本文關(guān)鍵詞：模擬失重致大動(dòng)脈血管的重塑與局部RAS變化以及-G_X重力的對(duì)抗效果

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【摘要】： 在航天失重環(huán)境停留可引起機(jī)體流體靜壓消失,從而使全身動(dòng)脈血管系統(tǒng)的跨壁壓發(fā)生重新分布變化:腦及上半身血壓處于較地面1G直立體位時(shí)相對(duì)升高的“高血壓”狀態(tài);下半身血管則處于較1G直立時(shí)相對(duì)較低的“低血壓”狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)室首次在地面動(dòng)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)闡明:模擬失重可引起大鼠腦動(dòng)脈血管的肌源性緊張度增強(qiáng),收縮反應(yīng)性升高,血管中膜肥厚和平滑肌細(xì)胞層數(shù)增多,以及血管周圍神經(jīng)支配增強(qiáng)等適應(yīng)性變化。而對(duì)于后身中、小動(dòng)脈,則可引起肌源性緊張度減弱,收縮反應(yīng)性降低,血管中膜萎縮,以及血管周圍神經(jīng)支配減弱等變化。據(jù)此我們?cè)岢觥巴庵苄?yīng)器機(jī)制假說”,認(rèn)為失重所引起的心肌與動(dòng)脈血管平滑肌結(jié)構(gòu)和功能改變很可能是導(dǎo)致飛行后心血管失調(diào)的另一個(gè)重要原因(首要因素仍是血量減少)。我們還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn):血管平滑肌離子通道機(jī)制與血管組織局部腎素-血管緊張素系統(tǒng)(local renin-angiotensin system, L-RAS)可能是介導(dǎo)失重所致血管區(qū)域特異性適應(yīng)變化的重要調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。在對(duì)抗措施研究方面,我們首次報(bào)道了每日短時(shí)-GX重力[模擬間斷性人工重力(intermittent artificial gravity, IAG)]對(duì)防止模擬失重致心肌與動(dòng)脈血管不良影響有令人驚奇的對(duì)抗效果。 但還有以下問題需進(jìn)一步闡明:首先,我們前期工作主要來自大鼠肌型中、小動(dòng)脈,而對(duì)于彈力型大動(dòng)脈血管的研究則較少,影響我們對(duì)失重致血管適應(yīng)變化的全面了解。例如,大血管壁周向應(yīng)力集中于靠近管腔的肌層,如果血管跨壁壓力分布是引起血管區(qū)域特異性適應(yīng)變化的始動(dòng)原因,則顯著的重塑變化應(yīng)發(fā)生于這些部位。其次,近年開始重視失重是否可引起大血管順應(yīng)性降低的問題,故有關(guān)彈力型大血管中膜細(xì)胞外間質(zhì)的變化,需加強(qiáng)研究。再者,對(duì)于L-RAS的作用仍需通過藥理阻斷實(shí)驗(yàn)等進(jìn)一步加以闡明。而且以大血管組織為標(biāo)本,將更加有利于采用多種實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行觀察。最后,關(guān)于重力性對(duì)抗措施的機(jī)理問題,我們雖然已觀察到,其對(duì)于肌型中等大小動(dòng)脈血管的令人驚奇效果,但仍需進(jìn)一步觀察其對(duì)于彈力型大動(dòng)脈血管重塑及關(guān)聯(lián)的L-RAS改變的效果。 為了回答以上問題,我們以“尾部懸吊頭低位傾斜大鼠模型”模擬中期(4周)失重對(duì)動(dòng)脈系統(tǒng)的影響,以每日1 h恢復(fù)正常體位(站立)模擬IAG的對(duì)抗效果。用組織形態(tài)測量研究大血管壁各肌層與彈力層的厚度、橫截面積及血管內(nèi)徑等參數(shù)的變化。用免疫組織化學(xué)、蛋白免疫印跡分析、原位雜交及實(shí)時(shí)PCR等四種方法研究大動(dòng)脈血管壁組織L-RAS關(guān)鍵成分,血管緊張素原(angiotensinogen, A_O)及血管緊張素Ⅱ1型受體(angiotensinⅡreceptor type 1, AT1R)的表達(dá)與定位。最后,我們還利用所建立的血管灌流培養(yǎng)系統(tǒng),初步觀察了每日短時(shí)低血管壓力是否可以防止長時(shí)間異常壓力引起的重塑變化,以為進(jìn)一步的機(jī)理研究探索新的途徑。 本工作的主要發(fā)現(xiàn)如下: (1) 28天模擬失重可引起大鼠前/后身中等大小肌型動(dòng)脈血管結(jié)構(gòu)發(fā)生區(qū)域特異性適應(yīng)改變。 