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J o u r n a l o f P h y s i o l o g y 1 9 9 7 ) , 5 0 2 . 2 , p p . 2 5 9 - 2 6 4

C h l o r i d e c h a n n e l b l o c k e r s i n h i b i t m y o g e n i c t o n e in r a t c e r e b r a la r t e r i e s

M a r k T . N e l s o n , M a t h e w A . C o n w a y , Harm J . K n o t a n d J o s e p h E . B r a y d e n D e p a r t m e n t o f P h a r m a c o l o g y , M e d i c a l R e s e a r c h F a c i l i t y , T h e U n i v e r s i t y o f V e r m o n t ,

5 5 A S o u t h P a r k D r i v e , C o l c h e s t e r , VT 0 5 4 4 6 , U S A1 . We h a v e i n v e s t i g a t e d t h e r o l e o f c h l o r i d e c h a n n e l s i n p r e s s u r e - i n d u c e d d e p o l a r i z a t i o n a n dc o n t r a c t i o n o f c e r e b r a l a r t e r y s m o o t h m u s c l e c e l l s .2 . Two c h l o r i d e c h a n n e l b l o c k e r s , i n d a n y l o x y a c e t i c a c i d ( I A A - 9 4 ) a n d 4 , 4 - d i i s o t h i o c y a n a t o -s t i l b e n e - 2 , 2 - d i s u l p h o n i c a c i d ( D I D S ) , c a u s e d h y p e r p o l a r i z a t i o n s ( 1 0 - 1 5 mV) a n d d i l a t a t i o n s

( u p t o 9 0 ) o f p r e s s u r i z e d 8 0 mmHg), r a t p o s t e r i o r c e r e b r a l a r t e r i e s . N i f l u m i c a c i d , ab l o c k e r o f c a l c i u m - a c t i v a t e d c h l o r i d e c h a n n e l s , d i d n o t a f f e c t a r t e r i a l t o n e .3 . D i l a t a t i o n s t o I A A - 9 4 a n d DIDS were u n a f f e c t e d b y p o t a s s i u m c h a n n e l b l o c k e r s , b u t were

p r e v e n t e d b y e l e v a t e d p o t a s s i u m . I A A - 9 4 a n d DIDS h a d no e f f e c t on m e m b r a n e p o t e n t i a l ord i a m e t e r o f a r t e r i e s a t l o w i n t r a v a s c u l a r pressure, w h e r e m y o g e n i c t o n e i s a b s e n t . R e d u c t i o no f e x t r a c e l l u l a r c h l o r i d e 6 0 mm C l - ) i n c r e a s e d t h e p r e s s u r e - i n d u c e d c o n t r a c t i o n s . R e m o v a lo f e x t r a c e l l u l a r s o d i u m d i d n o t a f f e c t t h e p r e s s u r e - i n d u c e d responses.

4 . O u r r e s u l t s s u g g e s t t h a t i n t r a v a s c u l a r pressure a c t i v a t e s D I D S - a n d I A A - 9 4 - s e n s i t i v ec h l o r i d e c h a n n e l s t o d e p o l a r i z e a r t e r i a l s m o o t h m u s c l e , t h e r e b y c o n t r i b u t i n g t o t h e m y o g e n i cc o n s t r i c t i o n .

