本文關(guān)鍵詞：線粒體功能障礙在高鹽誘導(dǎo)心肌肥厚中的機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《第三軍醫(yī)大學(xué)》 2015年

線粒體功能障礙在高鹽誘導(dǎo)心肌肥厚中的機(jī)制研究

郎紅梅  

【摘要】：背景和目的:心血管疾病嚴(yán)重威脅人類的健康和生命,目前已成為危害人類健康的頭號(hào)殺手。心力衰竭是各種心臟疾病的嚴(yán)重和終末階段,患病率高,危害性大。心肌肥厚是心臟對(duì)各種應(yīng)激產(chǎn)生的適應(yīng)性增生,是心血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,持續(xù)的心肌肥厚可導(dǎo)致充血性心力衰竭、冠心病、猝死和中風(fēng)的發(fā)生。引起心肌肥厚的危險(xiǎn)因素很多,包括遺傳和環(huán)境因素。其中性別、年齡、種族、遺傳等因素屬于不可改變的因素。高血壓、糖尿病、肥胖、胰島素抵抗、酗酒、高鹽攝入、低鉀等因素與不健康的生活方式有關(guān)。公元前2200年鹽作為一種調(diào)味品在中國(guó)被廣泛使用,高鹽攝入成了中國(guó)飲食文化的一部分。流行病學(xué)調(diào)查顯示,中國(guó)北方人群攝鹽量明顯高于南方人群,我國(guó)北方地區(qū)居民攝鹽量大多超過15克,南方地區(qū)居民多超過10克,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界衛(wèi)生組織推薦的每日5克的攝鹽量。流行病學(xué)研究顯示我國(guó)北方高血壓及冠心病發(fā)病率顯著高于南方,北方高鹽膳食、中西南地區(qū)膳食嗜辣,提示膳食習(xí)慣差異可能對(duì)心血管代謝病有重要影響。辣椒素,是辣椒中的主要活性成份,其作用靶點(diǎn)為辣椒素受體(TRPV1)。TRPV1在體內(nèi)除神經(jīng)系統(tǒng)廣泛表達(dá)外,近年來發(fā)現(xiàn)其在全身多處組織有表達(dá)。我們前期的研究證實(shí)激活TRPV1可以降低血壓、減輕動(dòng)脈粥樣硬化、改善糖代謝和預(yù)防肥胖。辣椒素通過激活TRPV1增加小鼠的運(yùn)動(dòng)耐量、耗氧量和骨骼肌I型纖維含量改善骨骼肌的能量代謝。夜間血壓升高是高鹽飲食引起心肌肥厚的主要原因,我們的研究顯示激活TRPV1可以降低高鹽引起的夜間血壓升高。這些研究表明辣椒素對(duì)心血管代謝系統(tǒng)有保護(hù)作用。臨床和動(dòng)物研究顯示長(zhǎng)期高鹽攝入是獨(dú)立于血壓引起心肌肥厚的危險(xiǎn)因素,目前關(guān)于鹽與心肌肥厚的作用機(jī)制不明。研究發(fā)現(xiàn)線粒體功能失調(diào)可能導(dǎo)致心肌肥厚,引起心衰。正常情況下,成年人心臟主要由脂肪酸氧化供能,研究發(fā)現(xiàn),在左室肥厚和心衰發(fā)生之前,壓力負(fù)荷增加會(huì)導(dǎo)致心肌線粒體的能量代謝發(fā)生改變,心肌由脂肪酸供能轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟枪┠�。在心臟重塑的早期階段,能量代謝的這種改變?cè)诒Ｗo(hù)心臟不可逆損傷中起重要作用。UCP3屬于線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族,主要調(diào)節(jié)能量代謝和脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn),UCP3通過改善線粒體功能和減輕ROS引起的氧化應(yīng)激保護(hù)心臟。高鹽飲食主要導(dǎo)致壓力負(fù)荷增加,最開始的表現(xiàn)為心臟重塑。高鹽攝入引起的心臟負(fù)荷加重是否導(dǎo)致心肌能量代謝改變出現(xiàn)線粒體功能失調(diào),目前報(bào)道不多。因此,我們推測(cè)線粒體功能失調(diào)是高鹽導(dǎo)致心肌肥厚的重要原因,一些離子通道蛋白,比如TRPV1、UCP3可能參與了高鹽引起的心臟重塑。為了驗(yàn)證上述推測(cè),本研究分兩部分進(jìn)行。第一部分:我們提出假設(shè),辣椒素通過激活TRPV1改善線粒體功能減輕高鹽誘導(dǎo)的心肌肥厚。分題一重點(diǎn)探討膳食辣椒素激活TRPV1是否對(duì)高鹽誘導(dǎo)的心肌肥厚有保護(hù)作用。