Farmakologiske studier af arteriers kontraktion og afslapning

Farmakologiske studier af arteriers kontraktion og afslapning
Baggrund
Det kardiovaskulære system består af hjertet (pumpen) og af arterierne/venerne, og dets formål er at
transportere ilt, næringsstoffer, affaldstoffer, hormoner osv. rundt i kroppen. Blodforsyningen til kroppens
organer styres bla. af arteriernes (modstandskarrenes) diameter. En arterie består af et tykt lag glatte
muskelceller, og det er kontraktionsniveauet af disse muskelceller, der bestemmer arteriernes diameter og
dermed blodforsyningen til kroppens organer.
Grundlæggende kontrolleres kontraktionsniveauet af to forskellige systemer: centralt via nervesystemet og
lokalt via specifikke mekanismer i forskellige organer. Det relative bidrag fra disse to systemer varierer fra
væv til væv.
Arteriernes fysiologiske og farmakologiske parametre kan bedst undersøges i den intakte præparation som
f.eks. ved in vivo forsøg i dyr. Det kan dog være besværligt at konkludere noget om en bestemt mekanisme
pga. de mange integrerede processer i dyret. F.eks. kan en reduktion i en arteries diameter skyldes ændringer
i det omkringliggende vævs metabolisme, ændringer i blodforsyningen, neurale ændringer eller
trykændringer. Derfor kan nogle mekanismer med fordel undersøges in vitro, da man her har mere kontrol
over de forskellige variable i dette forsøgs setup.
In vitro kan de forskellige mekanismer i arterier undersøges vha. wiremyografen. Metoden består i at
montere et arteriesegment mellem to wirer, hvor den ene wire er forbundet til en stræk-tranducer og den
anden wire til en mikromanipulator, således at det kontraktile respons i arterien korreleres med en kendt
indre diameter. Fordelen ved denne metode er at man kan ekskludere flow- og tryk-inducerede mekanismer,
og der kan laves forsøg med flere arteriesegmenter samtidig.
Figur 1. Skematisk illustration af wiremyograf-setuppet.
1

Formål
Øvelse 1: at bestemme affiniteten for 1 -adrenoceptorantagonisten prazosin.
Øvelse 2: at bestemme hvilket lægemiddel, der er brugt til at fremkalde afslapning, ud fra hvilke mekanismer
der er involveret.
Materialer og apparatur
Fra en voksen hanrotte udtages den thorakale del af aorta. Aorta renses for omkringliggende fedtvæv og
klippes i ringe af 2 mm. Disse ringe monteres mellem to wirer i et organbad i en isometrisk wiremyograf.
Organbadet indeholder en fysiologisk salt opløsning (PSS) som gennembobles med 5% CO 2 i luft (21% O 2 ,
74% N 2 ) ved 37 C. Aortaringene for lov til at hvile i ca. 30 min hvorefter aortaringene udsættes for et stræk,
der svarer til et transmuralt tryk på 100 mmHg. Myografen er tilkoblet stræk-transduceren. Signalerne fra
transduceren overføres til en computer og vises på skærmen.
Øvelse 1: Prazosins affinitet for 1 -adrenoceptoren
1. Lav følgende stamopløsninger:
a. Phenylephrin: 10 -6 , 10 -5 , 10 -4 , 10 -3 , 10 -2 , 10 -1 M
b. Prazosin: 10 -5 , 10 -4 , 10 -3 M
2. Noter baselinetensionen (mN) og tilsæt prazosin så følgende koncentrationer i organbadet opnås:
a. Organbad 1: Kontrol, ingen prazosin
b. Organbad 2: 10 -8 M prazosin
c. Organbad 3: 10 -7 M prazosin
d. Organbad 4: 10 -6 M prazosin
3. Vent 20 min. Tiden kan med fordel bruges til at udregne tilsætninger, der skal bruges i tabel 1. (Tag
højde for koncentrationen af phenylephrin, der allerede er i organbadet).
2

