本文關鍵詞：模擬失重大鼠腎內(nèi)動脈功能與結(jié)構(gòu)變化及其機制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：航天飛行中的微重力環(huán)境可以使人體心血管系統(tǒng)發(fā)生一系列適應性變化,包括循環(huán)血量減少、血液重新分布,心臟結(jié)構(gòu)萎縮和功能降低,動脈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的區(qū)域特異性重建等,這些適應性改變可在人體重新返回地面或進入其他重力環(huán)境時,可對機體造成一系列的影響,主要表現(xiàn)為航天后心血管功能失調(diào)。真實失重及地面模擬失重證據(jù)表明,失重或模擬失重環(huán)境下機體的動脈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生區(qū)域特異性重建,表現(xiàn)為在機體的上半身或前半身,動脈收縮反應性增強,管壁結(jié)構(gòu)呈肥厚性改變,在機體的下半身或后半身,動脈收縮反應性降低,管壁結(jié)構(gòu)呈萎縮性改變。同時失重及地面模擬失重環(huán)境可以使機體的循環(huán)血量降低,研究發(fā)現(xiàn),短期航天飛行即可使機體循環(huán)血量降低10-17%。腎臟作為水鹽代謝的重要器官,在機體循環(huán)血量的維持以及血壓的長期調(diào)節(jié)中起到了關鍵作用。當機體循環(huán)血量降低時,腎臟可通過一系列代償反應誘導腎血管尤其是腎小球前的腎內(nèi)動脈收縮增強,從而減少血容量的繼續(xù)丟失。另外腎內(nèi)動脈作為阻力血管在外周阻力的維持上也起到了一定作用。因此,腎內(nèi)動脈的功能與結(jié)構(gòu)變化可能參與了航天飛行后心血管功能失調(diào)。然而,有關模擬失重條件下機體腎內(nèi)動脈功能和結(jié)構(gòu)變化的研究至今未見報道,因此,闡明其具體變化情況及機制對探究航天飛行后心血管功能失調(diào)機理具有重要意義。血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cells,VMSCs)的收縮強度主要由平滑肌細胞內(nèi)游離Ca~(2+)濃度[Ca~(2+)]i和血管平滑肌本身對Ca~(2+)的敏感性決定,前者介導的收縮途徑通常稱為平滑肌細胞收縮的Ca~(2+)依賴性途徑,后者介導的收縮途徑稱為Ca~(2+)非依賴性途徑,即鈣敏性途徑,主要由Rho相關蛋白激酶(Rho-associated protein kinase,ROCK)介導。血管生物學研究發(fā)現(xiàn),上述兩種收縮途徑異常參與了高血壓、肺動脈高壓等病理性動脈結(jié)構(gòu)與功能重建,并且在失重或模擬失重所致動脈收縮功能異常中也發(fā)揮了重要作用。因此我們推測Ca~(2+)依賴性與非依賴性收縮途徑可能均參與了模擬失重所致腎內(nèi)動脈收縮功能的改變。NO被認為是機體最主要的舒血管物質(zhì),生理狀態(tài)下,NO主要由內(nèi)皮型一氧化氮合酶(e NOS)在血管內(nèi)皮催化左旋精氨酸生成,然后作用于血管平滑肌細胞發(fā)揮作用。本實驗室前期研究工作發(fā)現(xiàn),模擬失重后大鼠動脈系統(tǒng)內(nèi)皮依賴的舒張功能會不同程度的降低,NO產(chǎn)量的降低或在體內(nèi)滅活的加快可能是模擬失重所致大鼠腹主動脈、頸總動脈等舒張功能降低的主要原因。我們推測,模擬失重后腎內(nèi)動脈內(nèi)皮依賴性舒張功能可能也會發(fā)生改變,而作為最主要的內(nèi)皮依賴性舒張因子,NO亦可能參與了上述改變。本研究采用4周尾部懸吊模擬失重大鼠模型,以腎臟內(nèi)部第2級分叉的腎內(nèi)動脈為研究對象,通過微血管張力測量技術(shù)、鈣成像、免疫蛋白印跡、酶聯(lián)免疫吸附試驗以及免疫組織化學染色等方法,探究了4周模擬失重大鼠腎內(nèi)動脈功能及管壁結(jié)構(gòu)變化,并對其可能的機制進行了初步探討。本研究主要實驗結(jié)果如下:1、模擬失重致大鼠腎內(nèi)動脈收縮功能增強,內(nèi)皮依賴舒張功能降低,管壁結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯改變與對照組(CON)比較,模擬失重組(HU)大鼠腎內(nèi)動脈苯腎上腺素(phnylephrine,PE)及氯化鉀(KCl)誘導的收縮反應均明顯增強;乙酰膽堿(acetylcholine,ACh)誘導的舒張反應明顯降低;硝普鈉(sodium nitroprusside,SNP)誘導的舒張反應無明顯變化;組織學測量顯示,兩組大鼠腎內(nèi)動脈管腔內(nèi)徑(D)、管壁中膜厚度(T)、以及中膜橫截面積(CSA)均無明顯差異。