowe nie wp³ywaj¹ istotnie na dzia³anie tego neuropeptydu. Jakkolwiek dostêpne badania immunohistochemiczne wykazuj¹, ¿e w jaj-niku byd³a liczba w³ókien immunoreaktywnych zaraj¹cych neuropeptydy mo¿e siê zmieniaæ wraz z wie-kiem (16). Równie¿ w têtnicy macicznej winki mor-skiej stwierdzono ró¿nicê w liczbie w³ókien immuno-reaktywnych w ci¹¿y w porównaniu ze zwierzêtami cyklicznymi, co mog³oby wskazywaæ, i¿ steroidowe hormony jajnikowe, jako czynniki zmieniaj¹ce prze-p³yw krwi w narz¹dzie rodnym, mog¹ modulowaæ dzia-³anie neuropeptydów. W badaniach przeprowadzonych na szczurach we wczesnej ci¹¿y wykazano, ¿e zmiana odpowiedzi na naczyniorozszerzaj¹ce dzia³anie CGRP mo¿e byæ zale¿na od zmiany wra¿liwoci receptorów, a nie nasilonej syntezy i uwalniania CGRP (23).
Mechanizm naczyniorozszerzaj¹cego dzia³ania CGRP nie zosta³ w pe³ni wyjaniony, ale mo¿e byæ on zwi¹zany, miêdzy innymi, z uwalnianiem tlenku azo-tu (6), który jest kluczowym czynnikiem reguluj¹cym napiêcie naczyñ krwiononych (2). Ponadto wp³yw CGRP na naczynia krwionone jest zale¿ny od jego struktury pierwszorzêdowej (d³ugoci ³añcucha). Frag-menty N-koñcowe CGRP (CGRP(1-12) i CGRP(1-15) powoduj¹ rozkurcz naczyñ (18), a fragment C-koñco-wy (CGRP(8-37) C-koñco-wywiera dzia³anie antagonistyczne w stosunku do CGRP (5, 14). W niniejszych bada-niach wykazano, ¿e wszystkie stosowane dawki
[Tyr0]CGRP(28-37) nie wywo³ywa³y istotnych zmian
(p > 0,05) w cinieniu krwi w têtnicy macicznej wiñ dojrza³ych p³ciowo (ryc. 1b i 2c). We wczeniejszych badaniach w³asnych (9, 10) obserwowano skurcz izo-lowanej têtnicy macicznej po podaniu C-koñcowego fragmentu CGRP. Ró¿nica w uzyskanych wynikach mo¿e byæ konsekwencj¹ ró¿nic metodycznych. W wa-runkach in vivo koñcowy efekt dzia³ania badanej sub-stancji jest wypadkow¹ jej bezporedniego wp³ywu, jak równie¿ dzia³ania moduluj¹cego jednoczenie uwalnianych endogennych neuroprzekaników i czyn-ników endokrynnych, co nie ma miejsca w badaniach in vitro. W prezentowanej pracy wykazano równie¿, ¿e wczeniejsze podanie [Tyr0]CGRP(28-37) nie
zmie-nia³o istotnie (P > 0,05) naczyniorozkurczowego dzia-³ania CGRP (ryc. 1c i 2c), co mog³o byæ konsekwen-cj¹ braku istotnego wp³ywu C-koñcowego fragmentu na przep³yw krwi w têtnicy macicznej.
Podsumowuj¹c mo¿na stwierdziæ, ¿e CGRP powo-duje rozkurcz têtnicy macicznej wiñ dojrza³ych i nie-dojrza³ych p³ciowo. Z kolei C-koñcowy fragment,
[Tyr0]CGRP(28-37) pozostaje bez wp³ywu na
cinie-nie krwi, jak rówcinie-nie¿ cinie-nie zmienia naczyniorozszerza-j¹cego dzia³ania CGRP.
Pimiennictwo
1.Barszczewska B., Jaroszewski J. J.: The influence of nitric oxide on the contrac-tile activity of the isolated porcine ovarian and uterine arteries. Pol. J. Vet. Sci. 2004, 7, 83-90.
2.Barszczewska B., Jaroszewski J., Malanka T.: Rola tlenku azotu w uk³adzie kr¹¿enia regulacja przep³ywu krwi w narz¹dzie rodnym. Medycyna Wet. 2004, 60, 920-923.
3.Barszczewska B., Markiewicz W., Malanka T., Chrostowska M., Jaroszew-ski J. J.: Influence of nitric oxide on the blood flow in the porcine uterine artery; an in vivo study. Pol. J. Vet. Sci. 2005, 8, 195-200.
4.Chauhan M., Gangula P. R., Wimalawansa S. J., Yallampalli C.: Studies on the effects of the N-terminal domain antibodies of calcitonin receptor-like receptor and receptor activity-modifying protein 1 on calcitonin gene-related peptide--induced vasorelaxation in rat uterine artery. Biol. Reprod. 2004, 70, 1658-1663. 5.Chiba T., Yamaguchi A., Yamatani T., Nakamura A., Morishita T., Inui T., Fukase M., Noda T., Fujita T.: Calcitonin gene-related peptide receptor antago-nist human CGRP-(8-37). Am. J. Physiol. 1989, 256, E331-335.