我們用小動(dòng)物心臟B超評(píng)價(jià)了長(zhǎng)期高鹽攝入對(duì)小鼠心臟的結(jié)構(gòu)和功能的影響;用小動(dòng)物跑步機(jī)評(píng)價(jià)小鼠運(yùn)動(dòng)耐力,并用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)觀察了高鹽小鼠的能量代謝及行為學(xué)改變。分題二:為了探討高鹽攝入引起的心肌肥厚是否與線粒體功能障礙有關(guān),我們用高分辨率呼吸功能測(cè)定儀評(píng)價(jià)了高鹽對(duì)小鼠線粒體呼吸功能的影響,測(cè)定了呼吸鏈酶活性。為了進(jìn)一步研究線粒體功能障礙在高鹽發(fā)病中的機(jī)制,第二部分我們重點(diǎn)探討了與線粒體功能關(guān)系密切的解偶聯(lián)蛋白3在高鹽誘導(dǎo)心肌肥厚中的作用。材料與方法:整個(gè)研究包括離體實(shí)驗(yàn)和在體實(shí)驗(yàn)。離體實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)的H9C2大鼠心肌細(xì)胞為研究對(duì)象,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行干預(yù)試驗(yàn)。在體試驗(yàn)采用了多種動(dòng)物模型。首先以TRPV1基因敲除(TRPV1-/-)和野生型小鼠為模型,隨機(jī)分為普食、高鹽(8%)和高鹽辣組(0.01%辣椒素和8%鹽)干預(yù)24周。另外,我們選取UCP3敲除和C57BL/6小鼠,隨機(jī)分為普食和高鹽(8%)組干預(yù)24周。1.整體動(dòng)物研究:1)記錄體重、血壓、心率、進(jìn)食量、飲水量等一般情況。2)小動(dòng)物超聲和運(yùn)動(dòng)耐力測(cè)試評(píng)價(jià)各組小鼠心臟結(jié)構(gòu)和功能的變化。3)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)評(píng)估各組小鼠整體能量代謝的變化。4)線粒體功能檢測(cè):測(cè)定各組小鼠心肌線粒體呼吸功能、呼吸鏈酶活性和ATP水平的改變。5)基因表達(dá)改變:蛋白免疫印跡法檢測(cè)各組小鼠心肌線粒體TRPV1、Sirt3、NDUFA9的蛋白表達(dá)變化。2.細(xì)胞水平研究:檢測(cè)大鼠心肌細(xì)胞TRPV1、Sirt3、NDUFA9的蛋白表達(dá)變化。結(jié)果:1.長(zhǎng)期高鹽攝入導(dǎo)致血壓升高、左室肥厚和心臟功能受損,膳食辣椒素通過激活TRPV1可以降低血壓、減輕心肌肥厚和改善心臟功能失調(diào)。2.長(zhǎng)期高鹽攝入導(dǎo)致小鼠整體能量代謝受損,自主活動(dòng)減少和運(yùn)動(dòng)耐力下降,膳食辣椒素通過激活TRPV1改善能量代謝、增加自主活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)耐力。3.TRPV1在小鼠心肌線粒體和體外培養(yǎng)的大鼠心肌細(xì)胞線粒體上特異性表達(dá)。TRPV1敲除和長(zhǎng)期高鹽攝入導(dǎo)致線粒體呼吸功能受損,膳食辣椒素通過激活TRPV1改善野生型小鼠高鹽導(dǎo)致的線粒體功能失調(diào),增加復(fù)合體Ⅰ、復(fù)合體I+II的氧化磷酸化和電子傳遞鏈能力。4.TRPV1敲除和高鹽攝入降低心肌線粒體復(fù)合體Ⅰ和檸檬酸合酶的酶活性,但對(duì)復(fù)合體Ⅱ的酶活性無明顯影響;膳食辣椒素通過激活TRPV1增加復(fù)合體Ⅰ和檸檬酸合酶的酶活性,但對(duì)復(fù)合體Ⅱ的酶活性無明顯作用。5.高鹽攝入和TRPV1敲除導(dǎo)致心肌線粒體ATP的產(chǎn)生減少,膳食辣椒素通過激活TRPV1增加心肌線粒體ATP水平。6.辣椒素通過激活TRPV1上調(diào)小鼠心肌線粒體和大鼠心肌細(xì)胞Sirt3和NDUFA9蛋白的表達(dá)。7.高鹽攝入獨(dú)立于血壓引起小鼠左室肥厚和左室舒張功能失調(diào);UCP3敲除小鼠比C57BL/6小鼠對(duì)鹽更敏感;UCP3敲除加重高鹽導(dǎo)致的心肌肥厚和心臟功能損害。結(jié)論:1.長(zhǎng)期高鹽攝入可以通過升高血壓或者獨(dú)立于血壓升高引起左室肥厚和心臟功能失調(diào)。2.長(zhǎng)期高鹽攝入導(dǎo)致心肌線粒體呼吸功能失調(diào),TRPV1和UCP3敲除加重高鹽引起線粒體呼吸功能受損。辣椒素通過激活TRPV1上調(diào)Sirt3和NDUFA9蛋白的表達(dá)增加復(fù)合體Ⅰ酶的活性和線粒體含量,增加心肌線粒體ATP的產(chǎn)生,從而改善高鹽導(dǎo)致的心肌線粒體功能障礙。3.UCP3敲除增加鹽敏感性,UCP3通過影響心肌線粒體功能對(duì)心臟有保護(hù)作用。