在光鏡下通過組織形態(tài)學(xué)測量再次驗(yàn)證了我室前期電鏡下觀察的實(shí)驗(yàn)結(jié)果:28天模擬失重后,與對(duì)照組(CON)相比,懸吊組(SUS)基底動(dòng)脈的管壁厚度(T)、中膜橫截面積(CSA)及基底動(dòng)脈的平滑肌細(xì)胞層數(shù)(N_(CL))分別增加了25.9%、17.6%和20.5% (P0.01),而兩組的內(nèi)腔直徑(D)和平滑肌細(xì)胞平均橫截面積(AC)則沒有顯著性差別;反之,SUS組脛前動(dòng)脈的T、CSA和N_(CL)分別減小了15.2%、17.3%和13.6% (P0.01),且兩組的D和A_C沒有顯著差別。 (2) 28天模擬失重可引起大鼠前/后身彈力型大動(dòng)脈血管結(jié)構(gòu)發(fā)生區(qū)域特異性適應(yīng)改變。 在光鏡下測量結(jié)果顯示: SUS組頸總動(dòng)脈平均管壁厚度(T_W)較CON組增加了25.6% (P0.01)。而兩種動(dòng)脈的D、平滑肌層層數(shù)(N_M)、彈力膜層數(shù)(N_(EL))及腹主動(dòng)脈的T_W,在兩組間均無顯著差別。頸總動(dòng)脈管壁有4層平滑肌層和4層彈力膜層。與CON組相比,SUS組大鼠頸總動(dòng)脈從M_1到M_4的各平滑肌層厚度分別增加了44.0%、42.4%、22.2%及39.8% (P0.01)。反之,腹主動(dòng)脈管壁有9層平滑肌層和9層彈力膜層,與CON組相比,SUS組大鼠腹主動(dòng)脈從M_1到M_4的各平滑肌層厚度分別減少了17.0%、11.7%、11.4% (P0.01)及10.1% (P0.05),而從M_5到M_9的各平滑肌層厚度則沒有明顯變化。再者,SUS組大鼠頸總動(dòng)脈4層平滑肌層的CSA均顯著增大,且以M_1和M_2的增加最為明顯。而SUS組大鼠腹主動(dòng)脈M_1、M_2和M_3的CSA降低最顯著。與平滑肌層厚度變化相反,模擬失重后頸總動(dòng)脈與腹主動(dòng)脈各彈力膜層的厚度和CSA則分別顯示降低和增加趨勢,并且個(gè)別層的差別已達(dá)顯著程度。 (3) 28天模擬失重可引起大鼠頸總動(dòng)脈和腹主動(dòng)脈管壁組織中的Ao與AT1R蛋白與基因表達(dá)分別發(fā)生上調(diào)和下調(diào)改變。 免疫組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示,A_O與AT1R蛋白染色呈棕色,主要分布在血管外膜和周圍組織,而中膜較少。模擬失重后,頸總動(dòng)脈管壁中膜和外膜中的A_O與AT1R免疫反應(yīng)性顯著增強(qiáng),而腹主動(dòng)脈則顯著減弱。免疫蛋白印跡分析實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明:與CON組相比,SUS組大鼠頸總動(dòng)脈的A_O與AT1R蛋白表達(dá)分別增加了130.0%和50.0% (P0.05);而SUS組腹主動(dòng)脈的A_O與AT1R蛋白表達(dá)則分別減少了48.9%和36.8% (P0.05)。原位雜交實(shí)驗(yàn)顯示,被檢測到的A_O與AT1R mRNA信號(hào)主要分布于血管組織的中膜與外膜。模擬失重后,頸總動(dòng)脈管壁中膜和外膜中的A_O與AT1R mRNA信號(hào)顯著增強(qiáng),而在腹主動(dòng)脈則顯著減弱。實(shí)時(shí)PCR實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明:與CON組相比,SUS組大鼠頸總動(dòng)脈的A_O與AT1R mRNA表達(dá)分別增加了164.7% (P0.01)和70.2% (P0.05);而SUS組大鼠腹主動(dòng)脈的A_O與AT1R mRNA表達(dá)則分別降低了32.6% (P0.05)和55.1% (P0.01)。 (4)阻斷AT1R的條件下,28天模擬失重仍然能引起基底動(dòng)脈與頸總動(dòng)脈發(fā)生相對(duì)的肥厚性改變,并且腹主動(dòng)脈的A_O與AT1R蛋白表達(dá)顯著減少。 利用losartan慢性阻斷AT1R 4周后,兩個(gè)給藥組[對(duì)照給藥組(C+L),懸吊給藥組(S+L)]的基底動(dòng)脈、脛前動(dòng)脈、頸總動(dòng)脈與腹主動(dòng)脈的相關(guān)參數(shù)普遍較未給藥組為低。如與對(duì)照組(C)相比,C+L組基底動(dòng)脈的T、CSA、Ac和NCL分別降低了15.5%、17.6%、11.3%和10.3% (P0.05,或0.01),而C+L組脛前動(dòng)脈的T、CSA、Ac和NCL則分別減少了30.2%、21.1%、16.1 %和23.7% (P0.05,或0.01)。與C組相比,C+L組頸總動(dòng)脈與腹主動(dòng)脈的T也分別減少了29.9%和8.2% (P0.01)。但與C+L相比, S+L組基底動(dòng)脈的T、CSA和NCL仍然分別增加了12.2%、14.3%和5.7% (P0.05,或0.01),而S+L組脛前動(dòng)脈的上述各項(xiàng)參數(shù)則未見有顯著改變;S+L組頸總動(dòng)脈的T增加了23.0% (P0.05),而腹主動(dòng)脈的T則僅呈減小趨勢。與C組相比,C+L組頸總動(dòng)脈A_O和AT1R的表達(dá)無顯著性變化;而腹主動(dòng)脈的A_O及AT1R表達(dá)均顯著減低(P0.05)。