Funktionelle Charakterisierung der murinen Aorta unter Berücksichtigung von Alter, Geschlecht und Aortenregion

Hintergrund: Die Regulation des Gefäßtonus spielt für viele physiologische und pathologische Prozesse des kardiovaskulären Systems eine wesentliche Rolle. Eine umfassende Untersuchung des Einflusses von Alter, Geschlecht und Segmentabschnitt auf die Gefäßfunktion erfolgte jedoch bislang noch nicht im ausreichenden Maße. In dieser Studie wurde die Gefäßfunktion der thorakalen Aorta der Maus unter Betrachtung der genannten Parameter untersucht.

Methoden: Je zwei proximale und distale Aortenringe der thorakalen Aorta descendens von vier bis sechs Monate alten weiblichen und männlichen Mäusen sowie von 18 bis 19 Monate alten weiblichen und männlichen Mäusen (C57BL/6J, n=12/Gruppe) wurden präpariert. Im Organbad ermittelten wir die Tonusänderung der Gefäßringe bei rezeptorunabhängiger Gefäßkontraktion durch Kaliumchlorid (KCl), alpha-Rezeptor-abhängiger Gefäßkontraktion durch Phenylephrin (PE), endothelabhängiger Relaxation durch Acetylcholin (ACh) und endothelunabhängiger Relaxation durch Natrium-Nitroprussid (SNP).

Ergebisse: Die Kraft der maximalen Gefäßkontraktion durch KCl und PE ist bei alten Mäusen signifikant größer als bei jungen Mäusen (KCl: 1,14±0,07 vs. 0,70±0,05 g; p<0,001; PE: 1,57±0,03 vs. 1,25±0,03 g; p<0,001). Die maximale relative Relaxation durch ACh ist bei alten Mäusen signifikant geringer als bei jungen Mäusen (80,72±2,04 vs. 86,46±1,57 %; p<0,05). Die Kraft der maximalen Gefäßkontraktion durch KCl und PE sowie die ED50 von ACh und SNP ist bei weiblichen Mäusen signifikant geringer als bei männlichen Mäusen (KCl: 1,39±0,04 vs. 1,45±0,05 g; p<0,05; PE: 0,81±0,06 vs. 1,05±0,09 g; p<0,05; ED50 ACh: 2,31E-8±9,25E-9 vs. 6,85E-8±1,67E-8 M; p<0,05; SNP: 1,75E-9±2,02E-10 vs. 3,43E-9±4,31E-10 M; p<0,01). Die Kraft der maximalen Gefäßkontraktion durch PE, nicht jedoch durch KCl, ist bei proximalen Aortenringen signifikant höher als bei distalen Aortenringen (PE: 1,11±0,07 vs. 0,75±0,05 g; p<0,001; KCl: 1,42±0,03 vs. 1,42±0,03 g; p<0,001). Die maximale relative Relaxation durch ACh ist bei proximalen Aortenringen signifikant geringer als bei distalen Aortenringen (78,98±1,73 vs. 87,98±1,36 g; p<0,001). Die ED50 von ACh und SNP ist bei proximalen Aortenringen signifikant höher als bei distalen Aortenringen (ACh: 7,61E-8±1,88E-8 vs. 1,60E-8±5,38E-9 M; p<0,01; SNP: 3,45E-9±4,23E-10 vs. 1,69E-9±2,19E-10 M; p<0,001).

Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse unserer Untersuchungen zeigen, dass die maximale Kontraktionskraft der murinen Aorta von Alter, Geschlecht und Lokalisation des Aortensegments abhängt. Die Lokalisationsabhängigkeit lässt sich dabei auf eine unterschiedliche Dynamik der alpha-Rezeptor-vermittelten Tonuserhöhung in proximalen und distalen Aortenabschnitten zurückführen. Die endothelabhängige Relaxationsfähigkeit nimmt im höheren Alter ab und ist an proximalen Gefäßabschnitten reduziert. Die endothelmediierte Vasorelaxation ist bei weiblichen Tieren und distalen Gefäßabschnitten stärker. Zusammenfassend konnten wir das Kontraktions- und Relaxationsverhalten der Aorta in Mäusen umfassend darstellen und damit grundlegend zu einem differenzierten Verständnis der Gefäßphysiologie in Abhängigkeit von Alter, Geschlecht und Segmentabschnitt beitragen, was für die Therapie von kardiovaskulären Erkrankungen und der Wirkung von vasotropen Pharmaka hochrelevant ist.