The effect of oxidative stress on acetylcholine-induced relaxation in deendothelized arteries. (English)

Úloha oxidaèného stresu v acetylcholínom vyvolanej vazorelaxácii pri deendotelizovaných artériách. (Slovak)

Aim: Nitric oxide (NO) participates in the local control of the cardiovascular system, causing dilation of smooth muscle cells in the vascular wall. NO production is realized via endothelial cells in response to vasorelaxants (such as acetylcholine). The endothelial layer was regarded as the primary source of NO: however, it was found that the smooth muscle cells of endothelium-denuded arteries expressed functional NO synthase and are capable of production. We hypothesized that the destruction of the anatomical integrity induced by mechanical denudation of endothelial layer induces an insensibility of vessels to the vasodilators as a consequence of oxidative stress. The aim of this study was to investigate whether the loss of acetylcholine-induced vasorelaxation in endothelium-denuded arteries could be induced by a decrease in a non-endothelial NO, as a consequence of oxidative stress. Methods: Vasorelaxant responses were followed in arteries (thoracic aorta, pulmonary artery) isolated from male Wistar rats. The production of superoxide radicals was measured using a lucigenin chemiluminescence method in endothelium-preserved and endothelium-denuded arteries. Results: While an acetylcholine-induced vasorelaxation was observed in all arteries with intact endothelium, this effect was inhibited in deendothelized rings. Acute application of tempol, a free-radical scavenger, refreshed the inhibited acetylcholine vasorelaxation in endothelium-denuded arteries. The following application of 1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalín-1-one (ODQ), a guanylate cyclase inhibitor, and/or NG-nitro-L-arginine methylester (L-NAME), an inhibitor of NO-synthase, blocked the benefical effect of tempol. Chemiluminescent assay showed that an injury to the endothelial layer increased the production of superoxide radicals which was decreased after tempol administration. Conclusions: This study showed that the inhibition of vasorelaxation in deendothelized arteries could be a consequence of oxidative stress which eliminated the non-endothelial source of NO. The findings confirmed that the non-endothelial source of NO represented a reserve source of active NO and challenged the concept of the obligatory role of endothelial cells in vasorelaxation. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Ciele: Oxid dusnatý (NO) sa tvorí v endoteli ako odpoveď na vazorelaxačné látky (vrátane acetylcholínu) a vyvoláva relaxáciu hladkých svalových buniek cievnej steny. Expresia NO-syntázy, enzýmu pre syntézu NO, však bola potvrdená aj v hladkých svalových bunkách deendotelizovaných ciev. Podľa našej hypotézy deštrukcia anatomickej integrity cievy vyvolaná mechanickým odstránením jej endotelovej vrstvy prudko znižuje citlivosť cievy na vazorelaxačné látky v dôsledku vzniknutého oxidačného stresu. Cieľom štúdie bolo zistiť, či strata acetylcholínom vyvolanej vazorelaxácie pozorovanej pri deendotelizovaných artériách môže byť sprostredkovaná elimináciou neendotelového zdroja NO v dôsledku spustenia oxidačného stresu. Metódy: Relaxačné odpovede artérií (hrudná aorta, pľúcna artéria) izolovaných zo samcov potkanov (Wistar) boli sledované snímaním zmien izometrickej tenzie. Produkcia superoxidových radikálov bola stanovená chemiluminiscenčnou metódou s použitím lucigenínu. Výsledky: Pri všetkých cievach so zachovalým endotelom acetylcholín vyvolal vazorelaxáciu, ktorá bola po mechanickej deendotelizácii inhibovaná. Predradené podávanie vychytávača voľných radikálov - tempolu - zväčšilo inhibovanú acetylcholínom indukovanú vazorelaxáciu deendotelizovaných cievnych preparátov. Následná aplikácia inhibítora guanylát cyklázy (1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalínu-1; ODQ), respektíve inhibítora NO-syntázy (NG-nitro-L-arginín metylesteru; L-NAME), efekt tempolu zablokovala, vazorelaxačná odpoveď bola opäť zainhibovaná. Chemiluminiscenčné meranie ukázalo, že odstránenie endotelu pri oboch typoch artérií zvýšilo produkciu superoxidových radikálov. Aplikácia tempolu však dokázala zvýšenú produkciu radikálov zainhibovať. Záver: Naše výsledky ukazujú, že inhibícia vazorelaxácie deendotelizovaných ciev môže byť sprostredkovaná oxidačným stresom, ktorý eliminuje neendotelové zdroje NO. Tieto nálezy potvrdili, že neendotelové zdroje NO predstavujú záložný zdroj fyziologicky aktívneho NO a spochybnili koncepciu nevyhnutnosti endotelových buniek pre vazorelaxačné odpovede. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Copyright of Cardiology Letters is the property of Slovak Society of Cardiology and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)