辣椒素激活TRPV1预防高盐膳食小鼠高血压的机制研究

论文摘要

背景和目的:高血压是当前世界范围内最常见的疾病之一,欧美国家成人高血压患病率在20%以上,目前我国人群高血压患病率呈持续增长趋势,根据2002年全国居民营养与健康状况调查资料显示,我国成人高血压患病率高达18.8%。更为重要的是,高血压是脑卒中、心肌梗死等心血管疾病以及慢性肾脏疾病等最主要的危险因素,而据世界卫生组织报告心血管疾病是目前人类首要的死因。高血压已经成为威胁人类生命健康的重要的公共卫生问题,其防治具有重要现实意义。原发性高血压是遗传与环境因素相互作用的疾病,盐的摄入是其中最重要的环境因素之一。大量研究表明高盐摄入导致血压升高,盐的摄入与血压存在着明确的剂量?效应关系,而减少盐的摄入可预防血压升高,并可显著减少心血管疾病的发生。人群中个体之间对盐负荷或减少盐的摄入会呈现出不同的血压反应,即存在不同的盐敏感性。有证据表明盐的敏感性与氧化应激（oxidative stress）反应的增强和超氧阴离子（superoxide anion）产生的增加密切相关。高盐摄入能增加NADPH氧化酶的活性,使体内超氧阴离子生成增多,造成氧化应激。超氧阴离子淬灭具有血管保护作用的一氧化氮（nitric oxide, NO）是导致血压升高和血管功能障碍的重要因素。抗氧化剂治疗能显著改善高血压患者的内皮依赖的舒张功能,甚至还能降低高盐摄入诱导的高血压动物的血压。虽然世界卫生组织推荐的每天不超过5克的盐摄入量,但据卫生部2002年全国营养与健康状况调查,我国城乡居民平均每日每人盐摄入量为12克。尽管各国政府大力提倡限盐预防高血压及心血管疾病,因卫生知识缺乏、生活习惯、以及食品加工储存过程中含盐量高等多种原因而收效甚微。因此除了加强限制过量盐的摄入外,寻求其他更为简单、方便、可操作性更强及更有效的方法降低盐对心血管系统的损害有重要意义。辣椒是人们喜食的大众蔬菜。作为食品添加剂的辣椒素（capsaicin）是辣椒中主要的辣味物质,也是瞬时受体电位通道香草醛亚型–1（TRPV1）的高选择性激动剂。TRPV1为非选择性阳离子通道,激活后可引起细胞内钙升高,调节着多种生理功能。TRPV1在体内除神经系统广泛表达外,近年来发现其血管平滑肌细胞和内皮细胞也有表达。有关TRPV1在心血管疾病中的作用,目前正逐渐成为新的研究热点。既往研究证实辣椒素激活TRPV1受体具有降低血压的作用,其机理可能为辣椒素通过激活含有TRPV1受体通道的感觉传入神经纤维有关。感觉传入神经元位于脊髓背根神经节,而神经纤维分布于心血管组织内,感觉传入神经纤维在受到辣椒素等刺激会释放多种扩血管及利尿排钠的活性神经肽,如降钙素基因相关肽（CGRP）和P物质等,产生降压作用。我们前期研究也发现长期辣椒素激活TRPV1受体后,可通过活化蛋白激酶A（PKA）增加eNOS的磷酸化和NO产生,从而改善血管舒张功能和降低SHR大鼠的血压。既往研究提示辣椒素还具有抗氧化应激、促进尿钠排泄、维持水盐稳态的作用。但上述研究大多局限于急性动物实验及体外研究。目前尚无长期膳食辣椒素干预对高盐摄入诱导动物的血压、氧化应激以及尿钠排泄影响的相关报道。因此我们提出设想:长期膳食辣椒素通过激活TRPV1受体减轻高盐摄入导致的氧化应激、改善阻力血管舒张功能,促进尿钠排泄,改善盐敏感性,预防高盐摄入导致的血压升高及靶器官损害。为了验证上述假设,本研究分为两部分进行。第一部分通过可植入动态血压遥测系统观察辣椒素饮食干预12周对高盐喂养小鼠血压的影响;了解辣椒素饮食对高盐喂养小鼠心脏重量及心脏肥大的影响,并检测心脏肥大相关的信号分子。第二部分的分题一观察长期辣椒素干预对高盐喂养小鼠肠系膜阻力血管舒张功能的影响;分题二观察长期辣椒素干预对高盐喂养小鼠肠系膜血管超氧阴离子及NO水平、血浆中过氧化氢、丙二醛的水平的影响。通过对24小时尿钠排泄的观察,明确辣椒素的尿钠排泄的影响。材料与方法:整个研究采用离体实验和在体实验。