Jakie metody badawcze zastosowano?
Badanie przeprowadzone przez zespół naukowców miało na celu określenie mechanizmu, w jakim chloroquine hamuje skurcz naczyń wywołany przez agonistę receptora alfa-1 adrenergicznego – fenylefrynę. Eksperyment przeprowadzono na izolowanych aortach szczurzych oraz na hodowlach komórkowych mięśni gładkich naczyń, co pozwoliło na dokładną analizę zachodzących procesów sygnalizacji komórkowej.
Badaną populację stanowiły izolowane aorty szczurów Sprague Dawley o wadze 230-280 g oraz pierwotne hodowle komórek mięśni gładkich naczyń wyprowadzone z tych aort. W eksperymentach wykorzystano zarówno aorty z zachowanym endotelium, jak i pozbawione warstwy śródbłonkowej, aby określić rolę endotelium w badanym mechanizmie. Dodatkowo zastosowano inhibitor syntazy tlenku azotu (L-NAME) w celu wykluczenia wpływu NO na obserwowane efekty.
- Chloroquine hamuje skurcz naczyń wywołany fenylefryną poprzez blokowanie receptora alfa-1 adrenergicznego
- Efekt hamujący jest niezależny od obecności śródbłonka naczyniowego
- Działanie chloroquine jest zależne od stężenia:
– Niskie stężenia (10⁻⁵ M) hamują głównie skurcz zależny od wapnia
– Wysokie stężenia (3×10⁻⁵ M) wpływają na mechanizm uwrażliwienia na wapń
Jakie mechanizmy działania wykazuje chloroquine?
Kluczowym odkryciem badania jest fakt, że chloroquine (w stężeniach 10⁻⁵ M i 3×10⁻⁵ M) hamuje skurcz naczyń wywołany fenylefryną w sposób zależny od stężenia. Co istotne, efekt ten obserwowano zarówno w naczyniach z zachowanym śródbłonkiem, jak i pozbawionych endotelium, co wskazuje na bezpośrednie działanie na mięśnie gładkie naczyń. Selektywny inhibitor receptora alfa-1 adrenergicznego – prazosyna – znosił hamujące działanie chloroquine, co sugeruje, że chloroquine działa poprzez blokowanie receptora alfa-1 adrenergicznego. Potwierdzeniem tego mechanizmu były eksperymenty z użyciem nieodwracalnego inhibitora receptorów alfa – phenoxybenzamine, które wykazały, że chloroquine częściowo chroni receptor alfa-1 przed jego blokowaniem przez phenoxybenzamine.
Na poziomie molekularnym wykazano, że chloroquine hamuje fosforylację kinazy białkowej C (PKC), translokację Rho-kinazy (ROCK-2) do błony komórkowej oraz fosforylację łańcuchów lekkich miozyny (MLC₂₀) indukowane przez fenylefrynę. Te trzy procesy są kluczowe dla skurczu mięśni gładkich naczyń. Dodatkowo, pomiary jednoczesnego stężenia wapnia wewnątrzkomórkowego ([Ca²⁺]ᵢ) i napięcia mięśniowego wykazały, że chloroquine hamuje zarówno wzrost [Ca²⁺]ᵢ (głównie przy niskich stężeniach fenylefryny), jak i skurcz (w szerszym zakresie stężeń fenylefryny). Sugeruje to, że chloroquine wpływa zarówno na mechanizmy zależne od wapnia, jak i na uwrażliwienie na wapń.
Interesujące jest, że chloroquine nie wpływało na skurcz wywołany KCl (aktywator kanałów wapniowych zależnych od napięcia) ani znacząco nie zmieniało odpowiedzi na 5-hydroksytryptaminę, co wskazuje na specyficzność działania wobec receptora alfa-1 adrenergicznego. Badanie to dostarcza ważnych informacji na temat mechanizmu działania chloroquine na układ naczyniowy, co może mieć istotne znaczenie kliniczne w kontekście toksyczności tego leku.