2、IP_3R介導的肌漿網(wǎng)Ca~(2+)釋放的增加可能參與模擬失重大鼠腎內(nèi)動脈收縮功能增強急性分離兩組大鼠腎內(nèi)動脈VSMCs,負載fluo-3/AM Ca~(2+)熒光探針后,在激光共聚焦顯微鏡下檢測多種Ca~(2+)通道激動劑與抑制劑組合作用后VSMCs胞內(nèi)Ca~(2+)熒光強度的改變。當細胞所處液體環(huán)境為PSS液時,與CON大鼠比較,HU大鼠PE誘導的VSMCs Ca~(2+)熒光強度的增加顯著增強;當細胞液體環(huán)境為無鈣PSS液時,抑制胞內(nèi)雷諾定受體后,與CON大鼠比較,HU大鼠ATP-Na2誘導的腎內(nèi)動脈VSMCs Ca~(2+)熒光強度的增加顯著增強;免疫蛋白印跡結(jié)果顯示,HU大鼠腎內(nèi)動脈IP_3R-1表達顯著上調(diào)。3、ROCK介導的鈣敏性通路活動增強可能參與模擬失重大鼠腎內(nèi)動脈收縮功能增強ROCK特異性抑制劑Y-27632顯著縮小兩組大鼠腎內(nèi)動脈PE及KCl誘導的收縮反應的組間差異;HU大鼠腎內(nèi)動脈ROCK通路激動劑U-46619誘導的收縮反應較CON大鼠顯著增強;與CON大鼠相比,免疫蛋白印跡及免疫組化結(jié)果顯示,HU大鼠ROCK表達顯著降低,ROCK活性檢測結(jié)果顯示,HU大鼠腎內(nèi)動脈MYPT-1以及MLC磷酸化水平均顯著增強。4、NO-e NOS系統(tǒng)可能參與了模擬失重大鼠腎內(nèi)動脈舒張功能改變與CON組相比,HU大鼠腎內(nèi)動脈內(nèi)皮型一氧化氮合酶(e NOS)蛋白表達顯著降低;硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量,間接反映NO產(chǎn)量,亦顯著降低。綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)4周模擬失重大鼠腎內(nèi)動脈收縮功能增強,舒張功能降低,管壁結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯改變;IP_3R介導的內(nèi)鈣釋放增加與ROCK介導的鈣敏性通路活動的增強可能共同參與了模擬失重大鼠腎內(nèi)動脈收縮功能的增強;NO-e NOS系統(tǒng)可能參與了模擬失重大鼠腎內(nèi)動脈舒張功能降低。我們推測上述改變是模擬失重后機體在循環(huán)血量降低的情況下作出的代償反應。腎臟作為水鹽代謝器官的特殊性,抵抗了模擬失重后腎內(nèi)動脈跨壁壓的改變對其功能與結(jié)構(gòu)的影響。同時,作為阻力血管,腎內(nèi)動脈收縮功能增強可能在代償模擬失重后總外周阻力降低中也發(fā)揮一定的作用。
【關鍵詞】：模擬失重 腎內(nèi)動脈 大鼠 收縮功能 舒張功能 鈣離子 IP_3受體 Rho激酶 NO
【學位授予單位】：第四軍醫(yī)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R852.22
【目錄】：

• 縮略語表4-6
• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 前言13-15
• 文獻回顧15-26
• 第一部分 4周模擬失重大鼠腎內(nèi)動脈功能與結(jié)構(gòu)的變化26-36
• 引言26
• 1 材料26-27
• 2 方法27-30
• 3 結(jié)果30-32
• 4 討論32-36
• 第二部分 4周模擬失重大鼠腎內(nèi)動脈功能變化可能的機制36-60
• 引言36-37
• 1 材料37-38
• 2 方法38-45
• 3 結(jié)果45-55
• 4 討論55-60
• 小結(jié)60-62
• 參考文獻62-72
• 個人簡歷和研究成果72-74
• 致謝74

【參考文獻】

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1 汪德生,袁敏,李志利,袁明,劉朝霞,曹毅,仝飛舟;尾部懸吊大鼠肺動脈和胸主動脈血管反應性及一氧化氮合酶抑制劑的影響[J];航天醫(yī)學與醫(yī)學工程;2005年01期

  本文關鍵詞：模擬失重大鼠腎內(nèi)動脈功能與結(jié)構(gòu)變化及其機制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：296571