E l e v a t i o n o f i n t r a v a s c u l a r p r e s s u r e l e a d s t o d e p o l a r i z a t i o na n d c o n t r a c t i o n o f t h e s m o o t h m u s c l e c e l l s i n s m a l l a r t e r i e sa n d a r t e r i o l e s H a r d e r , 1 9 8 4 ; B r a y d e n W e l l m a n , 1 9 8 9 ) .T h i s r e s p o n s e i s i n d e p e n d e n t o f n e u r o n a l , e n d o t h e l i a l , o rc i r c u l a t i n g f a c t o r s a n d t h u s i s m y o g e n i c i n o r i g i n M e i n i n g e r D a v i s , 1 9 9 2 ) . M y o g e n i c t o n e i s t h o u g h t t o p l a y a ni m p o r t a n t r o l e t h e r e g u l a t i o n o f b l o o d f l o w i n s e v e r a ld i f f e r e n t o r ga n s y s t e m s J o h n s o n , 1 9 8 6 ) . P r e s s u r e - i n d u c e dc o n t r a c t i o n o f v a s c u l a r s m o o t h m u s c l e i s m e d i a t e d b yc a l c i u m i n f l u x t h r o u g h d i h y d r o p y r i d i n e - s e n s i t i v e v o l t a g e -d e p e n d e n t c a l c i u m c h a n n e l s a n d i t i s m o d u l a t e d b y a n e g a t i v ef e e d b a c k p a t h w a y i n v o l v i n g a c t i v a t i o n o f l a r g e - c o n d u c t a n c e ,v o l t a g e - d e p e n d e n t p o t a s s i u m c h a n n e l s ( B r a y d e n N e l s o n ,1 9 9 2 ) . H o w e v e r , t h e i o n i c m e c h a n i s m r e s p o n s i b l e f o r t h ei n i t i a l , p r e s s u r e - i n d u c e d d e p o l a r i z a t i o n o f t h e v a s c u l a rm u s c l e c e l l s h a s n o t b e e n d e t e r m i n e d .C h a n g e s i n s e v e r a l d i f f e r e n t i o n i c c o n d u c t a n c e s c o u l d b ei n v o l v e d i n t h e p r e s s u r e - i n d u c e d d e p o l a r i z a t i o n o f v a s c u l a rs m o o t h m u s c l e . F i r s t , s i n c e p o t a s s i u m c h a n n e l s m a k e am a j o r c o n t r i b u t i o n t o t h e t o t a l r e s t i n g m e m b r a n ec o n d u c t a n c e i n s m o o t h m u s c l e c e l l s , i n h i b i t i o n o f p o t a s s i u mc h a n n e l s i n r e s p o n s e t o i n c r e a s e d i n t r a v a s c u l a r p r e s s u r ec o u l d r e p r e s e n t a p o w e r f u l m e c h a n i s m o f d e p o l a r i z a t i o n .

C o n v e r s e l y , a c t i v a t i o n o f o n e o r m o r e i n w a r d c u r r e n t s b y t h ep r e s s u r e s t i m u l u s c o u l d u n d e r l i e t h e d e p o l a r i z i n g r e s p o n s e .S t i m u l a t i o n o f p e r i v a s c u l a r n e r v e s c a u s e s a c t i o n p o t e n t i a l si n s o m e v a s c u l a r s m o o t h m u s c l e p r e p a r a t i o n s , a n d t h ed e p o l a r i z i n g c u r r e n t i n t h i s i n s t a n c e i s c a r r i e d b y c a l c i u mi o n s H i r s t E d w a r d s , 1 9 8 9 ) . I n o t h e r v a s c u l a rp r e p a r a t i o n s , a g o n i s t - ( B e n h a m T s i e n , 1 9 8 7 ; A m e d e e ,L a r g e W a n g , 1 9 9 0 ; M e i n i n g e r & D a v i s , 1 9 9 2 ) a n d s t r e t c h -a c t i v a t e d D a v i s , D o n o v i t z H o o d , 1 9 9 2 ) n o n - s e l e c t i v ec a t i o n c h a n n e l s , w h i c h w o u l d a l l o w i n w a r d m o v e m e n t o fc a l c i u m a n d s o d i u m , h a v e b e e n i d e n t i f i e d . A t h i r d p l a u s i b l em e c h a n i s m f o r d e p o l a r i z a t i o n o f s m o o t h m u s c l e i s v i aa c t i v a t i o n o f c h l o r i d e c h a n n e l s s i n c e t h e e s t i m a t e d r e v e r s a lp o t e n t i a l f o r c h l o r i d e ( - 3 0 t o -20 m V ) i n s m o o t h m u s c l e i ss u b s t a n t i a l l y p o s i t i v e o f t h e n o r m a l r e s t i n g m e m b r a n ep o t e n t i a l A i c k i n , 1 9 9 0 ) . R e c e n t r e p o r t s h a v e p r o v i d e de v i d e n c e f o r t h e p r e s e n c e o f c h l o r i d e c h a n n e l s i n a n u m b e ro f d i f f e r e n t s m o o t h m u s c l e p r e p a r a t i o n s , i n c l u d i n g v a s c u l a rs m o o t h m u s c l e P a c a u d , L o i r a n d , B a r o n , M i r o n n e a u M i r o n n e a u , 1 9 9 1 ; V a n R e n t e r g h e m L a z d u n s k i , 1 9 9 3 ;L a r g e W a n g , 1 9 9 6 ) . T h e g o a l o f t h e p r e s e n t s t u d y w a s t ot e s t t h e h y p o t h e s i s t h a t c h l o r i d e c h a n n e l s m e d i a t e p r e s s u r e -i n d u c e d d e p o l a r i z a t i o n w h i c h l e a d s t o t h e d e v e l o p m e n t o fm y o g e n i c t o n e i n i s o l a t e d c e r e b r a l r e s i s t a n c e a r t e r i e s .