Warto podkreślić, że skurcz mięśni gładkich naczyń wywołany przez agonistów takich jak fenylefryna jest mediowany zarówno przez mechanizmy zależne od wapnia, jak i przez mechanizmy uwrażliwiające na wapń. Fenylefryna, działając na sprzężony z białkiem G receptor alfa-1 adrenergiczny, zwiększa poziom wapnia wewnątrzkomórkowego poprzez napływ wapnia przez kanały wapniowe zależne od receptora i napięcia oraz uwalnianie wapnia z retikulum sarkoplazmatycznego. Ponadto, fenylefryna aktywuje PKC i Rho-kinazę, co prowadzi do skurczu naczyń poprzez zahamowanie fosfatazy łańcuchów lekkich miozyny, mechanizm znany jako skurcz mediowany przez uwrażliwienie na wapń.
- Toksyczne dawki chloroquine mogą prowadzić do rozszerzenia naczyń i hipotensji poprzez blokadę receptorów alfa-1 adrenergicznych
- W przypadku ciężkiej hipotensji spowodowanej przedawkowaniem chloroquine, standardowe dawki leków presyjnych (np. fenylefryny, norepinefryny) mogą być niewystarczające
- Może być konieczne zastosowanie wyższych dawek agonistów receptorów alfa-1 u pacjentów z toksycznością chloroquine
Jakie znaczenie kliniczne mają wyniki badania?
W przeprowadzonym badaniu wykazano, że niskie stężenia chloroquine (10⁻⁵ M) hamują wzrost [Ca²⁺]ᵢ i skurcz wywołany tylko przez niskie stężenia fenylefryny (10⁻⁸ M), co sugeruje, że niskie stężenia chloroquine głównie hamują skurcz zależny od wapnia. Natomiast wysokie stężenia chloroquine (3×10⁻⁵ M) hamowały skurcz wywołany szerokim zakresem stężeń fenylefryny (10⁻⁸ do 10⁻⁵ M), podczas gdy wzrost [Ca²⁺]ᵢ był hamowany tylko przy niskich stężeniach fenylefryny (10⁻⁸ i 3×10⁻⁸ M). Sugeruje to, że wysokie stężenia chloroquine głównie zmniejszają skurcze mediowane przez mechanizm uwrażliwienia na wapń.
Wyniki badania sugerują, że toksyczne dawki chloroquine (śmiertelne stężenie w osoczu: 5,82×10⁻⁶ M) mogą powodować rozszerzenie naczyń i w konsekwencji hipotensję poprzez blokadę receptorów alfa-1 adrenergicznych. Ma to istotne implikacje kliniczne – w przypadkach ciężkiej hipotensji spowodowanej toksyczną dawką chloroquine, agoniści receptorów alfa-1 (takie jak fenylefryna czy norepinefryna) mogą być mniej skuteczni lub wymagać wyższych dawek niż u pacjentów bez toksyczności chloroquine.
Podsumowanie
Badania przeprowadzone na izolowanych aortach szczurzych i hodowlach komórkowych mięśni gładkich naczyń wykazały, że chloroquine hamuje skurcz naczyń wywołany fenylefryną poprzez blokowanie receptora alfa-1 adrenergicznego. Efekt ten jest niezależny od obecności śródbłonka naczyniowego. Na poziomie molekularnym chloroquine hamuje fosforylację kinazy białkowej C, translokację Rho-kinazy oraz fosforylację łańcuchów lekkich miozyny. Niskie stężenia leku głównie hamują skurcz zależny od wapnia, podczas gdy wysokie stężenia wpływają na mechanizm uwrażliwienia na wapń. Odkrycia te mają istotne znaczenie kliniczne, szczególnie w kontekście leczenia hipotensji u pacjentów z toksycznym przedawkowaniem chloroquine, gdzie standardowe dawki agonistów receptorów alfa-1 mogą okazać się niewystarczające.
