Participation of potassium channels in the spasmolytic action of Solanum agrarium Sendtner on guinea-pig ileum and rat uterus

Solanum agrarium Sendtner known popularly as babá , gogóia , and melancia da praia . In folk medicine, the decoction of its roots is used as abortive (AGRA, 1991). In a preliminary study, Santos et al. (2003) demonstrated that crude ethanolic extract of aerial parts from S. agrarium (SA-EtOH) showed non-selective spasmolytic activity on guinea-pig ileum and rat uterus. The aim of the study was evaluate on the cytotoxic potential of SA-EtOH in rats erythrocytes and to investigate the spasmolytic action mechanism on guinea-pig ileum and rat uterus. SA-EtOH extract showed moderate hemolytic activity only at concentration of 243 and 500 μg/mL (Emax = 21.2 ± 3.2%). On guinea-pig ileum, SA-EtOH extract inhibited the cumulative concentration-response curves to carbachol (CCh) and histamine, and these were shifted to the right, in a non-parallel manner, with depression of the maximal effect (Emax), suggesting a noncompetitive antagonism. SA-EtOH extract relaxed in a significant and concentration dependent manner the ileum pre-contracted with 40 mM KCl (EC50 = 17.4 ± 3.5 μg/mL), 10-6 M CCh (EC50 = 119.4 ± 24.3 μg/mL) or 10-6 M histamine (EC50 = 18.7 ± 4.6 μg/mL), suggesting that SA-EtOH extract could be acting on voltage-gated Ca2+ channels (Cav). This assumption was confirmed by observation that SA-EtOH extract antagonized the CaCl2 induced contractions in the depolarizing medium without Ca2+. The finding that SA-EtOH extract relaxed (EC50 = 187.2 ± 27.3 μg/mL) the guinea-pig ileum pre-contracted with S-(-)-BAY K8644 suggests that the Ca2+ channel subtype involved is the CaV1. As the SA-EtOH extract was more potent in relaxing the body pre-contracted with KCl than by S-(-)-Bay K8644, it is suggestive of indirect blockade of the Cav1. We decided to investigate the participation of K+ channels in the spasmolytic action of SA-EtOH extract. The relaxation curve induced by SA-EtOH extract was rightward displacement only in the presence of tetraethylammonium (TEA+) 1 mM, this concentration is a selective blocker of the large conductance clacium-activated K+ channels (BKca) (EC50 = 37.7 ± 4.9 μg/mL) and 4-aminopyridine, selective blocker of the voltage activated K+ channels (Kv) (EC50 = 48.9 ± 6.2 μg/mL). On rat uterus, SA-EtOH extract inhibited the cumulative concentration-response curves to oxytocin, and these were shifted to the right, in a non-parallel manner, with depression of the maximal effect (Emax) suggesting a noncompetitive antagonism. SA-EtOH extract did not effective at relax the uterus pre-contracted with 60 mM KCl (Emax = 10.5 ± 5.0%), however relaxed in a significant and concentration dependent manner the rat uterus pre-contracted with 10-2 UI/mL (EC50 = 56.3 ± 8.2 μg/mL). Therefore, suggesting that SA-EtOH extract could be promoting its spasmolytic effect of indirect blockade influx Ca2+ by Cav, as observed in guinea-pig ileum. However, the relaxation curve induced by SA-EtOH extract was rightward displacement only in the presence of glibenclamide (EC50 = 124.8 ± 21.0 μg/mL), selective blocker of the ATP-sensitive K+ channels (KATP), different from that observed in guinea-pig ileum. These results suggest that SA-EtOH extract is not promoting the membrane injury on rat erythrocytes and that the spasmolytic action mechanism of SA-EtOH extract involves modulation/activation of BKCa and KV on guinea-pig ileum, and of KATP on rat uterus.