* T o whom c o r r e s p o n d e n c e s h o u l d b e a d d r e s s e d .T h i s m a n u s c r i p t w a s a c c e p t e d a s a S h o r t P a p e r f o r r a p i d p u b l i c a t i o n .

6 7 4 5 2 5 9

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M . T N e l s o n , M . A . C o n w a y , H . J K n o t a n d J E . B r a y d e nMETHODS

A n i m a l s a n d t i s s u e sS p r a g u e - D a w l e y r a t s 1 6 w e e k s o f a g e ) were u s e d i n t h i s s t u d y . T h er a t s were k i l l e d w i t h an o v e r d o s e o f p e n t o b a r b i t o n e . T h e b r a i n wast h e n r e mo v e d a n d p l a c e d i n c o l d b i c a r b o n a t e - b u f f e r e d p h y s i o l o g i c a ls a l t s o l u t i o n ( P S S ) ( m M : 1 1 9 N a C l , 3 K C l , 1 - 7 KH2P04, 1 - 2 M g S O 4 ,2 5 N a H C 0 3 , 0 - 0 2 EDTA, 1 - 6 C a C l 2 , 11 g l u c o s e , p H 7 4 ) . S e g m e n t so f t h e p o s t e r i o r c e r e b r a l a r t e r y ( ' 1 5 0 s m i n d i a m e t e r , 2 - 3 mm i nl e n g t h ) were r e m o v e d a n d p r e p a r e d f o r s t u d y .D i a m e t e r a n d membrane p o t e n t i a l measurementsI s o l a t e d c e r e b r a l a r t e r i e s were s t u d i e d u s i n g a m y o g r a p h c h a m b e r( L i v i n g S y s t e m s I n s t r u m e n t s , B u r l i n g t o n , V T , USA) as p r e v i o u s l yd e s c r i b e d ( B r a y d e n N e l s o n , 1 9 9 2 ) . E n d o t h e l i a l c e l l s were r e m o v e df r o m a l l a r t e r i e s t o assure t h a t t h e e f f e c t s o f t h e v a r i o u s a g e n t s u s e di n t h e s t u d i e s c o u l d b e a t t r i b u t e d t o t h e i r a c t i o n s on t h e s m o o t hm u s c l e c e l l s . R e m o v a l o f t h e e n d o t h e l i a l l i n i n g was a c c o m p l i s h e d b yp a s s i n g a i r b u b b l e s t h r o u g h t h e l u m e n o f t h e c a n n u l a t e d a r t e r y f o r2 m i n f o l l o w e d b y p e r f u s i o n w i t h P S S . R e m o v a l o f t h e e n d o t h e l i u mwas c o n f i r m e d b y t h e l o s s o f a c e t y l c h o l i n e - i n d u c e d d i l a t a t i o n s . T h ea r t e r i e s were c o n t i n u o u s l y s u p e r f u s e d w i t h warmed 3 7 C ) P S Sg a s s e d w i t h 95 02-5 C 0 2 ( p H 7 - 4 + 0 0 2 ) , a n d t h e d i a m e t e rwas m o n i t o r e d u s i n g a v i d e o d i m e n s i o n a n a l y s e r s y s t e m .I n s e v e r a l e x p e r i m e n t s , t h e e f f e c t s o f r e d u c e d - c h l o r i d e or s o d i u m -f r e e P S S o n p r e s s u r e i n d u c e d t o n e were t e s t e d . T o n e was c a l c u l a t e das t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e a c t i v e a n d p a s s i v e d i a m e t e r s a t ag i v e n pressure, e x p r e s s e d as a p e r c e n t a g e o f t h e p a s s i v e d i a m e t e r a t