與C+L組相比,S+L組頸總動(dòng)脈A_O和AT1R的表達(dá)均無顯著性改變;而S+L組腹主動(dòng)脈的AT1R表達(dá)降低(P0.01)。 (5)每日1 h站立可完全防止模擬失重大鼠彈力型大動(dòng)脈血管發(fā)生適應(yīng)性重塑及A_O與AT1R表達(dá)變化。 本實(shí)驗(yàn)除了再次驗(yàn)證我們?cè)缦汝P(guān)于肌型中等動(dòng)脈血管的報(bào)道,還首次觀察到每日1 h站立也可完全防止模擬失重大鼠彈力型大動(dòng)脈血管的區(qū)域特異性重塑變化。與CON組相比,模擬失重+ 1 h/d站立組(SUS+STD1)大鼠頸總動(dòng)脈的TW、各平滑肌層的厚度和CSA均無顯著性改變;但其與SUS組間的差別則達(dá)顯著程度(P0.01)。再者,與CON組相比,SUS+STD1組腹主動(dòng)脈的M1～M4的各平滑肌層厚度和M1～M4的CSA均無顯著性改變;但其與SUS組的差別則達(dá)顯著程度(P0.05,或0.01)。此外,每日1 h站立也完全防止了兩種大動(dòng)脈血管組織中相關(guān)聯(lián)的A_O與AT1R蛋白與mRNA表達(dá)發(fā)生改變。 (6)血管灌流培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)果支持血管跨壁壓是始動(dòng)因素的假說。 我們課題組已初步建立了血管灌流培養(yǎng)系統(tǒng)。在不同的灌流壓下培養(yǎng)大鼠頸總動(dòng)脈血管3天后,免疫組織化學(xué)染色顯示,血管組織中的c-纖維粘連蛋白(c-fibronectin, c-FN)主要分布于中膜靠近管腔的平滑肌層中,且離管腔越遠(yuǎn)的平滑肌層染色越淡。在高灌流壓(150 mmHg)下血管組織中的c-FN表達(dá)增加,而在低灌流壓(80或0 mmHg)時(shí)表達(dá)很少;但在持續(xù)高壓灌流下間斷地降低灌流壓,則血管壁組織中的c-FN表達(dá)很少,與低壓灌流時(shí)相似。 總之,以上發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步支持了我們的假說,即壓力本身是失重引發(fā)血管區(qū)域特異性適應(yīng)改變的始動(dòng)因素,并且血管的局部RAS在該調(diào)節(jié)中發(fā)揮了重要作用。我們的工作也為重力性對(duì)抗措施IAG提供了重要的生理依據(jù)。血管灌流培養(yǎng)技術(shù)為進(jìn)一步的機(jī)理研究提供理想的活體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br/> 【關(guān)鍵詞】：微重力 航天飛行后心血管失調(diào) 對(duì)抗措施 間斷性人工重力 血管重塑 局部腎素-血管緊張素系統(tǒng) 血管緊張素原 血管緊張素Ⅱ1型受體 基因表達(dá) 蛋白表達(dá) 大彈力動(dòng)脈 血管灌流培養(yǎng)
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：R85
【目錄】：

• 縮略語表6-9
• 中文摘要9-14
• 英文摘要14-22
• 前言22-34
• 1 研究背景22-31
• 2 工作假說31-33
• 3 研究內(nèi)容33-34
• 正文34-101
• 一、中等大小肌型動(dòng)脈與大動(dòng)脈血管適應(yīng)性變化的特點(diǎn)及l(fā)osartan 慢性阻斷 AT1R 的影響34-50
• 1 引言34-35
• 2 材料與方法35-38
• 3 結(jié)果38-43
• 4 討論43-50
• 二、彈力型大動(dòng)脈血管的適應(yīng)性重塑及相關(guān)聯(lián)的局部 RAS 變化50-79
• 1 引言50-52
• 2 材料與方法52-58
• 3 結(jié)果58-62
• 4 討論62-79
• 三、每日短時(shí)間恢復(fù)正常體位可完全防止大血管重塑及局部 RAS 的變化79-90
• 1 引言79-80
• 2 材料與方法80-81
• 3 結(jié)果81-85
• 4 討論85-90
• 四、灌流培養(yǎng)血管實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)果及其提示90-101
• 1 引言90-91
• 2 材料與方法91-93
• 3 結(jié)果93-94
• 4 討論94-101
• 小結(jié)101-104
• 參考文獻(xiàn)104-120
• 附錄120-122
• 原位固定方法要點(diǎn)120-122
• 個(gè)人簡歷和研究成果122-124
• 致謝124

【引證文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 崔艷;失重對(duì)心臟β-腎上腺素能受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的影響及機(jī)制研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：735778