本文關(guān)鍵詞：膳食因子咖啡因和薄荷醇調(diào)控血壓的機(jī)制研究　出處：《第三軍醫(yī)大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：背景和目的:高血壓是全球重大可控性慢性疾病,已成為腦卒中、冠心病和心腎功能衰竭等的主要原因,其發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)。在高血壓的發(fā)病機(jī)制中,環(huán)境因素所起的作用約占60%。流行病學(xué)研究證實(shí)50%的高血壓為鹽敏感性高血壓,而寒冷也是導(dǎo)致高血壓的重要環(huán)境因素。很多食物中的天然成分,如咖啡因和薄荷醇具有調(diào)控血壓的作用。因此,探索膳食因子調(diào)控血壓的作用及分子機(jī)制對(duì)高血壓及心血管疾病的防治有重要的意義�？Х纫蚴浅Ｓ玫木窕钚晕镔|(zhì),具有利尿和利鈉的作用。然而,由于咖啡因有激活交感神經(jīng)的作用,急性攝入咖啡因可升高血壓。近期研究發(fā)現(xiàn),慢性攝入咖啡因可以改善代謝綜合征,并有降低血壓的作用,但其機(jī)制還不清楚。鈉鹽攝入過多是導(dǎo)致原發(fā)性高血壓發(fā)生、發(fā)展的重要環(huán)境因素,腎集合管上皮鈉通道(Epithelial sodium channel,ENa C)在鈉的重吸收和血壓調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用。研究報(bào)道咖啡因能夠影響細(xì)胞中一些調(diào)控ENa C的激酶的活性,但咖啡因是否作用于這些激酶從而調(diào)節(jié)ENa C的表達(dá)和鈉的重吸收功能尚不清楚,咖啡因?qū)δI臟鈉重吸收和血壓的長(zhǎng)期效應(yīng)亦鮮有報(bào)道。薄荷醇為薄荷和薄荷精油中的主要成分,近年研究發(fā)現(xiàn)薄荷醇可激活感受寒冷的瞬時(shí)受體電位通道M8亞型(Transient receptor potential melastatin 8,TRPM8)。TRPM8屬于非選擇性陽(yáng)離子通道,能介導(dǎo)Ca2+、Na+、K+等陽(yáng)離子內(nèi)流。研究證實(shí),TRPM8除在神經(jīng)末梢表達(dá),在血管平滑肌也有表達(dá)。薄荷醇激活TRPM8使平滑肌細(xì)胞內(nèi)鈣信號(hào)增加,但尚不清楚薄荷醇調(diào)控血管收縮和舒張的分子機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)TRPM8對(duì)平滑肌細(xì)胞Ca2+內(nèi)流和肌漿網(wǎng)Ca2+釋放均有調(diào)節(jié)作用。因此,我們推測(cè)薄荷醇可能通過激活血管平滑肌TRPM8影響細(xì)胞內(nèi)Ca2+變化及相關(guān)信號(hào)通路,抑制血管收縮,降低血壓。為了驗(yàn)證上述推測(cè),本研究分為兩部分進(jìn)行。第一部分為咖啡因?qū)ρ獕旱恼{(diào)控,觀察長(zhǎng)期攝入咖啡因?qū)Ω啕}飲食的Dahl’s鹽敏感大鼠血壓的影響,從細(xì)胞和分子水平闡明慢性咖啡因干預(yù)調(diào)節(jié)血壓的機(jī)制,并觀察攝入咖啡因?qū)】等搜獕汉湍螂娊赓|(zhì)的影響。第二部分為薄荷醇對(duì)血壓的調(diào)控,探討薄荷醇激活TRPM8對(duì)血管收縮、舒張功能的調(diào)節(jié),及其具體的分子機(jī)制。材料方法:整個(gè)研究包括離體實(shí)驗(yàn)和在體實(shí)驗(yàn)�？Х纫�?qū)ρ獕旱恼{(diào)控使用Dahl’s鹽敏感性高血壓大鼠和腎集合管細(xì)胞M1CCD作為研究對(duì)象。薄荷醇對(duì)血壓的調(diào)控使用TRPM8-/-小鼠和同窩野生對(duì)照小鼠的腸系膜動(dòng)脈和培養(yǎng)的血管平滑肌細(xì)胞VSMCs作為研究對(duì)象。1.持續(xù)監(jiān)控高鹽飼料(對(duì)照組)和高鹽飼料+含0.1%咖啡因的水(咖啡因組)Dahl’s鹽敏感性高血壓大鼠的血壓和活動(dòng)度,每日測(cè)量飲水、進(jìn)食、體重。干預(yù)第15天結(jié)束時(shí)收集大鼠大便和24小時(shí)尿液檢測(cè)電解質(zhì)成分。