【關(guān)鍵詞】：
【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)】：R542.2
【目錄】：

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9 張愛華;;線粒體功能障礙在CKD發(fā)病機(jī)制中的作用[A];中國(guó)生理學(xué)會(huì)腎臟生理專業(yè)委員會(huì)第二屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2013年

10 劉玉龍;姜忠;周劍影;;線粒體DNA突變及其在生物劑量估算中的應(yīng)用[A];21世紀(jì)初輻射防護(hù)論壇第五次會(huì)議論文集[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 袁志勇;[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

2 言誠;[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2004年

3 葉少芳;[N];健康報(bào);2006年

4 許永付;[N];民族醫(yī)藥報(bào);2008年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 郎紅梅;線粒體功能障礙在高鹽誘導(dǎo)心肌肥厚中的機(jī)制研究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊偉;基于聾病特異性誘導(dǎo)多能干細(xì)胞研究m.1555A>G突變對(duì)線粒體功能的影響[D];浙江大學(xué);2015年

2 古今剛;線粒體DNA5178多態(tài)性、8296突變與2型糖尿病的相關(guān)性研究[D];武漢大學(xué);2005年

3 夏晶;DDAH2/ADMA通路在高糖誘導(dǎo)內(nèi)皮祖細(xì)胞線粒體功能障礙中的作用及機(jī)制[D];中南大學(xué);2013年

4 彭釗;解旋酶RecQL4出核機(jī)制的研究及分離純化線粒體的新方法的建立[D];中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所;2012年

5 唐璟;線粒體DNA3243、3316點(diǎn)突變與中國(guó)云南2型糖尿病的關(guān)系[D];昆明醫(yī)學(xué)院;2003年

6 周令;骨髓增生異常綜合征患者線粒體鐵蛋白表達(dá)研究[D];鄭州大學(xué);2013年

7 陳風(fēng);手術(shù)應(yīng)激后兒童外周血淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞凋亡和線粒體功能變化及臨床意義[D];蘇州大學(xué);2004年

8 羅晨;HP感染對(duì)PD患者血清氧化應(yīng)激狀態(tài)及血小板線粒體功能的影響[D];中南大學(xué);2007年

9 于君;線粒體DNA 14783、15235多態(tài)性與2型糖尿病的相關(guān)性研究[D];大連醫(yī)科大學(xué);2007年

10 謝玲君;非受體酪氨酸激酶c-Abl抑制劑誘導(dǎo)線粒體損傷并抑制線粒體自噬[D];安徽大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：線粒體功能障礙在高鹽誘導(dǎo)心肌肥厚中的機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：198992