Abstract
Potassium channels play an important role in regulating vascular smooth muscle tone. Four types of $K^+$ channels areknown to be expressed in vascular smooth muscle cells, and maxi $Ca^{2+}-activated\;K^+$ channel $(BK_{Ca})$ is a dominant type of $K^+$ channels in these cells. Because total ginseng saponins and ginsenoside $Rg_3$ cause vasodilation with unclear mechanisms, we hypothesized that total ginseng saponins and ginsenoside $Rg_3$ induce vasodilation via activation of maxi $Ca^{2+}-activated\;K+$ channels. Whole-cell BKe. currents were voltage-dependent with half maximum activation at -14 mV, and the currents were sensitive to nanomolar ChTX and millimolar TEA. External application of total ginseng saponins increased the anlplitude of the whole-cell BKe. current in a concentration-dependent manner. Single-channel analysis indicates that total ginseng saponins caused the channel opening for a longer period of time. Ginsenoside $Rg_3$ increased the amplitude of whole-cell $K_{Ca}$ currents without affecting voltage dependence of the currents and increased single-channel open time. Hence, the results suggest that ginseng saponin-induced vasodilation may be due to activation of $K_{Ca}$.
혈관의 평활근 세포막에 존재하는 포타슘채널은 근세포의 막전압을 조절하여 근수축 및 이완을 조절한다. 네가지 유형의 포타슘채널이 근세포막에 존재하며 이중 전도도가 큰 칼슘의존성-포타슘채널$(BK_{Ca})$은 평활근 막전압 조절에 중요한 기능을 담당하는 채널로 알려져 있다. 현재 홍삼 복합사포닌이 혈관 평활근의 이완을 증진시켜 혈압강하를 촉진시킨다고는 알려져 있으나 어떤 분자적 기전이나 전기생리학 기전으로 작용하는지 정확히 알려져 있지 않다. 본 연구는 홍삼 복합사포닌 및 사포닌 $Rg_3$ 성분이 토끼 관상동맥 평활근 세포의 $BK_{Ca}$채널의 활성을 증진시켜 막전압을 과분극시키고 곧 평활근 이완을 촉진한다는 가설을 테스트하였다. 관상동맥 평활근세포의 $BK_{Ca}$채널은 막전압 의존성, 외향정류(outward rectification) 특성을 보였고 단일채널의 전도도는 200pS으로 측정되었으며 charybdotoxin 및 tetraethylammonium에 억제되는 약리학적 특성을 보였다 Whole-cell $BK_{Ca}$활성은 홍삼 복합사포닌에 의해서 농도 의존적으로 증가되었으나 막전압 의존성은 변화되지 않았으며, 단일채널이 열리는 시간은 증가되었다. 홍삼 사포닌 $Rg_3$성분도 막전압 의존성에는 영향을 주지 않으면서$BK_{Ca}$의 활성을 증가시켰으며 단일채널이 열리는 시간도 증가시켰다. 따라서 홍삼 복합사포닌 및 사포닌 $Rg_3$성분은 $BK_{Ca}$의 활성을 증가시켜 막전압을 과분극시켜 평활관의 이완을 촉진한다고 여겨진다.