Zusammenfasssung
Hintergrund: Studien haben bei Patienten mit Normaldruckglaukom eine beeinträchtigte endothelabhängige Stickstoffmonoxidgefäßrelaxation gezeigt. Durchgeführt wurde die vorliegende Studie, um die relaxierende Wirkung von zwei potenziellen Nitrovasodilatatoren (Stickstoffmonoxidspender), CEDO 8956 und Hydralazin-Hydrochlorid (HCl) auf Kulturen von retinalen Mikrozirkulationsperizyten und glatten Muskelzellen der Arterie Ophthalmica des Rindes zu untersuchen. Material und Methoden: Zellen wurden auf Silikonmembranen kultiviert. Der kontraktile Tonus der Zellen wurde bevor und nach einer Aussetzung von verschiedenen Substanzen durch ein umgekehrtes Phasekontrastmikroskop beobachtet. Experimente wurden an Perizyten in Ab- (Kontrolle) und Anwesenheit (10 nM - 0,1 mM) von CEDO 8956, Hydralazin (HCl) oder Natrium Nitroprussid (SNP) durchgeführt. Experimente wurden auch an glatten Muskelzellen in Ab- (Kontrolle) und Anwesenheit (0,1 mM) von CEDO 8956 oder Hydralazin (HCl) durchgeführt. Ergebnisse: Im Vergleich zur Kontrolle (- 0,56 ± 10 %) wurden Perizyten signifikant durch SNP (100 ± 0 %, p < 0,001), aber weder durch CEDO 8956 (9,2 ± 15,4 %) noch Hydralazin HCl (20,6 ± 4,4 %) relaxiert. Im Vergleich zur Kontrolle (1,64 ± 5,3 %) wurden glatte Muskelzellen signifikant sowohl durch CEDO 8956 (46,2 ± 12,4 %, p < 0,05) als auch durch Hydralazin HCl (54,9 ± 9,1 %, p < 0,001) relaxiert. Schlussfolgerung: Diese Resultate schlagen vor, dass eine mögliche Heterogenität zwischen den Mikrozirkulationsperizyten der Netzhaut und den glatten Muskelzellen der Arterie Ophthalmica des Rindes in Kultur betreffs der relaxierenden Wirkung von CEDO 8956 und Hydralazin HCl existieren könnte. So wäre es theoretisch zu erwarten, dass CEDO 8956 und Hydralazin HCl nicht die besten Kandidaten für eine selektive Verbesserung der Durchblutung in der Kapillarenzirkulation der Netzhaut und des Sehnervenkopfes sein würden.
Abstract
Background: It hs been reported that some glaucoma patients have deficient endothelial nitric oxide production. The effect of the presupposed nitrovasodilators CEDO 8956 and hydralazine hydrochloride (HCl) on bovine retinal microcirculation pericytes and ophthalmic artery smooth muscle cells are investigated. Methods: Cells were cultured on silicone membranes and their contractile tone observed by phase contrast inverted microscopy before and after exposure by fluid exchange to different drugs at various concentrations. Experiments were conducted with pericytes in the absence (control) or in the presence (10 nM - 0.1 mM) of CEDO 8956, hydralazine HCl, or sodium nitroprusside (SNP). Experiments were conducted with smooth muscle cells in the absence (control) or in the presence (0.1 mM) of CEDO 8956, or hydralazine HCl. Results: In comparison to control (- 0.56 ± 10 %), pericytes were significantly relaxed by SNP (100 ± 0 %, p < 0.001), but not by CEDO 8956 (9.2 ± 15.4 %) or hydralazine HCl (20.6 ± 4.4 %). In comparison to control (1.64 ± 5.3 %), smooth muscle cells were significantly relaxed by CEDO 8956 (46.2 ± 12.4 %, p < 0.05) and hydralazine HCl (54.9 ± 9.1 %, p < 0.001). Conclusions: These results suggest a possible heterogeneity between cultured bovine microcirculation pericytes and ophthalmic artery vascular smooth muscle cells in the relaxing response to CEDO 8956 and hydralazine HCl. Apparently, these two drugs might not be first choice candidates in order to attempt to try to selectively improve circulation in the retina or the optic nerve head capillary network.