6.De Hoon J. N., Pickkers P., Smits P., Struijker-Boudier H. A., Van Bortel L. M.: Calcitonin gene-related peptide: exploring its vasodilating mechanism of action in humans. Clin. Pharmacol. Ther. 2003, 73, 312-321.
7.Dennis T., Fournier A., Cadieux A., Pomerleau F., Jolicoeur F. B., St Pierre S., Quirion R.: hCGRP8-37, a calcitonin gene-related peptide antagonist revealing calcitonin gene-related peptide receptor heterogeneity in brain and periphery. J. Pharmacol. Exp. Ther. 1990, 254, 123-128.
8.Dynarowicz I., Dziêgielewski M.: Udzia³ uk³adu cholinergicznego w regulacji przep³ywu krwi przez narz¹d rodny wini w przebiegu cyklu rujowego. Pol. Arch. Wet. 1987, 27, 69-83.
9.Dynarowicz I., Jaroszewski J. J., Markiewicz W.: Interaction of the rat C-termi-nal fragment [Tyr0]CGRP(28-37) with noradrenaline and acetylcholine in isola-ted uterine artery of the pig. Pol. J. Vet. Sci. 1999, 2, 71-75.
10.Dynarowicz I., Jaroszewski J. J., Markiewicz W.: Pharmacological analysis of vasocontractile action of the rat C-terminal fragment [Tyr0] CGRP(28-37) in isolated uterine artery of the. Pol. J. Vet. Sci. 1999, 2, 77-80.
11.Dynarowicz I., Mortensen A., Watkowski T.: The role of adrenergic receptors in the regulation of blood flow in the reproductive organs of swine during the estrous cycle. Pol. Arch. Wet. 1988, 28, 115-127.
12.Fallgren B., Ekblad E., Edvinsson L.: Co-existence of neuropeptides and diffe-rential inhibition of vasodilator responses by neuropeptide Y in guinea pig uterine arteries. Neurosci. Lett. 1989, 100, 71-76.
13.Ford S. P., Stice S. L.: Effects of the ovary and conceptus on uterine blood flow in the pig. J. Reprod. Fertil. Suppl. 1985, 33, 83-90.
14.Gardiner S. M., Compton A. M., Kemp P. A., Bennett T., Bose C., Foulkes R., Hughes B.: Antagonistic effect of human alpha-CGRP [8-37] on the in vivo regional haemodynamic actions of human alpha-CGRP. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1990, 171, 938-943.
15.Häppölä O., £akomy M.: Immunohistochemical localization of calcitonin gene-related peptide and bombesin/gastrin-releasing peptide in nerve fibers of the rat, guinea pig and pig female genital organs. Histochemistry 1989, 92, 211--218.
16.Hulshof S. C., Dijkstra G., Van der Beek E. M., Bevers M. M., Figueiredo J. R., Beckers J. F., Van den Hurk R.: Immunocytochemical localization of vasoactive intestinal peptide and neuropeptide Y in the bovine ovary. Biol. Reprod. 1994, 50, 553-560.
17.Kawasaki H., Takasaki K., Saito A., Goto K.: Calcitonin gene-related peptide acts as a novel vasodilator neurotransmitter in mesenteric resistance vessels of the rat. Nature. 1988, 335, 164-167.
18.Maggi C. A., Rovero P., Giuliani S., Evangelista S., Regoli D., Meli A.: Biologi-cal activity of N-terminal fragments of Biologi-calcitonin gene-related peptide. Eur. J Pharmacol. 1990, 179, 217-219.
19.Markiewicz W., Jaroszewski J. J., Barszczewska B., Malanka T., Majewski M.: The distribution and influence of calcitonin gene-related peptide (CGRP) on the perfusion pressure in the isolated ovarian artery in the pig. Folia Morphol. 2004, 63, 99-101.
20.Markiewicz W., Jaroszewski J. J., Bossowska A., Majewski M.: NPY: its occur-rence and relevance in the female reproductive system. Folia Histochem. Cyto-biol. 2003, 41, 183-192.
21.Mione M. C., Cavallotti C., Burnstock G., Amenta F.: The peptidergic innerva-tion of the guinea pig uterine artery in pregnancy. Basic Appl. Histochem. 1988, 32, 153-159.
22.Nelson S. H., Suresh M. S., Dehring D. J., Johnson R. L.: Relaxation by calcito-nin gene-related peptide may involve activation of K+ channels in the human uterine artery. Eur. J. Pharmacol. 1993, 242, 255-261.
23.Van Eijndhoven H. W., van der Heijden O. W., Fazzi G. E., Aardenburg R., Spaanderman M. E., Peeters L. L., De Mey J. G.: Vasodilator reactivity to calci-tonin gene-related peptide is increased in mesenteric arteries of rats during early pregnancy. J. Vasc. Res. 2003, 40, 344-350.
24.Yang D., Van Buren G. A., Clark K. E.: Effect of calcitonin gene-related peptide on the uterine vasculature of the nonpregnant ewe. Am. J. Obstetr. Gynecol. 1992, 167, 178-184.
Adres autora: dr hab. Jerzy Jaroszewski, prof. UWM, ul. Oczapowskie-go 13, 10-718 Olsztyn; e-mail: jerzyj@uwm.edu.pl
