β3-Adrenoceptors: relaxant function and mRNA detection in smooth muscle cells isolated from the human colon

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Abstract

Functional involvement of β3-adrenoceptors in controlling human gastrointestinal motility has not been unequivocally assessed yet. The direct myogenic contribution of these receptors was examined, by in vitro functional studies and analysis of mRNA expression, on smooth muscle cells separately isolated from taenia coli and circular muscle layers of the human colon. Isoproterenol, a nonselective β-adrenoceptor agonist, relaxed, in a concentration-dependent manner, both human taenia coli and circular colonic smooth muscle cells, although displaying a higher intrinsic activity (65.3 ± 2.3 vs. 55.2 ± 1.4% maximal relaxation) and potency (pEC50: 7.41 ± 0.07 vs. 6.32 ± 0.08) were greater on taenia coli than circular cells. In the presence of the β1-antagonist CGP20712A and of the β2-antagonist ICI 118,551, a 25–30% decrease in isoproterenol intrinsic activity was observed on both cell types and on taenia coli, the nonselective β1/β2-antagonist propranolol produced a rightward shift of the isoproterenol concentration-response curve with mean estimated pKB values (8.12 ± 0.27 at 0.1 μM and 6.45 ± 0.13 at 1 μM) lower than that expected for both β1- and β2-adrenoceptors. CGP12177A and SR 58611A, two β3-adrenoceptor agonists, presented an intrinsic activity comparable to that of isoproterenol in the presence of β1- and β2-antagonists, the former being more potent on taenia coli than on circular smooth muscle cells. β3-Adrenoceptor mRNA was detected by reverse transcription PCR on both cell types. These results strongly suggest a direct functional role of β3-adrenoceptors in the human colon.

L'implication fonctionnelle des récepteurs adrénergiques β3 dans le contrôle de la motilité gastro-intestinale chez l'humain n'a pas encore été établie sans équivoque. La contribution myogénique directe de ces récepteurs a été examinée par des analyses fonctionnelles in vitro et par des analyses d'expression de l'ARNm chez des cellules des muscles lisses isolées séparément des tænia coli ou des couches musculaires circulaires du côlon humain. L'isoprotérénol, un agoniste non sélectif des β-adrénorécepteurs, a permis de relâcher, d'une manière dose-dépendante, les cellules des muscles lisses circulaires et des tænia coli du côlon humain, bien qu'il ait eu une activité intrinsèque (65,3 ± 2,3 vs 55,2 ± 1,4% de relâchement maximal) et une puissance (pEC50 7,41 ± 0,07 vs 6,32 ± 0,08) supérieures sur les cellules des tænia coli. En présence de l'agoniste β1 CGP20712A et de l'agoniste β2 ICI 118,551, une diminution de 25 à 30% de l'activité intrinsèque de l'isoprotérénol a été observée chez les deux types cellulaires. Sur les tænia coli, le propranolol, un antagoniste β1/β2, a déporté la courbe de réponse à l'isoproténérol vers la droite et a résulté en des valeurs moyennes de pKB (8,12 ± 0,27 à 0,1 μM et 6,45 ± 0,13 à 1 μM) plus faibles qu'attendues pour les adrénorécepteurs β1 et β2. Le CGP12177A et le SR 58611A, 2 agonistes des adrénorécepteurs β3, ont affiché une activité intrinsèque comparable à celle de l'isoprotérénol en présence des antagonistes b1 et β2, le premier étant plus actif sur les tænia coli que sur les cellules des muscles circulaires lisses. L'ARNm de l'adrénorécepteur β3 a été détecté par RT-PCR chez les 2 types de cellules. Ces résultats suggèrent fortement un rôle fonctionnel direct des adrénorécepteurs β3 dans le côlon humain.

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