本文關(guān)鍵詞：內(nèi)源性一氧化氮合酶抑制物與1型糖尿病大鼠心功能及心肌線粒體功能障礙，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中南大學(xué)》 2012年

內(nèi)源性一氧化氮合酶抑制物與1型糖尿病大鼠心功能及心肌線粒體功能障礙

潘瑤  

【摘要】：一、研究背景和目的 糖尿病是嚴(yán)重危害人類健康的常見疾病,糖尿病并發(fā)心血管疾病,尤其是糖尿病心肌病已成為糖尿病病人死亡的重要原因。然而,其發(fā)病機(jī)制不清楚。糖尿病心肌病是一類不依賴動(dòng)脈粥樣硬化和高血壓存在的特殊性、非缺血性心肌病。臨床最早出現(xiàn)左心室舒張功能障礙,并左心室順應(yīng)性降低和左心室肥厚；然后發(fā)展為收縮功能障礙,左心室擴(kuò)張并出現(xiàn)各種心律失常以致心力衰竭。糖尿病心肌病的主要病理改變是心肌微血管內(nèi)皮細(xì)胞損害、內(nèi)膜下纖維增生、毛細(xì)血管基底膜增厚、間質(zhì)炎癥、心肌纖維化、心肌細(xì)胞凋亡等。臨床上糖尿病主要分為1型和2型糖尿�。浑m然臨床上90%的糖尿病都是2型糖尿病,但1型糖尿病大多發(fā)病早,在青少年期間就發(fā)病,故病程長；而且治療上依賴胰島素,因此更易并發(fā)心血管并發(fā)癥。越來越多的文獻(xiàn)報(bào)道,糖尿病心肌病與線粒體功能障礙密切相關(guān)；我室近年來也研究發(fā)現(xiàn),在高脂飼養(yǎng)加小劑量的鏈脲佐菌素(STZ)一次性腹腔注射誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠,血中內(nèi)源性一氧化氮合酶(NOS)抑制物非對(duì)稱二甲基精氨酸(ADMA)明顯升高,并與心肌線粒體功能障礙和線粒體生物合成降低有關(guān)；但未同步檢測糖尿病大鼠心功能的變化。因此,本研究擬在STZ誘導(dǎo)的1型糖尿病大鼠,進(jìn)一步探討內(nèi)源性ADMA升高與糖尿病心功能不全和心肌線粒體功能障礙三者之間的關(guān)系,為闡明糖尿病心肌病的發(fā)病機(jī)制提供新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 二、方法 1、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：給兩月齡體重在200～220g的雄性SD大鼠一次性腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)(65mg/kg,溶于0.1mol/L檸檬酸緩沖液,pH4.2)以制備1型糖尿病大鼠模型；采用頸動(dòng)脈插管至左心室直接檢測血流動(dòng)力學(xué)和心功能指標(biāo)的變化；測定心肌組織ATP含量,用RT-PCR檢測心肌組織解偶聯(lián)蛋白(UCP2)的轉(zhuǎn)錄水平；用PCR及RT-PCR測定心肌組織線粒體基因：細(xì)胞色素C氧化酶亞基I(COX I)與核基因：β-actin拷貝數(shù)的比值以及過氧化物酶體增殖物激活受體γ線粒體生物合成；用高效液相色譜測定大鼠血清中ADMA濃度,用Western blotting檢測心肌ADMA的主要合成酶：蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶1(PRMT1)和ADMA主要代謝酶：二甲基精氨酸-甲胺水解酶(DDAH),以及內(nèi)皮型NOS (eNOS)和誘導(dǎo)性NOS (iNOS)蛋白表達(dá),用比色法測定心肌組織DDAH及NOS活性以及NO代謝產(chǎn)物含量,以反映心肌組織PRMT1/DDAH/ADMA/NOS/NO通路的變化；還測定心肌組織脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物：丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶：超氧化物岐化酶(SOD)活性以反應(yīng)氧化應(yīng)激。 2、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)用內(nèi)源性NOS抑制物ADMA和外源性NOS抑制物L(fēng)-硝基精氨酸(L-NNA)或L-硝基精氨酸甲酯(L-NAME)孵育培養(yǎng)的大鼠心肌細(xì)胞株H9C2細(xì)胞48h,然后用Western blotting檢測心肌細(xì)胞中PRMT1/DDAH/ADMA/NOS通路蛋白的表達(dá)改變。 