本文關(guān)鍵詞：失重對心臟β-腎上腺素能受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的影響及機制研究

  更多相關(guān)文章： 失重 β-腎上腺素能受體 cAMP 腺苷酸環(huán)化酶 L-型鈣通道 鈣瞬變

【摘要】： 以往研究發(fā)現(xiàn)失重或模擬失重可引起機體心血管等多個系統(tǒng)發(fā)生改變,闡明這些改變的機制對了解航天員飛行后心血管失調(diào)的原因及其改進現(xiàn)行應(yīng)對措施皆有重大意義。近年來地面模擬研究和航天觀察均表明,航空飛行后立位耐力不良可能與心臟本身的組織改變、低血容量性心血管反應(yīng)有關(guān),也有可能與心臟的調(diào)節(jié)功能受損有關(guān)。我們知道交感神經(jīng)-兒茶酚胺系統(tǒng)對維持心臟生理功能及血壓穩(wěn)態(tài)具有重要調(diào)節(jié)作用。交感神經(jīng)通過釋放去甲腎上腺素,刺激β1-腎上腺素能受體從而調(diào)節(jié)心臟功能。最新研究表明失重或模擬失重后,β-腎上腺素能受體出現(xiàn)脫敏現(xiàn)象,即用異丙腎上腺素刺激β-腎上腺素能受體后,引起心臟收縮反應(yīng)性下降。其原因及機制至今尚無報道,有可能是受體自身功能下調(diào),也有可能是β-腎上腺素能受體介導(dǎo)的后段信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受損所致。 為探明其機制,本課題利用尾部懸吊大鼠模型,研究了模擬失重4w時大鼠心臟β-腎上腺素能受體介導(dǎo)的Gs蛋白/AC/cAMP/PKA/Ca2+級聯(lián)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是否發(fā)生改變及發(fā)生了什么改變,以進一步探明失重狀態(tài)導(dǎo)致心臟收縮反應(yīng)性減弱的相關(guān)機制。 一、目的 1.觀察失重4w對心臟功能的影響; 2.觀察失重4w對β-腎上腺素能受體自身功能的影響; 3.觀察失重4w對β-腎上腺素能受體介導(dǎo)的cAMP依賴的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中多個環(huán)節(jié)的影響。 二、方法 利用尾部懸吊法(Hindlimb Unweighted , HLU)制作大鼠失重模型,經(jīng)4w失重后,活體觀察平均動脈壓(MABP)、左心室壓(LVP)和左室壓力微分最大變化速率(±dp/dtmax)等血流動力學(xué)指標(biāo);用受體結(jié)合分析法測定了β-腎上腺素能受體密度及親和力;用常規(guī)酶解法分離大鼠心室肌細胞;用Western blotting測定了Gsα蛋白表達水平;用腺苷酸環(huán)化酶(AC)激動劑Forskolin刺激心肌細胞后觀察其收縮情況以檢測AC的活性;經(jīng)β-腎上腺素能受體激動劑異丙腎上腺素(Iso)和Forskolin刺激心肌細胞后后檢測cAMP的積聚含量;用單細胞動緣探測系統(tǒng)同步檢測了經(jīng)Iso刺激β-腎上腺素能受體后心肌細胞的收縮及[Ca2+]i瞬變;采用全細胞膜片鉗技術(shù),觀察失重對大鼠心室肌細胞L型鈣電流的影響。 三、結(jié)果 1.與正常對照組相比,失重4 w大鼠的心臟重量、體重、MABP沒有明顯變化,而LVP、±dp/dtmax顯著降低,表明心臟收縮功能減弱,且并非心臟組織本身改變所致。經(jīng)Iso刺激后MABP、LVP、±dp/dtmax的變化在失重組顯著減弱,即失重后心臟對β-腎上腺素能受體的反應(yīng)性下降,表明失重后心臟功能的減弱可能與調(diào)節(jié)心臟功能的β-腎上腺素能受體有關(guān)。 2.在失重大鼠,Iso刺激心肌細胞引起的收縮反應(yīng)明顯弱于正常對照組,表明心肌細胞β-腎上腺素能受體反應(yīng)性也明顯下降。即失重大鼠心肌細胞發(fā)生了β-腎上腺素能受體的脫敏現(xiàn)象,這可能是心肌細胞收縮反應(yīng)減弱的原因之一。 3.在失重大鼠,β-腎上腺素能受體密度及親和力與正常組比較沒有顯著改變。表明β-腎上腺素能受體的脫敏現(xiàn)象與受體自身功能無關(guān)。 4.在失重大鼠,心臟Gsα蛋白表達水平與正常組比較沒有顯著變化,表明β-腎上腺素能受體脫敏原因與Gs蛋白無關(guān)。 5.在失重大鼠,Forskolin刺激心肌細胞引起的收縮反應(yīng)和cAMP的積聚含量增加的反應(yīng)均明顯減弱,提示其AC活性受損,即AC活性受損可能是導(dǎo)致β-腎上腺素能受體脫敏的原因之一。 6.在失重大鼠,Iso增強電刺激引起的心肌[Ca2+]i瞬變幅度的反應(yīng)明顯減弱,提示失重大鼠心肌細胞Ca2+信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可能受損,鈣穩(wěn)態(tài)受到破壞。 7.在失重大鼠,Iso對心肌細胞L-型鈣電流的加強作用明顯減弱,提示鈣穩(wěn)態(tài)受到破壞的原因與L-型鈣通道功能下降有關(guān),即L-型鈣通道功能下降可能是導(dǎo)致β-腎上腺素能受體脫敏的原因之一。 四、結(jié)論 1.β-腎上腺素能受體脫敏是導(dǎo)致失重時心臟收縮功能降低的原因之一。 2.失重時β-腎上腺素能受體脫敏的機制并非β-腎上腺素能受體自身受損所致,而是由于其介導(dǎo)的cAMP依賴性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受損所致。 3.失重時β-腎上腺素能受體介導(dǎo)的cAMP依賴性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受損主要表現(xiàn)為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中AC活性減弱和L-型鈣通道功能下降。
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：R85

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本文編號：1235077