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESSolanum agrarium Sendtner é conhecida popularmente por babá , gogóia e melancia da praia . O decocto da raiz é empregado popularmente como abortivo (AGRA, 1991). Em estudos anteriores, Santos et al., (2003) demonstraram que o extrato etanólico bruto obtido das partes aéreas de S. agrarium (SA-EtOH) apresentou atividade espasmolítica não seletiva em íleo de cobaia e útero de rata. O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial citotóxico do extrato SA-EtOH em eritrócitos de rato e investigar o mecanismo de ação espasmolítica em íleo de cobaia e útero de rata. O extrato SA-EtOH apresentou uma atividade hemolítica moderada apenas nas concentrações de 243 e 500 μg/mL (Emax = 21,2 ± 3,2%). Em íleo de cobaia, o extrato SA-EtOH inibiu as curvas cumulativas ao carbacol (CCh) e à histamina e estas foram desviadas para a direita de maneira não paralela com redução do Emax, sugerindo um antagonismo não competitivo. O extrato SA-EtOH relaxou de maneira dependente de concentração e significante o íleo de cobaia pré-contraído com 40 mM de KCl (CE50 = 17,4 ± 3,5 μg/mL), ou com 10 6 M de CCh (CE50 = 119,4 ± 24,3 μg/mL) ou de histamina (CE50 = 18,7 ± 4,6 μg/mL), sugerindo que o extrato SA-EtOH deve estar agindo bloqueando os canais de Ca2+ dependentes de voltagem (CaV). A confirmação desta hipótese veio com a observação de que o extrato SA-EtOH antagonizou as contrações induzidas por CaCl2 em meio despolarizante nominalmente sem Ca2+. O fato do extrato SA-EtOH ter relaxado (CE50 = 187,2 ± 27,3 μg/mL) o íleo pré-contraído com S-(-)-BAY K 8644 sugere que o canal de Ca2+ envolvido é o tipo CaV1. Como a potência relaxante do extrato SA-EtOH foi maior quando o órgão foi pré-contraído com KCl do que pelo S-(-)-Bay K8644, isto é sugestivo de que há um bloqueio indireto dos Cav1. Decidiu-se investigar a participação dos canais de K+ na ação espasmolítica do SA-EtOH. A curva de relaxamento induzida pelo extrato SA-EtOH foi desviada para direita apenas na presença de tetraetilamônio (TEA+) 1 mM, nessa concentração um bloqueador dos canais de K+ ativados por Ca2+ de grande condutância (BKCa) (CE50 = 37,7 ± 4,9 μg/mL) e na de 4-aminopiridina, bloqueador dos canais de K+ operados por voltagem (KV) (CE50 = 48,9 ± 6,2 μg/mL). Em útero de rata, o extrato SA-EtOH inibiu as curvas cumulativas à ocitocina e esta foi desviada para a direita de maneira não paralela com redução do Emax, sugerindo um antagonismo não competitivo. O extrato SA-EtOH não foi eficaz em relaxar o útero pré-contraído com 60 mM de KCl (Emax = 10,5 ± 5,0%), entretanto relaxou de maneira dependente de concentração o útero pré-contraído com 10-2 UI/mL ocitocina (CE50 = 56,3 ± 8,2 μg/mL). Diante deste fato, pode-se sugerir que o extrato SA-EtOH pode estar promovendo seu efeito espasmolítico pelo bloqueio indireto do influxo de Ca2+ através dos CaV, assim como o observado em íleo de cobaia. Entretanto, a curva de relaxamento induzida pelo extrato SA-EtOH foi desviada para direita apenas na presença de glibenclamida (CE50 = 124,8 ± 21,0 μg/mL), bloqueador seletivo dos canais de K+ sensíveis ao ATP (KATP), diferente do observado em íleo de cobaia. Esses resultados são sugestivos de que o extrato SA-EtOH não esteja promovendo injúrias a membrana dos eritrócitos de ratos e que o mecanismo de ação espasmolítica do extrato SA-EtOH se dá pela modulação/ativação dos BKCa e KV em íleo de cobaia e pelos KATP em útero de rata