A

B1 0 0

c. 2 8 0c o, 6 0c oa ) 0

0 ~

0 -

I A A - 9 4

t h a t p r e s s u r e p e r c e n t a g e t o n e ) . T h e p a s s i v e p r e s s u r e - d i a m e t e rr e l a t i o n s h i p a r t e r i e s b a t h e d i n a z e r o - c a l c i u m P S S ) w a s d e t e r m i n e da t t h e e n d o f e a c h e x p e r i m e n t . R e d u c e d - c h l o r i d e P S S 6 0 mm C l - )w a s p r e p a r e d b y r e p l a c i n g 6 5 mm N a C l i n t h e P S S w i t h 6 5 m Ms o d i u m g l u t a m a t e . S o d i u m - f r e e P S S w a s p r e p a r e d b y r e p l a c i n g a l lN a C l a n d NaHC03 i n t h e P S S w i t h 1 7 5 mm T r i s b a s e a n d 1 1 0 m MH C l ( p H = 7 4 ) .M e m b r a n e p o t e n t i a l m e a s u r e m e n t s w e r e r e c o r d e d i n p r e s s u r i z e da r t e r i e s u s i n g c o n v e n t i o n a l i n t r a c e l l u l a r m i c r o e l e c t r o d e s a s d e s c r i b e dp r e v i o u s l y ( B r a y d e n N e l s o n , 1 9 9 2 ) .D r u g sA l l r e a g e n t s w e r e o b t a i n e d f r o m S i g m a e x c e p t I A A - 9 4 i n d a n y l -o x y a c e t i c a c i d ) w h i c h w a s f r o m R B I N a t i c k , MA, U S A ) , a n d D I D S 4 , 4 - d i i s o t h i o c y a n a t o s t i l b e n e - 2 , 2 - d i s u l p h o n i c a c i d ) w h i c h w a s f r o mC a l b i o c h e m C o r p o r a t i o n L a J o l l a , C A , U S A ) .S t a t i s t i c a l a n a l y s i sD a t a a r e e x p r e s s e d a s m e a n s + S . E . M . , a n d n i n d i c a t e s t h e n u m b e ro f a n i m a l s . C o m p a r i s o n s o f d a t a w e r e m a d e u s i n g S t u d e n t s t t e s t .D a t a w e r e c o n s i d e r e d t o b e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t a t P < 0 0 5 .

RES UL T SI s o l a t e d , p r e s s u r i z e d c e r e b r a l a r t e r i e s , w h i c h d e v e l o p e ds u b s t a n t i a l m y o g e n i c t o n e i n r e s p o n s e t o p h y s i o l o g i c a l t r a n s -m u r a l p r e s s u r e s , d i l a t e d w h e n e x p o s e d t o i n c r e a s i n gc o n c e n t r a t i o n s o f t h e c h l o r i d e c h a n n e l b l o c k e r I A A - 9 4

~ N W a s hWash

3 m i n

C1 0 08 06 04 02 0

O1 0 - 1 0 - 5 1 0 - 4

I A A - 9 4 c o n c e n t r a t i o n M ) 1 0 - 6 1 0 - 5 1 0 - 4 1 0 - 3D I D S c o n c e n t r a t i o n M )F i g u r e 1 . E f f e c t o f I A A - 9 4 a n d DIDS i n t h e b a t h i n g medium on p r e s s u r e - c o n s t r i c t e d a r t e r i e sA , I A A - 9 4 d i l a t e s c e r e b r a l a r t e r i e s w h i c h h a v e b e e n c o n s t r i c t e d b y e l e v a t i o n o f i n t r a v a s c u l a r p r e s s u r e t o8 0 mmHg. I A A - 9 4 w a s a d d e d c u m u l a t i v e l y t o t h e b a t h i n g m e d i u m a t t h e t i m e s i n d i c a t e d b y t h e a r r o w s .T h e maximum a r t e r i a l d i a m e t e r i n C a 2 + - f r e e P S S i n t h i s e x p e r i m e n t w a s 2 5 5 / s m . B , d o s e - r e s p o n s er e l a t i o n s h i p f o r I A A - 9 4 - i n d u c e d v a s o d i l a t a t i o n s o f i s o l a t e d c e r e b r a l a r t e r i e s n = 5 ) . P e r c e n t a g e d i l a t a t i o ni s t h e p e r c e n t a g e o f m a x i m a l d i l a t a t i o n w h i c h o c c u r r e d i n a r t e r i e s p r e s s u r i z e d t o 8 0 mmHg a n d e x p o s e d t oC a 2 + - f r e e P S S c o n t a i n i n g 1 mm E G T A . C , d o s e - r e s p o n s e r e l a t i o n s h i p f o r D I D S - i n d u c e d d i l a t a t i o n s o fp r e s s u r i z e d c e r e b r a l a r t e r i e s n = 5 ) .

