本文關鍵詞：局部腎素—血管緊張素系統(tǒng)在模擬失重大鼠動脈血管功能重建中的作用

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【摘要】： 宇航員長期暴露于微重力環(huán)境會引起心血管系統(tǒng)發(fā)生適應性變化,表現(xiàn)為返回地面1G重力環(huán)境后出現(xiàn)直立性低血壓、心慌氣短和暈厥等心血管系統(tǒng)癥狀。在過去的半個世紀里,人們獲得了廣泛的對航天飛行后心血管功能失調發(fā)生機理的認識,但是現(xiàn)有的研究結果均不能很好地解釋微重力狀態(tài)下心血管系統(tǒng)的異常特征,闡明微重力狀態(tài)下心血管功能失調的發(fā)生機制將有助于解釋并預防宇航員航天飛行后心血管疾病的發(fā)生。 航天微重力環(huán)境改變了人體正常的流體靜壓梯度,從而使全身動脈血管系統(tǒng)的跨壁壓梯度發(fā)生變化,表現(xiàn)為:上半身動脈血管跨壁壓相對升高處于持續(xù)的“高血壓”狀態(tài);下半身動脈血管跨壁壓相對降低處于持續(xù)的“低血壓”狀態(tài)。這種分化性的動脈血壓梯度變化導致了不同區(qū)域的動脈血管發(fā)生結構和功能的適應性改變,在模擬失重大鼠表現(xiàn)為:前半身動脈血管發(fā)生肥厚性改變,血管收縮反應性增強;后半身動脈血管發(fā)生萎縮性改變,血管收縮反應性減弱。此前的研究證實,血管平滑肌細胞離子通道功能的變化可能是導致模擬失重大鼠動脈血管功能適應性變化的機制;NO合酶表達的變化也可能是導致動脈血管功能重建的重要因素。近年來的研究又進一步發(fā)現(xiàn),血管組織局部腎素-血管緊張素系統(tǒng)( local renin-angiotensin system, L-RAS)在模擬失重大鼠前半身和后半身動脈血管是呈差異性表達的,表現(xiàn)為:RAS的主要成份在大鼠腦動脈表達上調和在股動脈表達下調,但是L-RAS的這種特征性變化在模擬失重大鼠動脈血管結構和功能重建過程中的作用還不清楚。RAS的主要成份血管緊張素II(angiotensin II,ANG II)已經(jīng)被證實不僅是一種強有力的血管收縮物質,還可以通過介導動脈血管氧化應激損傷和炎癥反應間接參與動脈血管反應性調節(jié),進而參與了心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展。但是在模擬失重大鼠動脈血管是否存在類似的氧化應激損傷和炎癥反應還沒有報道;再者,差異性激活的L-RAS是否可以通過產(chǎn)生動脈血管氧化應激損傷和炎癥反應參與模擬失重大鼠動脈血管功能重建過程也不清楚;如若確實如此,既然NO是動脈血管反應性調節(jié)的關鍵分子,那么L-RAS是否通過調節(jié)NOS蛋白表達實現(xiàn)其作用也有待闡明。這些將是本工作擬回答的問題。 為回答上述問題,本研究以尾部懸吊大鼠模型模擬微重力對人體心血管系統(tǒng)的影響,并對動物進行氯沙坦(30 mg/kg/day)和apocynin(50 mg/kg/day)干預處理以阻斷AT1受體作用或抑制NAD(P)H氧化酶活性。形態(tài)學方面,采用免疫組織化學技術對VCAM-1蛋白在基底動脈、頸總動脈、腹主動脈和股動脈血管的表達進行定位;采用激光共聚焦顯微鏡技術檢測上述動脈血管中超氧化物陰離子水平。生理學方面,采用離體動脈血管環(huán)技術測定動脈血管收縮和舒張反應性的變化。分子生物學方面,用Western Blot技術檢測上述動脈血管eNOS、iNOS和VCAM-1蛋白表達情況;以試劑盒檢測動脈血管硝酸鹽和亞硝酸鹽含量(NOx)。 本工作的主要發(fā)現(xiàn)如下: 1.L-RAS通過調節(jié)NOS蛋白表達引起模擬失重大鼠動脈血管功能適應性變化 離體動脈血管環(huán)實驗結果表明:與對照組相比,3周模擬失重大鼠基底動脈和頸總動脈對KCl、苯腎上腺素或5-羥色胺的最大收縮反應性增強,腹主動脈和股動脈對KCl和苯腎上腺素的最大收縮反應性減弱;上述動脈血管對乙酰膽堿的最大舒張反應性均顯著降低。氯沙坦(30 mg/kg/day)阻斷AT1受體后明顯改善了基底動脈和頸總動脈的高收縮反應性和低內皮依賴性舒張反應性,但是對腹主動脈和股動脈血管反應性沒有影響。進一步的蛋白印跡分析表明:3周模擬失重大鼠腦動脈和頸總動脈iNOS蛋白表達顯著上調,而eNOS僅在頸總動脈表達上調;腹主動脈和股動脈eNOS蛋白表達水平均顯著下調。給予氯沙坦處理后恢復了腦動脈和頸總動脈的eNOS和iNOS蛋白表達,但是對腹主動脈和股動脈的NOS蛋白表達并沒有顯著影響。本工作結果提示:L-RAS可能通過調節(jié)NOS蛋白表達實現(xiàn)對模擬失重大鼠動脈血管反應性的調節(jié)。 2.L-RAS藉氧化應激損傷機制通過調節(jié)NOS蛋白表達引起模擬失重大鼠動脈血管功能適應性變化 激光共聚焦顯微鏡結果表明:3周模擬失重大鼠基底動脈和頸總動脈超氧陰離子水平明顯升高,而腹主動脈和股動脈超氧陰離子水平有所降低;給予氯沙坦處理后則明顯降低了其基底動脈和頸總動脈超氧陰離子水平,而對腹主動脈和股動脈沒有明顯影響。離體動脈血管環(huán)實驗結果表明:3周模擬失重大鼠各部位動脈血管收縮和舒張反應性同前。apocynin(50 mg/kg/day)抑制NAD(P)H氧化酶活性后明顯改善了模擬失重大鼠基底動脈和頸總動脈的高收縮反應性和低內皮依賴性舒張反應性,但是卻不影響腹主動脈和股動脈的血管收縮和舒張反應性。蛋白印跡實驗結果表明:3周模擬失重大鼠各部位動脈血管eNOS和iNOS蛋白表達特征同前,apocynin處理后顯著下調腦動脈和頸總動脈eNOS和iNOS蛋白表達水平,但是對腹主動脈和股動脈的NOS蛋白表達沒有影響。進一步的動脈血管NOx含量檢測結果表明:3周模擬失重大鼠腦動脈和頸總動脈NOx含量明顯升高,而腹主動脈和股動脈NOx含量明顯降低;apocynin處理后顯著降低腦動脈和頸總動脈NOx含量。本工作結果提示:模擬失重大鼠上半身動脈血管激活的L-RAS可能藉氧化應激機制通過調節(jié)NOS蛋白表達水平實現(xiàn)對動脈血管反應性的調節(jié)。 3.L-RAS可能藉炎癥反應機制引起模擬失重大鼠動脈血管功能適應性變化 免疫組織化學實驗結果表明:血管細胞黏附分子-1(VCAM-1)定位表達于3周模擬失重大鼠基底動脈和頸總動脈血管內皮細胞,但是腹主動脈和股動脈未見陽性表達。進一步的蛋白印跡分析結果證實了模擬失重大鼠腦動脈和頸總動脈VCAM-1蛋白表達是上調的,腹主動脈和股動脈未檢測到陽性表達;氯沙坦阻斷AT1受體后顯著下調了模擬失重大鼠腦動脈和頸總動脈VCAM-1蛋白的表達,但是對腹主動脈和股動脈血管沒有影響。本工作結果提示,3周模擬失重可引起大鼠腦動脈和頸總動脈發(fā)生炎癥反應,而激活的L-RAS可能是動脈血管反應性調節(jié)和炎癥反應調控的共同上游通路。 總之,本工作首次證實氧化應激損傷和炎癥反應存在于模擬失重大鼠腦動脈和頸總動脈,將有助于更加全面深入地認識微重力暴露對人體心血管系統(tǒng)的影響;并且首次闡明L-RAS可能藉氧化應激損傷和炎癥反應機制通過調節(jié)NO的產(chǎn)量和生物活性參與了模擬失重大鼠動脈血管功能重建過程,這是對航天微重力狀態(tài)下血流動力學的特征性改變導致L-RAS在不同區(qū)域動脈血管的差異性激活在功能層面上的進一步佐證。由于氧化應激損傷和炎癥反應是高血壓和動脈粥樣硬化發(fā)生和發(fā)展的重要因素,因此,本研究結果對闡明微重力暴露后心血管功能失調的機制并預防宇航員飛行后心血管疾病的發(fā)生具有一定的指導意義。
【關鍵詞】：模擬失重大鼠 腎素-血管緊張素系統(tǒng) 動脈血管反應性 內皮依賴性舒張 NO合酶 氧化應激 炎癥反應 超氧化物陰離子 血管細胞黏附分子-1
【學位授予單位】：第四軍醫(yī)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：R85
【目錄】：

