Molecular Mechanisms in Vascular Endothelin B Receptor Up-Regulation

Abstract: Popular Abstract in Swedish Kardiovaskulära sjukdomar står för en stor del av västvärldens sjuklighet och dödlighet. Dessa sjukdomar kännetecknas av förändringar i det kardiovaskulära systemets funktion, vilket kan leda till ökat blodtryck och förträngning av blodkärlen. Flera olika peptiderga signalsubstanser är involverade i reglering av kärltonus och tillväxt. Av dessa spelar endothelinerna en mycket framträdande roll. Endothelin-1 (ET-1), är en kraftigt kärlsammandragande (kontraktil) signalsubstans, som bidrar till upprätthållandet av kärltonus och kan stimulera till tillväxt av glatta muskelceller. Förhöjda halter av ET-1 har påvisats vid stroke, hjärtsvikt, hypertoni och åderförkalkning. ET-1 förmedlar sina effekter via två receptorer, ETA och ETB. ETA-receptorn har kontraktila och tillväxtfrämjande effekter i hela kärlsystemet. ETB receptorn har såväl en endotelmedierad kärlvidgande effekt som en direkt kontraktil effekt på kroppens blodkärl. Vid vissa kardiovaskulära sjukdomar har man funnit ökad mängd av den kontraktila ETBreceptorn i blodkärl. Man har även upptäckt att i vissa experimentella system såsom organodling, experimentell stroke och experimentell hjärnblödning, så är de kontraktila ETB-receptorerna ökade i antal. Målsättningen med denna avhandling har varit att kartlägga denna ökning i receptorantal ifråga om tidsförlopp, utlösande faktorer och intracellulära mekanismer. Som modellsystem för uppregleringen har vi odlat blodkärl vilket har visat sig vara en effektiv metod för att orsaka ETBreceptorförändringar. Vi har kunnat visa att det finns ett ökat antal ETB-receptorer i kärlväggen efter odling av blodkärl i organbad. Våra resultat talar för att denna effekt är starkast i små blodkärl företrädesvis inom tarmcirkulationen. Dessa blodkärl är viktiga för blodtrycksregleringen. Likaså finner vi en markant uppreglering av ETB receptorer i vensystemet. Dessa kärl tillhör ett lågtryckssystem och styr till viss del blodvolymen i ett organ. Studier av tidsförloppet för uppregleringen visar att dessa receptorer uppkommer gradvis inom de första 48 timmarna av organodling och att processen är helt avslutad inom 5 dygn. Detta tyder på att endothelinreceptoruppregleringen i odlade blodkärl kan spegla de receptorförändringar som sker vid sjukliga tillstånd. Protein kinase C (PKC) systemet är intracellulära enzymer involverade i regleringen av celltillväxt och differentiering. Vi fann att PKC-hämmare effektivt förhindrade uppregleringen av ETB-receptorn medan hämmare av det närbesläktade protein kinase A inte hade någon effekt på receptorförändringarna. PKC är således involverat i ETB-receptor mRNA uppreglering i odlade blodkärl. PKC aktiverar i sin tur en serie signalvägar, sk MAP-kinaser. Efter 3 timmars odling fann vi en ökad mängd aktiverat MAP-kinas tillhörande ERK1/2-systemet. ERK1/2 är den MAP-kinasväg som anses aktiverad vid celldelning och celltillväxt. Det alternativa p38-systemet, som är aktiverat vid stress, var inte aktiverat. Hämning av ERK1/2- 35 systemet med specifika hämmare blockerade ETB-receptoruppregleringen. Ökningen av ETB-receptorerna sker således via PKC aktiverade MEK/ERK systemet vilket leder till nyproduktion av receptorer. Cytokiner är kraftfulla signalmolekyler som är involverade i inflammation, stressreaktioner och celldöd. Cytokinerna interleukin-1β (IL-1β) och tumor necrosis factor-α (TNF-α) förstärkte ETB-receptorns kärlsammandragande effekt efter odling. Denna effekt berodde dock ej på en ytterligare ökning av antalet receptorer utan istället tycks den glatta muskelcellens förmåga till kontraktion ha påverkats. Då effekten av ETA-receptorn var opåverkad antar vi att cytokinernas effekt är relativt specifik för ETB-receptorn. Cytokiner kan ytterligare förstärka kontraktionen. Dessa data stärker argumenten för ETB-receptorns roll vid kärlsjukdom.