J P h y 8 i o l . 5 0 2 . 26 0

)by guest on January 16, 2014jp.physoc.orgDownloaded from J Physiol (

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P y 2 h l o r i d e c h a n n e l s a n d m y o g e n i c t o n e F i g . 1 A ) . T h e a r t e r i e s c o n s t r i c t e d b a c k t o t h e i r o r i g i n a ld i a m e t e r u p o n r e m o v a l o f t h e c h l o r i d e c h a n n e l b l o c k e r f r o mt h e b a t h i n g m e d i u m . A r t e r i e s r e l a x e d b y 9 2 + 6 i nr e s p o n s e t o 3 0 0 uM I A A - 9 4 ; h a l f - m a x i m a l r e l a x a t i o n w a si n d u c e d b y 2 6 + 1 5 /M I A A - 9 4 F i g . I B ) . S i m i l a r c e r e b r a lv a s o d i l a t o r r e s p o n s e s t o DIDS ( m a x i m a l r e l a x a t i o n ,90+5 ; I C 5 0 , 69+14,UM D I D S ) a c h e m i c a l l y d i s t i n c ta n i o n t r a n s p o r t a n d c h l o r i d e c h a n n e l b l o c k e r , w e r e o b s e r v e d F i g . 1 C ) . I n t e r e s t i n g l y , n i f l u m i c a c i d 1 0 0 / M ) , a s u b s t a n c ek n o w n t o i n h i b i t c a l c i u m - a c t i v a t e d c h l o r i d e c h a n n e l s i ns o m e t i s s u e s i n c l u d i n g v a s c u l a r s m o o t h m u s c l e L a r g e W a n g , 1 9 9 6 ) , h a d n o e f f e c t o n d i a m e t e r o f p r e s s u r i z e da r t e r i e s w i t h t o n e n = 4 ) . N e v e r t h e l e s s , t h e p r o n o u n c e di n h i b i t o r y e f f e c t s o f I A A - 9 4 a n d DIDS o n m y o g e n i c t o n es u g g e s t a r o l e f o r c h l o r i d e c h a n n e l s i n t h e c o n t r a c t i l er e s p o n s e t o e l e v a t e d i n t r a v a s c u l a r p r e s s u r e .We n e x t t e s t e d t h e h y p o t h e s i s t h a t t h e c h l o r i d e c h a n n e lb l o c k e r s r e l a x c e r e b r a l a r t e r i e s b y h y p e r p o l a r i z i n g t h e s m o o t hm u s c l e c e l l s , w h i c h w o u l d d e c r e a s e c a l c i u m e n t r y t h r o u g hv o l t a g e - d e p e n d e n t c a l c i u m c h a n n e l s . T o t e s t t h i s h y p o t h e s i s ,t h e e f f e c t s o f I A A - 9 4 a n d D I D S o n t h e m e m b r a n e p o t e n t i a lo f p r e s s u r i z e d a r t e r i e s w e r e e x a m i n e d d i r e c t l y u s i n g i n t r a -c e l l u l a r e l e c t r o d e s . A r t e r i e s p r e s s u r i z e d t o 8 0 m m H g h a ds t a b l e m e m b r a n e p o t e n t i a l s o f - 3 9 + 2 mV n = 8 ) . I A A - 9 4