在体实验C57BL/6J野生型（WT）和TRPV1基因敲除（TRPV1–/–）小鼠作为研究对象,离体实验以小鼠的主动脉、肠系膜动脉为研究对象。WT和TRPV1–/–小鼠随机分为普食组（NS组）,高盐组（HS）,高盐加辣椒素组（HS+Cap）干预12周。1. TL11M2-C50?PXT型可植入无线遥测血压系统动态监测经长期饮食干预动物的24小时动态平均动脉压（MAP）、心率和自主活动。2.应用DMT610M型小血管张力测定仪检测经长期饮食干预小鼠的肠系膜阻力动脉舒张功能的变化。3.采用DHE、DAF-2DA荧光染色检测经长期饮食干预小鼠的肠系膜动脉原位超氧阴离子、NO水平的影响。用分光光度法检测血浆H2O2、MAD的水平。4.蛋白免疫印迹法检测小鼠主动脉组织NO合成激酶蛋白eNOS、p-eNOS的表达。检测心脏肥大相关信号蛋白Akt、p-Akt、mTOR的表达。5.收集饮食干预后小鼠禁食期间24-h尿量,离子电极法检测尿标本中钠离子浓度、用分光光度法检测尿标本中肌酐浓度。结果:1.辣椒素能预防高盐喂养的WT小鼠的夜间MAP升高,在TRPV1–/–小鼠未能观察到此差别;小鼠白天的MAP的变化趋势与夜间相似,但无统计学差别。辣椒素干预对高盐喂养小鼠的心率和自主活动并无影响。2.各种饮食干预动物组间的心脏重量无显著差异。但高盐喂养小鼠的心脏/体重比值显著增加。长期膳食辣椒素能明显预防WT小鼠高盐摄入导致的心脏/体重比值增加,而在TRPV1?/?小鼠,辣椒素干预后心脏重量/体重比值无明显变化。辣椒素能显著下调高盐喂养WT小鼠的心脏p-Akt、mTOR蛋白表达,而在TRPV1?/?小鼠未能观察到此效果。3.辣椒素能明显改善高盐喂养WT小鼠肠系膜阻力血管内皮依赖的舒张反应,在高盐喂养的TRPV1–/–小鼠未能观察到辣椒素的这种效果。在同基因型小鼠各饮食干预组之间,L-NAME抑制后乙酰胆碱诱导的舒张反应、硝酸甘油诱导的非内皮依赖性舒张反应均无明显差别。4.膳食辣椒素干预能显著降低高盐喂养的WT小鼠的肠系膜阻力血管超氧阴离子水平和升高肠系膜阻力血管NO水平,而在高盐喂养的TRPV1–/–小鼠未能观察到辣椒素的这种效果。辣椒素也能显著降低高盐喂养WT小鼠血浆H2O2、MAD水平。5.辣椒素明显减少高盐喂养WT小鼠禁食期间24-h尿钠排泄量、尿钠/肌酐比值,而在TRPV1?/?小鼠未能观察到此效果。结论:1.辣椒素激活TRPV1能减轻高盐摄入诱导的氧化应激,减少超氧阴离子产生,提高NO的生物利用度;从而改善高盐膳食摄入导致的阻力血管的内皮依赖性舒张功能的损害,预防高盐摄入导致的高血压。2.辣椒素激活TRPV1能促进盐负荷后尿钠排泄,降低盐敏感性,有助于减轻高盐摄入诱导的氧化应激。3.辣椒素激活TRPV1后能抑制高盐喂养小鼠心脏Akt/mTOR通路的活性,防止高盐摄入导致的心脏肥大。4.长期膳食辣椒素激活TRPV1可能在高盐摄入导致的血压升高和心脏肥大中具有潜在的预防作用,可能成为人群中生活方式预防高盐膳食导致的高血压及心血管疾病的一种简单、有效的方法。

论文目录

• 英文缩写一览表
• 英文摘要
• 中文摘要
• 第一部分 辣椒素激活TRPV1 对高盐膳食小鼠血压的作用
• 前言
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 第二部分 辣椒素激活TRPV1 预防高盐膳食小鼠高血压的机制
• 分题一 辣椒素激活TRPV1 对高盐膳食小鼠肠系膜血管舒张功能的影响
• 前言
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 分题二 辣椒素激活TRPV1 对高盐膳食小鼠肠系膜血管氧化应激及尿钠排泄的影响
• 前言
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢
• 照片
• 文献综述 瞬时受体电位香草酸亚型—1 通道蛋白与盐代谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表论文