钠钾泵参与高血压大鼠脑基底动脉的收缩

论文摘要

高血压病患病率高、致残率高、死亡率高,严重危害人类的健康。高血压患者血管结构、钙离子运动和钠离子转运等都会发生改变,因而高血压可以诱发严重的心脑血管系统的改变,并可能使老年患者比青年患者更易于发生心脑血管意外。钠钾泵（Na+/K+-ATP酶）是细胞膜上一种重要的离子转运系统,具有维持细胞内外的钠稳态和膜电位等重要功能,从而在调节血管张力和血压方面起着重要作用,也就是说Na+/K+-ATP酶活性的改变可能是一种诱发原发性高血压的潜在因素。近年发现,大约50%的原发性高血压病人本质上是因为内源性哇巴因（ouabain）水平升高,慢性高盐饮食可以引起人血浆中强心甾类固醇类（CTSs）物质水平增加,因而认为CTSs可能介导盐敏感性高血压发病。而ouabain抑制剂PST2238则可以降低盐依赖高血压大鼠和部分原发性高血压病人的血压。高血压病伴随着脑血管结构的改变,可改变血管对收缩剂反应。5-羟色胺（serotonin,5-HT）是脑循环中最强烈的血管收缩胺,其强烈的缩血管作用被认为是脑血管痉挛、血流障碍的主要原因,5-羟色胺收缩血管的机制主要在于5-羟色胺和血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells ,VSMCS）特异性受体结合后,通过Ca2+-依赖性蛋白激酶途径,升高细胞浆内Ca2+浓度,引起血管收缩。本文旨在研究在高血压状态下大鼠脑基底动脉对KCl和5-羟色胺等血管收缩剂的反应变化,并研究Na+/K+-ATP酶在其中的作用。目的:观察高血压状态下,KCl、5-HT对离体大鼠脑动脉的收缩作用,及其与Na+/K+-ATP酶的相互关系。方法:大鼠断头后,立即将脑组织连同脑动脉一并取出,浸泡于冰冷（4℃）的PSS营养液中（浓度mmol/L: NaCl 119, KCl 4.7,MgSO4﹒7H2O 1.17,NaHCO3 25,KH2PO4 1.18,EDTA 0.027,Glucose 5.5 ）。去除软脑膜,分离出基底动脉（Basilar artery, BA）,剪取2mm左右的动脉环,将两根直径为40μm的钨丝穿入环腔,固定血管环在Multi Myograph System-610M浴槽内传感器的触角上,持续通以95%O2+5%CO2混合气体。浴槽温度保持37±0.5℃恒定,对血管进行标准化操作。血管张力变化通过Myograph的张力换能系统记录在微机上。观察药物对其张力的影响,记录张力变化。结果:1高血压大鼠血压的变化正常大鼠收缩压、舒张压、平均动脉压分别为: 117±6.75、88.5±5.59、96.5±4.09mmHg;而高血压大鼠的血压明显增高,其收缩压、舒张压、平均动脉压分别为:208.5±27.04、154.8±36.21、172.8±36.02 mmHg。2高血压对KCl收缩基底动脉的影响高血压可以使基底动脉的KCl量效曲线明显右移。与正常大鼠基底动脉的KCl量效曲线相比,除了20 mmol/L外,高血压大鼠血管组30 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L、100 mmol/L、120 mmol/L KCl产生的血管收缩力依次为:0.17±0.02、0.32±0.08、0.48±0.08、0.64±0.08、0.67±0.08、0.73±0.08 mN,均明显低于正常大鼠血管相应浓度KCl产生的收缩力:0.42±0.152、0.84±0.19、1.19±0.23、1.49±0.24、1.50±0.22、1.46±0.22mN（P<0.05）,提示高血压病变可显著降低其脑血管对KCl收缩作用的反应性。3高血压对5-HT收缩基底动脉的影响高血压可以使基底动脉的5-HT量效曲线明显右移。与正常大鼠基底动脉的5-HT量效曲线相比,除了10-9、10-8外,高血压大鼠血管组3×10-8、10-7、3×10-7、10-6、3×10-6、10-5M 5-HT产生的血管收缩力依次为: 0.14±0.02、0.41±0.06、0.89±0.16、1.90±0.25、2.05±0.29、1.78±0.24 mN,均明显低于正常大鼠血管组相应浓度5-HT产生的血管收缩力:0.37±0.09、1.50±0.21、2.78±0.40、4.41±0.55、5.35±0.38、4.90±0.98 mN（P<0.05）,提示高血压病变可显著降低其脑血管对5-HT收缩作用的反应性。