A3 0 0 / F M I A A - 9 4

.i

- 2 0 -cE DE2 60

2 m i n

C- ~ 0

8 - 2 0 -T -40 -E - - 6 0 -

h y p e r p o l a r i z e d t h e s e a r t e r i e s b y u p t o 1 7 mV F i g . 2 A a n dB ) , w i t h a h a l f - m a x i m a l r e s p o n s e i n d u c e d b y 1 5 + 1 - 9 /MI A A - 9 4 . We f o u n d , h o w e v e r , t h a t I A A - 9 4 h a d n o e f f e c t o nt h e m e m b r a n e p o t e n t i a l o f a r t e r i e s h e l d a t l o w p r e s s u r e i n t h ea b s e n c e o f t o n e F i g . 2 B ) , s u g g e s t i n g t h a t c h l o r i d e c h a n n e l sw h i c h c o n t r i b u t e t o m e m b r a n e d e p o l a r i z a t i o n a n d c o n t r a c t i o no f c e r e b r o v a s c u l a r s m o o t h m u s c l e a r e n o t s i g n i f i c a n t l ya c t i v a t e d i n t h e a b s e n ce o f t h e p r e s s u r e s t i m u l u s . DIDS 1 mM) a l s o h y p e r p o l a r i z e d t h e s m o o t h m u s c l e m e m b r a n ep o t e n t i a l i n p r e s s u r i z e d a r t e r i e s b y a m e a n v a l u e o f1 4 + 2 m V ; n = 8 ; F i g . 2 C ) . I n s e v e r a l e x p e r i m e n t s ,i s o l a t e d a r t e r i e s w e r e h e l d a t l o w p r e s s u r e 2 0 mmHg) a n dc o n s t r i c t e d b y e l e v a t i n g t h e K + c o n c e n t r a t i o n i n t h e b a t h i n gm e d i u m t o 6 0 mm. U n d e r t h e s e c o n d i t i o n s , n e i t h e r I A A - 9 4n o r D I D S w e r e a b l e r e l a x t h e a r t e r i e s F i g . 3 ) . I n t h ep r e s e n c e o f 6 0 mm e x t r a c e l l u l a r K+ , t h e m e m b r a n e p o t e n t i a lo f v a s c u l a r s m o o t h m u s c l e i s d e p o l a r i z e d t o a b o u t - 2 0 m V ,w h i c h i s n e a r t h e r e v e r s a l p o t e n t i a l f o r b o t h p o t a s s i u m a n dc h l o r i d e . U n d e r t h e s e c o n d i t i o n s , c h l o r i d e c h a n n e l b l o c k e r sw o u l d b e e x p e c t e d t o h a v e l i t t l e e f f e c t o n b l o o d v e s s e ld i a m e t e r i f m e m b r a n e h y p e r p o l a r i z a t i o n i s t h e i r p r i m a r ym e c h a n i s m o f v a s o d i l a t a t i o n .We t h e n c o n d u c t e d a d d i t i o n a l e x p e r i m e n t s t o s u p p o r t o u rc o n t e n t i o n t h a t a l t e r a t i o n i n c h l o r i d e c o n d u c t a n c e i s a n

BS 0 -E5 ~'-Nm - 1 0 - -15I

0

1 0 - 6 1 0 - 5 1 0 - 4I A A - 9 4 c o n c e n t r a t i o n M )

1 m M D I D S

2 m i n

F i g u r e 2 . D i r e c t a p p l i c a t i o n o f I A A - 9 4 a n d DIDS i n d u c e s h y p e r p o l a r i z a t i o n i n p r e s s u r i z e da r t e r y c e l l sA , e x a m p l e o f I A A - 9 4 - i n d u c e d h y p e r p o l a r i z a t i o n o f a s m o o t h m u s c l e c e l l w i t h i n t h e w a l l o f a p r e s s u r i z e d 8 0 mmHg) c e r e b r a l a r t e r y . B , d o s e - r e s p o n s e r e l a t i o n s h i p f o r I A A - 9 4 - i n d u c e d h y p e r p o l a r i z a t i o n s o fc e r e b r a l a r t e r i e s n = 3 - 5 ) . * , e f f e c t o f I A A - 9 4 o n m e m b r a n e p o t e n t i a l i n a r t e r i e s p r e s s u r i z e d t o8 0 mmHg; 0 , e f f e c t o f I A A - 9 4 o n m e m b r a n e p o t e n t i a l i n a r t e r i e s p r e s s u r i z e d t o 2 0 mmHg n = 4 ) , w h i c hi s b e l o w t h e p r e s s u r e r e q u i r e d t o i n d u c e s i g n i f i c a n t m y o g e n i c t o n e . C , e x a m p l e o f a D I D S - i n d u c e d h y p e r -p o l a r i z a t i o n o f a p r e s s u r i z e d 8 0 mmHg) c e r e b r a l a r t e r y .

J P h y s i o l . 5 0 2 . 2 2 6 1

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2 6 2 M . 1 : N e l s o n , M . A . C o n w a y , H . J K n o t a n d K P : . B r a y d e n J P h y s i o l . 5 0 2 . 2

E 1 5 0 Is 1 0 0Z 5 0 I I ;

N o r m a l PSS 6 0 mM K P SS 6 0 m M K P SS 6 0 mM K PSS+ +1 0 0 MI A A - 9 4 1 mM D I D S

E i g u r e 3 . E f f e c t o f T A A 9 4 nd DIDS o n a r t e r i zc o n s t M c t e d b y h i g h K +I A A - 9 4 a n d DIDS f a i l t o d i l a t e c e r e b r a l a r t e r i e sc o n s t r i c t e d b y e l e v a t i o n o f K+ i o n s i n t h e b a t h i n gm e d i u m n = 4 - 7 ) . I s o l a t e d a r t e r i e s w e r e p r e s s u r i z e d t o2 0 m m H g i n t r a v a s c u l s p r e s s u r e , w h i c h i s i n s u f f i c i e n tt o i n d u c e m e a s u r a b l e m y o g e n i c t o n e , a n d t h e nc o n s t r i c t e d i n 6 0 m M K+ P S S . I A A - 9 4 o r D I D S w a st h e n a x l d e d t o t h e b a t h i n g m e d i u m .

