Abstract
The mechanism of the contractile response of longitudial muscle of rabbit ileum to substance P (SP) has been investigated. The contractions in rabbit ileum under various conditions were recorded isometrically The following results were obtained. 1) The contractions by SP increased according to concentrations. SP·induced contraction was not sustained but faded rapidly at $10^{-7}M$. The response to the commutative addition of SP was decreased in comparison to the response to separate administration of each concentration . 2) The response to $10^{-8}M$ SP after 5 min application cf $10^{-7}M$ SP was increased with increasing the time interval between the administration of $10^{-7}$ and $10^{-8}M$ SP. 3) The treatment of rabbit ileum by $10^{-7}M$ SP for 5 min didn't decrease the response to $10^{-6}M$ acetylcholine. 4) $10^{-6}M$ atropine had no effect of the contractile response to $10^{-7}M$ SP. The response to $10^{-7}M$ SP was normal or subnormal in the presence of 3 mM tetraethylammonium(TEA). 5) 100k solution, $10^{-4}M$ ouabain, and Na-free solution inhibited the response to $10^{-8}M$ SP and 3 mM TEA completely, and to $10^{-7}M$ SP incompletely. 3 mM TEA induced a considerable contraction in K-free solution, but $10^{-8}M$ SP didn't induce the contraction. $10^{-6}M$ norepinephrine decreased the contractile responses to SP and TEA. 6) The contractile response to $10^{-7}M$ SP was dependent on the extracellular $Ca^{2+}$ concentrations to 1.8 mM. 7) The contractile response to $10^{-7}M$ SP remained 15% of the maximal response after bathing the ileum in a Ca-free solution for 2.5 min. 8) The responsiveness to SP was completely lost within 10 min of bathing in Ca-free solution, but was restored by the exposure to $Ca^{2+}$. The restorative effect of $Ca^{2+}$ depended on the concentration of $Ca^{2+}$, and on time for which the tissue exposed to this $Ca^{2+}$ concentration. These results suggest that there are two mechanisms of the action by which the low concentrations of substance P causes the contraction of intestinal smooth muscle: the reduction of K conductance and a mechanism dependent on the extracellular $Ca^{2+}$, and that high concentration of SP may elicit a contraction by releasing $Ca^{2+}$ from an intracellular store, which is not as sensitive to removal of extracellular $Ca^{2+}$ or as easily accessible to EGTA as the extracellular space of the muscle. The location of this store is not known; it may be associated with the internal side of the cell membrane.
가토의 회장평활근에서 substance P의 수축기전을 밝히기 위하여 본 실험을 시행하여 다음과 같이 요약하였다. 1) SP는 $10^{-9}M$부터 수축을 일으켜 $10^{-7}M$에서 최대수축을 나타내었고 그 생도는 $10^{-6}M$ acetylcholine에 의한 수축의 90%에 달하였다. 2) SP를 농도별로 부가적으로 투여할 때는 SP를 각 농도마다 따로 투여함 때보다 수축의 크기가 크게 감소하였다. 3) $10^{-7}M$ SP로 5분간 처리한 회장평활근의 $10^{-8}M$ SP에 글한 반응은 $10^{-7}M$과 $10^{-8}M$ SP 투여시간의 간격이 클수록 증가하여 20분후 정상으로 회복되었다. 4) $10^{-7}M$ SP로 3분 처리후에도 $10^{-6}M$ acetylcholine에 의한 수축은 영향을 받지 않았다. 5) $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 $10^{-6}M$ atropine에 의해 영향을 받지 않았고 3mM TEA전처치시 $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 정상이거나 약간 감소하였고 SP 전처치시 TEA 수축은 감소하였다. 6) $10^{-8}M$ SP와 3mM TEA에 의한 수축은 Na없는 용액, $10^{-4}M$ ouabain, 100k용액에 의해 완전히 억제되었고 $10^{-6}M$ NE 존재시는 40% 정도 억제되었다. $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 각 조건내서 완전히 억제되지 않았다. K없는 용액에서 $10^{-8}M$ SP 의한 수축은 완전히 억제되고 $10^{-7}M$ SP와 TEA에 의한 수축은 완전히 억제되지 않았다. 7) SP에 의한 수축은 0. 1 mM $Ca^{2+}$존재시 상당히 억제되었고 외부 $Ca^{2+}$증가시 증가하여 1.8 mM $Ca^{2+}$에서 최고에 달하였으며 그 이후는 오히려 감소하였다. SP수축의 감소속도는 0.5mM $Ca^{2+}$에 의해 증가하였으나 1.8mM이상의 $Ca^{2+}$농도에서는 영향을 받지 않았다. 8) $Ca^{2+}$없는 용액에서 $10^{-7}M$ SP는 수축을 일으켰고 그 수축의 크기는 $Ca^{2+}$없는 용액으로 처리시간이 증가함에 따라 감소하며 10분후 완전 소실되었다. 9) $Ca^{2+}$없는 용액으로 처리시간이 길어질수록 0.5mM $Ca^{2+}$에서 $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 감소하였다. 10) $Ca^{2+}$없는 용액에서 10분간 처리한 후 $10^{-7}M$ SP에 의한 수축은 Ca loading time이 길수록 외부 $Ca^{2+}$농도가 높을수록 증가하였다. 이상의 결과로 볼 때 저농도의 SP는 주로 외부 $Ca^{2+}$의 유입에 의해 수축을 일으키는 것으로 생각되며 이 $Ca^{2+}$의 유입에 관여하는 기전은 $K^+$투과도의 감소에 의한 막전위의 탈분극만으로 완전히 설명할 수 없었고 고농도의 SP에 의한 수축에는 세포내부 $Ca^{2+}$의 유리도 관여하고 이 $Ca^{2+}$저장고는 세포막과 밀접하게 연결되어 있는 것으로 생각된다.