4. Lav følgende kumulative koncentrations-respons kurve:
Tabel 1.
Phenylephrin
Tilsæt til
Tension (mN)
Tension (mN)
Tension (mN)
Tension (mN)
(M)
organbad (µL)
Organbad 1
Organbad 2
Organbad 3
Organbad 4
10 -9
3*10 -9
10 -8
3*10 -8
10 -7
3*10 -7
10 -6
3*10 -6
10 -5
3*10 -5
10 -4
Tensionen skal være stabil før en ny koncentration tilsættes.
5. Efter endt koncentrationsresponskurve vaskes der med PSS indtil tensionen er tilbage på baseline,
dog minimum 3x vask.
Spørgsmål til øvelse 1
1. Lav koncentrations-responskurve for phenylephrin.
2. Estimer EC 50 -værdien for phenylephrin for de fire organbade.
3. Lav et Schildplot for prazosin.
4. Hvilken type antagonist er prazosin
5. Estimer ligevægtskonstanten K b for prazosin ud fra Schildplottet.
3

Øvelse 2. Undersøgelse af stof ”X”
1. Lav følgende stamopløsninger:
a. Stof ”X”: 10 -5 , 10 -4 , 10 -3 , 10 -2 , 10 -1 , 1 M
2. Noter baselinetensionen (N/m) og tilsæt så følgende koncentrationer i organbadet opnås:
a. Organbad 1: Kontrol
b. Organbad 2: ODQ (hæmmer af soluble guanylate cyclase) 3*10 -6 M
c. Organbad 3: Glibenclamid (blokerer ATP-følsomme K + kanaler) 3*10 -6 M
d. Organbad 4: Captopril (angiotensin-converting enzyme (ACE)-hæmmer)
3. Vent 20 min. Tiden kan med fordel bruges til at udregne tilsætninger, der skal bruge i tabel 2. (Tag
højde for koncentrationen af phenylephrin, der allerede er i organbadet).
4. Tilsæt phenylephrin som svarer til ca. 80% af max kontraktion fundet i kontrolkurven i øvelse 1.
5. Ved stabil kontraktion laves følgende kumulative koncentrations-respons kurve:
Drug ”X” (M)
Tilsæt til
Tension (mN)
Tension (mN)
Tension (mN)
Tension (mN)
organbad
Organbad 1
Organbad 2
Organbad 3
Organbad 4
(µL)
10 -8
3*10 -8
10 -7
3*10 -7
10 -6
3*10 -6
10 -5
3*10 -5
10 -4
3*10 -4
10 -3
Tensionen skal være stabil før ny koncentration tilsættes.
4

Spørgsmål til øvelse 2
1. Lav koncentrations-responskurve for stof ”X”.
2. På baggrund af koncentrations-respons kurverne diskuter hvilke mekanismer stof ”X” påvirker.
3. Hvilket lægemiddel er ”X” Begrund svaret.
4. I behandling af hvilke kardiovaskulære sygdomme kan stof ”X” bruges og hvorfor
Rapporten
Det er et krav, at de studerende gruppevis afleverer en kort rapport der indeholder svar på spørgsmålene til
øvelse 1 og 2. Rapporten skal afleveres senest d. 21/5-10 i dueslag eller mailes. Eventuelle spørgsmål kan
stilles til Thomas Dalsgaard, Farmakologisk Institut, Bartholin Bygningen, 1242-349, tlf. 89421719, email:
thomas.dalsgaard@farm.au.dk.
Sted
Farmakologisk Institut, Bartholin Bygningen, 1242, Laboratorium 326 og 342.
Litteratur
”Basal og klinisk farmakologi”. Ed. Kampmann, Brøsen, Simonsen, 3. udgave, 2007 FADL´s forlag,
København.
“Pharmacology”. Ed. Rang HP, Dale MM, Ritter JM, Moore PK, Churchill Livingstone, 6 th edition.
5