三、結(jié)果 1、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：與正常大鼠相比,STZ誘導(dǎo)的1型糖尿病大鼠血糖明顯升高,尿糖呈強(qiáng)陽性,體重明顯下降,心臟質(zhì)量也下降,使心指數(shù)(HMI)相對(duì)增加；糖尿病模型大鼠心率(BPM)比正常大鼠明顯減慢,心動(dòng)周期延長,收縮期也延長；左心室等容舒張壓平均變化速率(IRP Average dp/dt)明顯降低,舒張期左心室內(nèi)壓下降最大變化速率(Min dp/dt)也顯著減慢,反應(yīng)糖尿病大鼠心臟舒張功能明顯損害；此外,左心室收縮壓(Max pressure)降低,舒張壓(Min pressure)升高,左心室舒張末壓(EDP)也升高,這些指標(biāo)雖無統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著性,但是左心室發(fā)展壓(Max-Min pressure)明顯降低,提示心臟收縮功能也受到輕度損害。與正常對(duì)照組大鼠比較,糖尿病大鼠心肌組織反映線粒體DNA含量的COX Ⅰ/β-actin比值明顯降低,線粒體生物合成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子即PGC-1α的轉(zhuǎn)錄下調(diào),表示糖尿病大鼠心肌線粒體生物合成減少；解偶聯(lián)蛋白UCP2轉(zhuǎn)錄水平升高,但是心肌組織ATP含量卻是增加的。與正常對(duì)照組大鼠比較,糖尿病大鼠血清中ADMA濃度明顯升高,心肌組織DDAH活性有降低趨勢,NOS活性明顯無變化,iNOS活性增加,NO代謝產(chǎn)物增加；糖尿病大鼠心肌組織ADMA的主要產(chǎn)生酶PRMT1蛋白表達(dá)上調(diào),而主要分布在心血管系統(tǒng)的ADMA主要代謝酶DDAH2的蛋白表達(dá)則降低,DDAH1表達(dá)無明顯改變；iNOS表達(dá)上調(diào),而eNOS表達(dá)降低,提示糖尿病時(shí)內(nèi)源性ADMA升高是由于其生成酶PRMT1上調(diào)和其代謝酶DDAH2表達(dá)下調(diào)所致。經(jīng)相關(guān)性分析,內(nèi)源性ADMA濃度與左心室發(fā)展壓(Max-min pressure)呈負(fù)相關(guān),而與左室舒張壓下降的最大速率(Min dp/dt)呈正相關(guān)；此外,內(nèi)源性ADMA濃度還與線粒體DNA含量或線粒體生物合成呈負(fù)相關(guān),而與UCP2轉(zhuǎn)錄水平呈正相關(guān)。 2、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果：用內(nèi)源性NOS抑制物ADMA和外源性NOS抑制物L(fēng)-NNA或L-NAME孵育培養(yǎng)的大鼠心肌細(xì)胞株H9C2細(xì)胞48h,明顯增加ADMA主要生成酶PRMT1表達(dá),降低ADMA主要代謝酶DDAH1和DDAH2的表達(dá),上調(diào)iNOS表達(dá),而eNOS表達(dá)無明顯變化；此結(jié)果與糖尿病大鼠心肌組織PRMT1/DDAH/NOS通路的蛋白表達(dá)一致。 四、結(jié)論 1、糖尿病大鼠內(nèi)源性NOS抑制物ADMA含量明顯增加,可能是由于其合成酶PRMT1的蛋白表達(dá)上調(diào)和其主要代謝酶DDAH2的蛋白表達(dá)下調(diào)所致； 2、糖尿病大鼠心臟舒張功能明顯損害,收縮功能輕度受損； 3、糖尿病大鼠心肌線粒體生物合成明顯抑制,可能是其主要調(diào)節(jié)因子PGC-1α轉(zhuǎn)錄下調(diào)所致； 4、糖尿病大鼠內(nèi)源性ADMA升高與心臟舒張和收縮功能損害有關(guān)；亦與心肌線粒體生物合成呈負(fù)相關(guān),與UCP2上調(diào)呈正相關(guān)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：R587.1
【目錄】：

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本文編號(hào)：162798