寒冷ストレスの有無にかかわらず、水の摂取による加圧効果の基礎となる門脈神経の神経支配

Portal vein innervation underlying the pressor effect of water ingestion with and without cold stress.

• Shi-Hung Tsai
• Jou-Yu Lin
• Yu-Chieh Lin
• Yia-Ping Liu
• Che-Se Tung

抄録

水による加圧反応は、一過性の受容体電位チャネルTRPV4の活性化を介して、動物の肝門脈循環に伝達されると考えられている。我々は、この反応における門脈シグナル伝達のメカニズムの解明を目指した。45匹のラットを4つのグループに分けた：水を摂取しない対照ラット（WI）、WIを摂取した対照ラット、WIを摂取した門脈変性ラット（PVDWI）、WIを摂取したTRPV4アンタゴニスト処理ラット（抗TRPV4WI）。心血管系の応答は、実験全体を通してモニターした。データ解析は、記述的手法および血圧変動（BPV）および心拍変動（HRV）のスペクトルおよびクロススペクトル解析を用いて行った。主な結果は、コールドストレス試験（CS）前のベースライン（PreCS）において、WIはスペクトルパワーの変化、特に低周波BPV（LFBPV）および超低周波BPV（VLFBPV）の増加を伴うロバストな加圧および頻脈応答を誘発したが、超低周波HRVは減少したことであった。同様に、PVDWIでは、高周波数BPV、高周波数HRV、LFBPV、低周波数HRV、VLFBPVの増加を伴う圧迫反応と頻脈反応が誘発された。PreCS時のWIと比較すると、CS時のWIでは高周波BPV、LFBPV、VLFBPVの増加を伴う加圧・頻脈反応が誘発されたが、WIではCS時の加圧反応とそれに伴うLFBPV、VLFBPVの増加はすべてPVDWIによって増強される傾向にあった。しかし、PreCSとCSの両方でWIとPVDWIを比較すると、抗TRPV4WIはこれらの加圧反応を減衰させ、LFBPV、VLFBPV、および非常に低周波のHRVの増加を減衰させた。これらの結果から、門脈神経は、スプランク交感神経の活性化と水誘発性加圧反応の緩衝機構に重要な役割を果たしていることが示唆された。

Water-induced pressor response appears mediated through the activation of transient receptor potential channel TRPV4 on hepatic portal circulation in animals. We sought to elucidate the mechanism of portal vein signaling in this response. Forty-five rats were divided into four groups: control rats without water ingestion (WI), control rats with WI, portal vein denervation rats with WI (PVDWI), and TRPV4 antagonist-treated rats with WI (anti-TRPV4WI). Cardiovascular responses were monitored throughout the experiments. Data analysis was performed using descriptive methods and spectral and cross-spectral analysis of blood pressure variability (BPV) and heart rate variability (HRV). Key results showed that at baseline (PreCS) before cold stress trial (CS), WI elicited robust pressor and tachycardia responses accompanied by spectral power changes, in particular, increases of low-frequency BPV (LFBPV) and very-LFBPV (VLFBPV), but decrease of very-low-frequency HRV. PVDWI, likewise, elicited pressor and tachycardia responses accompanied by increases of high-frequency BPV, high-frequency HRV, LFBPV, low-frequency HRV, and VLFBPV. When compared with WI at PreCS, WI at CS elicited pressor and tachycardia responses accompanied by increases of high-frequency BPV, LFBPV, and VLFBPV, whereas in WI, the CS-evoked pressor response and the accompanied LFBPV and VLFBPV increases were all tended augmented by PVDWI. When compared with WI and PVDWI at both PreCS and CS, however, anti-TRPV4WI attenuated their pressor responses and attenuated their increased LFBPV, VLFBPV, and very-low-frequency HRV. The results indicate that the portal vein innervation is critical for a buffering mechanism in splanchnic sympathetic activation and water-induced pressor response.