i m p o r t a n t m e c h a n i s m f o r p r e s s u r e - i n d u c e d d e p o l a r i z a t i o na n d v a s o c o n s t r i c t i o n o f c e r e b r a l a r t e r i e s . I f t h i s p r o p o s a l i sc o r r e c t , w e w o u l d p r e d i c t t h a t c h a n g e s i n t h e c o n c e n t r a t i o no f c h l o r i d e i n t h e b a t h i n g m e d i u m s h o u l d i n f l u e n c e t h i sa r t e r i a l r e s p o n s e . C o n s i s t e n t w i t h t h i s p r o p o s a l , r e d u c t i o no f b a t h c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n f r o m 1 4 0 t o 6 0 mM, w h i c hs h i f t s t h e e s t i m a t e d r e v e r s a l p o t e n t i a l f o r c h l o r i d e f r o m - 2 5to-2 m V , e n h a n c e d m y o g e n i c t o n e a t a l l p r e s s u r e s g r e a t e rt h a n 1 0 m m H g F i g . 4 ) .I t i s p o s s i b l e t h a t h y p e r p o l a r i z a t i o n a n d v a s o d i l a t a t i o ni n d u c e d b y c h l o r i d e c h a n n e l b l o c k e r s r e s u l t s f r o m a c t i v a t i o no f p o t a s s i u m c h a n n e l s . H o w e v e r , w e h a v e o b ; s e r v e d n o e f f i e c to f v a r i o u s p o t a s s i u m c h a n n e l b l o c k e r s N e l s o n ; Q u a y l e ,1 9 9 5 ) , i n c l u d i n g g l i b e n c l a m i d e 5 j U M ; b l o c k s A T P - s e n s i t i v eK+ c h a n n e l s ; n = 4 ) , TEA+ 1 mM; b l o c k s l a r g e - c o n d u c t a n c e ,c a l c i u m - s e n s i t i v e K+ c h a n n e l s a t t h i s c o n c e n t r a t i o n ; n = 3 ) ,B a C 1 2 1 O 2 U M ; b l o c k s i n w a r d r e c t i f i e r K + c h a n n e l s a t t h i sc o n c e n t r a t i o n ; n = 4 ) , o r 4 - a m i n o p y r i d i n e ( 3 m M ; b l o c k sv o l t a g e - d e p e n d e n t d e l a y e d r e c t i f i e r K+ c h a n n e l s ; n= 4 ) o nt h e h y p e r p o l a r i z i n g a n d d i l a t i n g a c t i o n s o f I A A - 9 4 . I t i sa l s o p o s s i b l e t h a t p r e s s u r e - i n d u c e d h y p e r p o l a r i z a t i o n r e s u l t sf r o m a n i n c r e a s e d n o n - s e l e c t i v e c a t i o n o r s o d i u m c o n d u c t a n c e .H o w e v e r , i n t h e a b s e n c e o f s o d i u m i n t h e b a t h i n g m e d i u m ,t h e d e p o l a r i z a t i o n a n d c o n s t r i c t i o n o f c e r e b r a l a r t e r i e s i nr e s p o n s e t o i n c r e a s e d t r a n s m u r a l p r e s s u r e w e r e n o t d i f f i e r e n tf r o m r e s p o n s e s o f a r t e r i e s b a t h e d i n n o r m a l s o l u t i o n a t8 0 mmHg, p e r c e n t a g e t o n e w a s 2 1 i 4 i n n o r m a l P S Sa n d 2 7 i 6 i n z e r o - s o d i u m P S S , a n d m e m b r a n e p o t e n t i a lwas-35 i 4 mV i n n o r m a l P S S and-33 i 4 mV i n z e r o -s o d i u m P S S ; n = 5 ) .

DISCUSSIONT h e r e s u l t s o f t h i s s t u d y s u p p o r t t h e p r o p o s a l t h a ta c t i v a t i o n o f c h l o r i d e c h a n n e l s i s a m a j o r m e c h a n i s m f o rp r e s s u r e - i n d u c e d m y o g e n i c t o n e i n c e r e b r a l a r t e r i e s .