大鼠腹腔注射ENa C特異性抑制劑阿米洛利后再次收集尿液測(cè)量尿電解質(zhì)成分,計(jì)算對(duì)照組和咖啡因組經(jīng)ENa C重吸收鈉的含量。2.小動(dòng)物超聲測(cè)量大鼠心臟結(jié)構(gòu)和功能。大鼠處死后測(cè)量腸系膜動(dòng)脈內(nèi)皮依賴和內(nèi)皮非依賴的舒張功能和電場(chǎng)刺激(Electrical field stimulation,EFS)介導(dǎo)的血管收縮功能,Ussing Chamber觀察咖啡因?qū)π∧c上皮電解質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響。3.Western blot檢測(cè)大鼠腎臟皮質(zhì)集合管ENa C的表達(dá)和調(diào)控ENa C相關(guān)激酶的表達(dá)情況及在調(diào)控ENa C中的作用,并在體外觀察咖啡因?qū)Na C通道活性的影響。4.測(cè)量健康志愿者飲用咖啡對(duì)24小時(shí)尿電解質(zhì)和動(dòng)態(tài)血壓的影響。5.Western blot檢測(cè)薄荷醇激活TRPM8-/-對(duì)血管平滑肌細(xì)胞Rho A/ROCK信號(hào)通路的影響。觀察薄荷醇對(duì)離體血管瞬時(shí)收縮成分和強(qiáng)直收縮成分的影響,并觀察去除血管內(nèi)皮對(duì)薄荷醇舒張血管作用的影響。結(jié)果:1.咖啡因干預(yù)組大鼠的收縮壓和平均動(dòng)脈壓顯著低于對(duì)照組大鼠,慢性咖啡因干預(yù)對(duì)大鼠活動(dòng)度、心率、心臟結(jié)構(gòu)、血漿兒茶酚胺及血管收縮和舒張功能均無(wú)影響。2.咖啡因干預(yù)顯著增加Dahl’s鹽敏感大鼠24h尿鈉濃度及24h鈉排出總量。3.使用ENa C特異性抑制劑阿米洛利后,咖啡因組增加的鈉排出量顯著低于對(duì)照組。而使用腎小管鈉/氯共轉(zhuǎn)運(yùn)體(NCC)抑制劑氫氯噻嗪后,兩組增加的鈉排出量無(wú)顯著性差異。4.咖啡因干預(yù)能顯著降低皮質(zhì)集合管αENa C表達(dá),而βENa C、γENa C和NCC表達(dá)無(wú)顯著性變化。5.咖啡因干預(yù)降低腸道鈉氫共轉(zhuǎn)運(yùn)體(NHE)介導(dǎo)的鈉水吸收,輕微增加糞便鈉排出。6.咖啡因能顯著增加小鼠腸粘膜上皮的短路電流(Isc),抑制c AMP的產(chǎn)生可抑制咖啡因介導(dǎo)的Isc升高。阻斷肌漿網(wǎng)ryanodine受體和鈣激活的鉀通道可降低咖啡因介導(dǎo)的Isc升高。7.咖啡因干預(yù)皮質(zhì)集合管細(xì)胞(M1CCD)可上調(diào)AMPKα表達(dá)及其磷酸化水平,抑制αENa C表達(dá),并降低其開放概率。8.健康志愿者喝普通咖啡15天后24小時(shí)尿量和尿鈉排出量顯著高于基線水平,收縮壓和舒張壓較對(duì)照組輕微降低。9.薄荷醇激活TRPM8可抑制U46619介導(dǎo)的小鼠腸系膜動(dòng)脈的血管收縮。10.薄荷醇對(duì)血管瞬時(shí)收縮和強(qiáng)直收縮成分均有抑制作用,但對(duì)強(qiáng)直收縮成分的抑制作用更強(qiáng)。薄荷醇對(duì)強(qiáng)直收縮成分的抑制作用與肌漿網(wǎng)鈣泵抑制劑和ROCK-2抑制劑Y27632類似。11.當(dāng)血管處于舒張狀態(tài)時(shí),薄荷醇濃度依賴的引起血管收縮,但血管收縮的幅度很小。薄荷醇的舒血管作用是內(nèi)皮非依賴性的。結(jié)論:1.慢性攝入咖啡因能減輕高鹽引起的鹽敏感大鼠血壓升高,與咖啡因增加鹽敏感大鼠尿鈉排出有關(guān)。2.咖啡因激活腎皮質(zhì)集合管細(xì)胞AMPK降低αENa C表達(dá),從而減少經(jīng)ENa C重吸收的鈉離子。3.慢性攝入咖啡因增加健康人尿鈉排出,輕微降低受試者血壓。4.薄荷醇通過抑制平滑肌細(xì)胞肌漿網(wǎng)鈣釋放和Rho A信號(hào)通路抑制血管收縮。薄荷醇的血管舒張作用是內(nèi)皮非依賴性的。
【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R544.1

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