Evaluación de la capacidad de respuesta del tono vascular utilizando arterias mesentérica aisladas con un enfoque en la modulación por tejidos adiposo perivasculares
Summary
El protocolo describe el uso de la miografía por cable para evaluar la tensión isométrica transmural de las arterias mesentérica aisladas de los ratones, con especial consideración de la modulación por factores liberados de las células endoteliales y los tejidos adiposo perivasculares.
Abstract
La respuesta alterada del tono vascular a los estímulos fisiopatológicos contribuye al desarrollo de una amplia gama de enfermedades cardiovasculares y metabólicas. La disfunción endotelial representa un importante causante de la reducción de la vasodilatación y una mayor vasoconstricción de las arterias. Los tejidos adiposo (grasa) que rodean las arterias desempeñan un papel importante en la regulación de la relajación y/o contracción dependiente del endotelio de las células musculares lisas vasculares. Las conversaciones cruzadas entre el endotelio y los tejidos adiposos perivasculares pueden evaluarse ex vivo utilizando vasos sanguíneos montados por un sistema de miografía por cable. Sin embargo, se deben establecer ajustes óptimos para las arterias derivadas de animales de diferentes especies, edades, antecedentes genéticos y/o condiciones fisiopatológicas.
Introduction
Las dilataciones y constricciones de las arterias se logran mediante relajaciones y contracciones, respectivamente, de sus células musculares lisas vasculares. Los cambios en la capacidad de respuesta vascular de las arterias pequeñas contribuyen a la regulación homeostática de la presión arterial por los nervios y las hormonas autonómicas presentes en la sangre (p. ej., catecolaminas, angiotensina II, serotonina, vasopresina). A nivel local, las respuestas vasculares de las células musculares lisas son modulada por las señales de las células endoteliales de la íntima y el tejido adiposo que rodea las arterias (figura 1).
El endotelio no es sólo una barrera pasiva, sino que también sirve como una superficie para intercambiar señales entre la sangre y las células musculares lisas vasculares subyacentes. Al liberar varias sustancias vasoactivas, el endotelio desempeña un papel fundamental en el control local de las respuestas del tono vascular1. Por ejemplo, en respuesta a la acetilcolina, óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS) se activa en el endotelio para producir óxido nítrico (NO), que induce la relajación del músculo liso vascular subyacente mediante la activación soluble guanylyl ciclasa (sGC) 2. otras sustancias vasoactivas incluyen los productos de ciclooxigenasas (p. ej., prostaciclina y tromboxano A2), lipoxigenasa (por ejemplo, ácidos 12-hidroxieicosatetraenoico, 12-hete) y monooxigenasas del citocromo P450 (HETES y ácidos epoxieicosatrienoicos, EETs), especies reactivas de oxígeno (ROS) y péptidos vasoactivos (p. ej., endotelina-1 y angiotensina II) y factores hiperpolarizantes derivados del endotelio (EDHF)3. Un delicado equilibrio entre los vasodilatadores derivados del endotelio y vasoconstrictores mantienen el tono vasomotores local4,5.
La disfunción endotelial se caracteriza por el deterioro de la vasodilatación dependiente del endotelio6, un sello distintivo del envejecimiento vascular7. Con la edad, la capacidad del endotelio para promover la vasodilatación se reduce progresivamente, debido en gran parte a una disminución NO biodisponibilidad, así como la expresión anormal y función de eNOS en el endotelio y sGC en las células musculares lisas vasculares8 , 9 , 10. la reducción de la biodisponibilidad no potenciúa la producción de vasoconstrictores dependientes del endotelio11,12. En las arterias envejecidas, la disfunción endotelial causa hiperplasia en los medios, como se refleja en los aumentos marcados en el espesor de la pared, número de núcleos mediales, que son una reminiscencia del engrosamiento arterial en la hipertensión y la aterosclerosis observada en humanos pacientes13,14. Además, condiciones fisiopatológicas como la obesidad, diabetes o hipertensión aceleran el desarrollo de la disfunción endotelial15,16.
El tejido adiposo perivascular (pvat) libera numerosos Adipocinas para regular la estructura vascular y la función17. El efecto anticontráctil de la pvat está mediado por factores relajantes, como adiponectina, no, peróxido de hidrógeno y sulfuro de hidrógeno18,19,20. Sin embargo, dependiendo de la ubicación y la condición fisiopatológica, PVAT también puede mejorar las respuestas contráctiles en varias arterias21. Las sustancias procontráctiles producidas por pvat incluyen angiotensina-II, leptina, resistin y Ros22,23. En la mayoría de los estudios sobre los vasos sanguíneos aislados, PVAT se ha considerado como un simple apoyo estructural para la vasculatura y así eliminado durante la preparación de los segmentos de anillo de los vasos sanguíneos. Dado que la disfunción adiposa representa un factor de riesgo independiente para la hipertensión y las complicaciones cardiovasculares asociadas24, la pvat que rodea los vasos sanguíneos debe tenerse en cuenta al investigar la respuesta vascular de diferentes arterias.
Los sistemas de miografía de alambre múltiple han sido ampliamente utilizados para investigar las funciones vasomotoras de una variedad de vasos sanguíneos, incluyendo las arterias aorta, mesentérica, renal, femoral, cerebral y coronaria25,26. Los protocolos descritos en este documento utilizarán la miografía por cable para evaluar la capacidad de respuesta vascular en las arterias mesentérica aisladas de los modelos de ratones modificados genéticamente, con un enfoque especial en la modulación por PVAT.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aparte de las células endoteliales, las señales derivadas de la PVAT juegan un papel importante en la regulación de la reactividad del tono muscular suave30. La pvat sana libera no y la adiponectina antiinflamatoria para ejercer un efecto anticontráctil en las arterias, que se pierde en condiciones patológicas como la obesidad y el síndrome metabólico31,32. En los Estados de enfermedad, pvat contribuye al desarrollo de la disfunció…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue el apoyo financiero de las becas del Consejo de becas de investigación de Hong Kong [17124718 y 17121714], el fondo de investigación sanitaria y médica de Hong Kong [13142651 y 13142641], el fondo de investigación colaborativa de Hong Kong [C7055-14G], y el National Basic Programa de investigación de China [973 Program 2015CB553603].
Materials
| Acetylcholine | Sigma-Aldrich | A6625 | Stock concentration: 10-1 M Working concentration: 10-10 to 10-5 M |
| L-NAME (Nω-nitro-L-arginine methyl ester) | Sigma-Aldrich | N5751 | Stock concentration: 3 x 10-2 M Working concentration: 10-4 M |
| Phenylephrine | Sigma-Aldrich | P6126 | Stock concentration: 10-2 M Working concentration: 10-10 to 10-5 M |
| U46619 (9,11-dideoxy-9α,11αmethanoepoxy prostaglandin F2α) | Enzo | BML-PG023-0001 | Stock concentration: 10-5 M Working concentration: 1-3 x 10-8 M |
| Multiwire myograph | Danish MyoTechnology (DMT) | 620M | |
| PowerLab 4/26 | ADInstruments | ML848 | |
| Labchart7 | ADInstruments | – | |
| Adipo-SIRT1 wild type mice | Laboratory Animal Unit, The University of Hong Kong | CULATR NO.: 4085-16 | |
| Silicon-coated Petri dishes | Danish MyoTechnology (DMT) | ||
| Tungsten wires | Danish MyoTechnology (DMT) | 300331 | |
| Surgical tools |
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