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M . T N e l s o n , M . A . C o n wa y , H . J K n o t a n d J E . B r a y d e nL A N D R Y , D . W . , R E I T M A N , M . , C R A G O E , E . J . A L - A W Q A T I , Q . 1 9 8 7 ) .E p i t h e l i a l c h l o r i d e c h a n n e l . D e v e l o p m e n t o f i n h i b i t o r y l i g a n d s .J o u r n a l o f G e n e r a l P h y s i o l o g y 9 0 , 7 7 9 - 7 9 8 .L A R G E , W . A . W A N G , Q . 1 9 9 6 ) . C h a r a c t e r i s t i c s a n d p h y s i o l o g i c a lr o l e o f t h e C a 2 + - a c t i v a t e d C l - c o n d u c t a n c e i n s m o o t h m u s c l e .A m e r i c a n J o u r n a l o f P h y s i o l o g y 2 7 1 , C 4 3 5 - 4 5 4 .M E I N I N G E R , G . A . D A V I s , M . J . 1 9 9 2 ) . C e l l u l a r m e c h a n i s m si n v o l v e d i n t h e v a s c u l a r m y o g e n i c r e s p o n s e . A m e r i c a n J o u r n a l o f

P h y s i o l o g y 2 6 3 , H 6 4 7 - 6 5 9 .N E L S ON , M . T . Q U A Y L E , J . M . 1 9 9 5 ) . P h y s i o l o g i c a l r o l e s a n dp r o p e r t i e s o f p o t a s s i u m c h a n n e l s i n a r t e r i a l s m o o t h m u s c l e .A m e r i c a n J o u r n a l o f P h y s i o l o g y 2 6 8 , C 7 9 9 - 8 2 2 .P A C A U D , P . , L O I R A N D , G . , B A R O N , A . , M I R O N N E A U , C . M I R O N N E A U ,J . 1 9 9 1 ) . C a 2 + c h a n n e l a c t i v a t i o n a n d m e m b r a n e d e p o l a r i z a t i o nm e d i a t e d b y C l - c h a n n e l s i n r e s p o n s e t o n o r a d r e n a l i n e i n v a s c u l a rm y o c y t e s . B r i t i s h J o u r n a l o f P h a r m a c o l o g y 1 0 4 , 1 0 0 0 - 1 0 0 6 .S T R A N G E , K . , E M M A , F . J A C K S O N , P . S . 1 9 9 6 ) . C e l l u l a r a n dm o l e c u l a r p h y s i o l o g y o f v o l u m e - s e n s i t i v e a n i o n c h a n n e l s . A m e r i c a nJ o u r n a l o f P h y s i o l o g y 2 7 0 , C 7 1 1 - 7 3 0 .T A K E N A K A , T . , K A N N O , Y . , K I T A M U R A , Y . , H A Y A S H I , K . , S U Z U K I , H . S A R U T A , T . 1 9 9 6 ) . R o l e o f c h l o r i d e c h a n n e l s i n a f f e r e n t a r t e r i o l a rc o n s t r i c t i o n . K i d n e y I n t e r n a t i o n a l 5 0 , 8 6 4 - 8 7 2 .VAN R E N T E R G H E M , C . L A Z D U N S K I , M . 1 9 9 3 ) . E n d o t h e l i n a n d v a s o -p r e s s i n a c t i v a t e l o w c o n d u c t a n c e c h l o r i d e c h a n n e l s i n a o r t i c s m o o t hm u s c l e c e l l s . P f l u i g e r s A r c h i v 4 2 5 , 1 5 6 - 1 6 3 .W A N G , Q . L A R G E , W . 1 9 9 3 ) . A c t i o n o f h i s t a m i n e o n s i n g l e s m o o t hm u s c l e c e l l s d i s p e r s e d f r o m t h e r a b b i t p u l m o n a r y a r t e r y . J o u r n a l o fP h y s i o l o g y 4 6 8 , 1 2 5 - 1 3 9 .

A c k n o w l e d g e m e n t sT h i s w o r k w a s s u p p o r t e d b y g r a n t s f r o m N IH ( H L - 4 4 4 5 5 ,H L - 5 1 7 2 8 , H L - 5 8 2 3 1 ) a n d a n E s t a b l i s h e d I n v e s t i g a t o r A w a r d o ft h e A m e r i c a n H e a r t A s s o c i a t i o n t o J . E . B .A u t h o r ' s e m a i l a d d r e s sJ . E . B r a y d e n : b r a y d e n @ n o r t h p o l e . m e d u v m . e d uR e c e i v e d 2 1 M a r c h 1 9 9 7 ; a c c e p t e d 2 1 M a y 1 9 9 7 .

2 6 4 J . P h y s i o l . 5 0 2 . 2

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