• 縮略語表6-8
• 中文摘要8-13
• 英文摘要13-18
• 前言18-23
• 1 研究背景18-21
• 2 工作假說21-22
• 3 研究內容22-23
• 文獻回顧23-37
• 一、腎素-血管緊張素系統(tǒng)的主要成份24-25
• 二、RAS 在動脈血管系統(tǒng)的生物學效應25-26
• 三、RAS 與動脈血管氧化應激損傷26-32
• 四、RAS 與動脈血管炎癥反應32-37
• 正文37-101
• 實驗一：L-RAS 參與模擬失重大鼠動脈血管反應性調節(jié)--NO 合酶依賴性機制37-61
• 1 引言37-38
• 2 材料和方法38-44
• 3 結果44-47
• 4 討論47-61
• 實驗二：L-RAS 參與模擬失重大鼠動脈血管反應性調節(jié)--氧化應激依賴性機制61-88
• 1 引言61-62
• 2 材料和方法62-65
• 3 結果65-71
• 4 討論71-88
• 實驗三：L-RAS 參與模擬失重大鼠動脈血管反應性調節(jié)--炎癥反應依賴性機制88-101
• 1 引言88-89
• 2 材料和方法89-92
• 3 結果92-96
• 4 討論96-101
• 小結101-104
• 參考文獻104-124
• 附錄124-125
• 個人簡歷和研究成果125-126
• 致謝126

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 高放;張立藩;黃威權;孫嵐;;慢性阻斷血管緊張素Ⅱ1型受體不能完全防止模擬失重大鼠血管的適應性結構變化[J];生理學報;2007年06期

2 馬進;任新玲;張立藩;馬孝武;程九華;;模擬失重對大鼠腹主動脈L-Arg-NO-cGMP通路的影響[J];中國應用生理學雜志;2006年03期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孟慶軍;模擬失重下血管分化性改變的局部調節(jié)機制—L-RAS與收縮蛋白[D];第四軍醫(yī)大學;2002年

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本文編號：691962