Schlüsselwörter
Okulärer Blutfluss - Glaukom - Normaldruckglaukom - Stickstoffmonoxid - Sehnervenkopf - Diabetes
Key words
Ocular blood flow - glaucoma - normal tension glaucoma - nitric oxide - diabetes
References
1 Shields M B. Textbook of Glaucoma. Baltimore, MA; Williams & Wilkins 1998 4th edition: 1-588
2
Frank R N, Dutta S, Mancini M A.
Pericyte coverage is greater in the retinal than in the cerebral capillaries of the rat.
Invest Ophthalmol Vis Sci.
1987;
28
1086-1091
3
Frank R N, Turczyn T J, Das A.
Pericyte coverage of retinal and cerebral capillaries.
Invest Ophthalmol Vis Sci.
1990;
31
999-1007
4 Haefliger I O, Anderson D R. Blood flow regulation in the optic nerve head. In: Ritch R, Shields MB, Krupin T (eds) The Glaucomas. St Louis, MI; Mosby-Year Book, Inc 1995 2nd edition: 189-197
5
Anderson D R.
Glaucoma, capillaries and pericytes. 1. Blood flow regulation.
Ophthalmologica.
1996;
210
257-262
6
Pillunat L E, Stodtmeister R, Wilmanns I.
Pressure compliance of the optic nerve head in low tension glaucoma.
Br J Ophthalmol.
1987;
71
181-187
7
Flammer J.
Therapeutical aspects of normal-tension glaucoma.
Curr Opin Ophthalmol.
1993;
4
58-64
8 Flammer J. To what extent are vascular factors involved in the pathogenesis of glaucoma? . In: Kaiser HJ, Flammer J, Hendrickson Ph (eds) Ocular Blood Flow. Basel, Switzerland; Karger 1996: 12-39
9
Gasser P, Flammer J.
Short- and long-term effect of nifedipine on the visual field of patients with presumed vasospasm.
J Int Med Res.
1990;
18
334-339
10
Pillunat L E, Lang G K, Harris A.
The visual response to increased ocular blood flow in normal pressure glaucoma.
Surv Ophthalmol.
1994;
38 (Suppl)
S139-S148
11
Kanellopoulos A J, Erickson K A, Netland P A.
Systemic calcium channel blockers and glaucoma.
J of Glaucoma.
1996;
5
357-362
12
Kitazawa J, Shirai H, Go F J.
The effect of calcium antagonist on visual field in low-tension glaucoma.
Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol.
1989;
227
408-412
13
Haefliger I O, Flammer J, Lüscher T F.
Nitric oxide and endothelin-1 are important regulators of human ophthalmic artery.
Invest Ophthalmol Vis Sci.
1992;
33
2340-2343
14
Haefliger I O, Zschauer A, Anderson D R.
Relaxation of retinal pericytes contractile tone through the nitric oxide-cyclic guanosine monophosphate pathway.
Invest Ophthalmol Vis Sci.
1994;
35
991-997
15
Haefliger I O, Bény J-L, Lüscher T F, Flammer J.
Endothelium-dependent vasoactive modulation in the ophthalmic circulation.
Prog Ret Eye Res.
2000;
20
209-225
16
Henry E, Newby D E, Webb D J, O'Brien C.
Peripheral endothelial dysfunction in normal pressure glaucoma.
Invest Ophthalmol Vis Sci.
1999;
40
1710-1714
17
Anderson D R, Davis E B.
Glaucoma, capillaries and pericytes. 2. Identification and characterization of retinal pericytes in culture.
Ophthalmologica.
1996;
210
263-268
18
Flammer J, Haefliger I O, Orgul S, Resink T J.
Vascular dysregulation: a principal risk factor for glaucomatous damage?.
J of Glaucoma.
1999;
8
212-219
19
Schuman J S, Erickson K, Nathanson J A.
Nitrovasodilator effects on intraocular pressure and outflow facility in monkeys.
Exp Eye Res.
1994;
58
99-105
20
Nathanson J A.
Nitrovasodilators as a new class of ocular hypotensive agents.
J Pharmacol Exp Ther.
1992;
260
956-965
Ivan O. Haefliger
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