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Role of Ba2+-resistant K+ channels in endothelium-dependent hyperpolarization of rat small mesenteric arteries

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Abstract:

In rat small mesenteric arteries, the influence of modulation of basal smooth muscle K+ efflux on the mechanism of endothelium-dependent hyperpolarization was investigated. The membrane potentials of the vascular smooth muscle cells were measured using conventional microelectrode techniques. Incubation of resting arteries with the gap junction uncoupler carbenoxolone (20 µM) decreased the endothelium-dependent hyperpolarization elicited by a submaximal concentration of acetylcholine (3 µM) to about 65% of the control. In the presence of Ba2+ (200 µM), which depolarized the membrane potential by 10 mV, the acetylcholine-induced membrane potential response was doubled in magnitude, reaching values not different from control. Moreover, the hyperpolarization was more resistant to carbenoxolone in these conditions. Finally, both in the absence and in the presence of carbenoxolone, the combined application of Ba2+ and ouabain (0.5 mM) did not abolish the acetylcholine response. These results suggest that gap junctional coupling plays a role in endothelium-dependent hyperpolarization of smooth muscle cells of resting rat small mesenteric arteries. Additionally, these findings show that the hyperpolarization does not rely on activation of inward rectifying K+ channels. Although a minor contribution of Na–K pumping cannot be excluded, the Ba2+ experiments show that the membrane electrical response is mediated by activation of a Ba2+-resistant K+ conductance.Key words: EDHF, carbenoxolone, potassium channels, vascular smooth muscle cell membrane potential, vasodilation.

On a examiné l'effet de la modulation de l'efflux de K+ musculaire lisse basal sur le mécanisme de l'hyperpolarization dépendante de l'endothélium dans les petites artères mésentériques de rats. Les potentiels de membrane des cellules musculaires lisses vasculaires ont été mesurés au moyen des techniques de microélectrodes classiques. L'incubation des artères au repos avec le découpleur de jonctions lacunaires, carbénoxolone (20 µM), a diminué l'hyperpolarisation dépendante de l'endothélium, stimulée par une concentration sous-maximale d'acétylcholine (3 µM), à environ 65 % de la valeur témoin. En présence de Ba2+ (200 µM), qui a dépolarisé le potentiel de membrane de 10 mV, la réponse du potentiel de membrane induite par l'acétylcholine a doublé, atteignant des valeurs similaires aux valeurs témoins. De plus, l'hyperpolarisation a montré une résistance accrue au carbénoxolone dans ces conditions. Enfin, tant en absence qu'en présence de carbénoxolone, l'application combinée de Ba2+ et d'ouabaïne (0,5 mM) n'a pas supprimé la réponse induite par l'acétylcholine. Ces résultats donnent à penser que le couplage des jonctions lacunaires joue un rôle dans l'hyperpolarisation dépendante de l'endothélium des cellules musculaires lisses des petites artères mésentériques au repos de rats. De plus, ces données montrent que l'hyperpolarisation ne dépend pas de l'activation des canaux K+ à rectification entrante. Bien qu'une faible intervention de la pompe Na–K ne puisse être exclue, les expériences au moyen du baryum montrent que la réponse électrique de la membrane est véhiculée par l'activation d'une conductance K+ résistante au Ba2+Mots clés : EDHF, carbénoxolone, canaux potassiques, potentiel de membrane de la cellule musculaire lisse vasculaire, vasodilatation.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2004

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  • Published since 1929, this monthly journal reports current research in all aspects of physiology, nutrition, pharmacology, and toxicology, contributed by recognized experts and scientists. It publishes symposium reviews and award lectures and occasionally dedicates entire issues or portions of issues to subjects of special interest to its international readership.
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