4 K+-依赖性舒张实验结果表明,各浓度KCl在无钾状态下所致新福林收缩血管的舒张程度,在正常大鼠脑血管分别为:1、0.53±0.06、0.21±0.05、0.14±0.03、0.12±0.04、0.12±0.04、0.14±0.04;在ouabain预处理正常大鼠脑血管分别为: 1、0.94±0.02、0.82±0.03、0.53±0.08、0.26±0.08、0.18±0.04、0.18±0.04;在高血压大鼠脑血管分别为:1、0.78±0.07、0.53±0.07、0.23±0.06、0.14±0.03、0.15±0.03、0.17±0.05;在ouabain预处理高血压大鼠脑血管分别为:1、0.91±0.01、0.91±0.02、0.90±0.03、0.73±0.03、0.63±0.06、0.58±0.06。其舒张程度依次为:正常大鼠血管对照组>高血压大鼠血管对照组>正常大鼠血管ouabian组>高血压大鼠血管ouabain组。由以上结果可知,高血压大鼠血管经ouabain预处理后,对各浓度KCl在无钾状态下所致新福林收缩血管的舒张程度明显低于其他三组血管（P<0.05）。根据曲线下面积计算Na+/K+-ATP酶活性,与正常大鼠血管的Na+/K+-ATP酶活性（2.54±0.25）相比,高血压大鼠血管的Na+/K+-ATP酶活性（4.60±0.25）明显增加（P<0.05）。5 Ouabain对5-HT所致高血压大鼠基底动脉收缩的影响分别用10-9M、10-8M、10-7M、10-6M、10-5M、10-4M、10-3M的ouabain孵育血管30分钟后,再灌流5×10-7M 5-HT。在正常大鼠血管组,5×10-7M 5-HT产生的血管收缩力依次为:3.95±0.47、4.04±0.49、4.51±0.48、4.64±0.40、4.40±0.43、4.64±0.43、4.19±0.38 mN,在ouabain各浓度之间无显著差别（P>0.05）;而在高血压大鼠血管组,5×10-7M 5-HT产生的血管收缩力依次为:2.01±0.19、2.38±0.09、3.15±0.24、3.17±0.19、3.52±0.38、3.67±0.50、3.66±0.56 mN,呈明显的ouabain浓度依赖关系（r=0.9394 ,P<0.05）,而且收缩力均显著低于正常大鼠血管组。不仅再一次表明高血压病变可显著降低5-HT对脑血管的收缩作用,而且进一步提示Na+/K+-ATP酶可选择性参与5-HT对高血压大鼠脑血管的收缩作用。6 Ouabain对正常大鼠基底动脉张力的影响Ouabain能浓度依赖性收缩正常大鼠脑基底动脉,且其量效关系曲线可经两点结合模型进行最佳拟合。拟合结果提示,大鼠脑基底动脉存在两种功能不同的钠泵,即高亲和力钠泵和低亲和力钠泵,其Kd值分别为kh 1.7×10-8、ki 1.6×10-5mol/L。7 KCl对Ouabain预处理高血压大鼠基底动脉收缩力的影响Ouabain（5×10-7 mol/L）可以使高血压大鼠脑血管的KCl量效曲线明显左移,翻转了高血压使KCl量效曲线右移的作用。在ouabain（5×10-7 mol/L）预处理正常大鼠血管,20 mmol/L、30 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L、100 mmol/L及120 mmol/L KCl产生的收缩力依次为:0、0.39±0.07、0.85±0.11、1.39±0.16、1.63±0.18、1.57±0.16、1.53±0.15 mN;在ouabain（5×10-7 mol/L）预处理高血压大鼠血管为:0、0.48±0.12、0.91±0.21、1.53±0.22、1.69±0.28、1.56±0.31、1.56±0.31 mN,二者与KCl在未经ouabain预处理正常大鼠血管产生的收缩力无显著差别（P>0.05）,但均显著高于KCl在未经ouabain预处理高血压大鼠血管产生的收缩力（P<0.05）。Ouabain（10-4 mol/L）对KCl所致两种大鼠脑血管收缩作用的影响与ouabai（n5×10-7 mol/L）的影响相似。在ouabain（10-4 mol/L）预处理正常大鼠血管,20 mmol/L、30 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L、100 mmol/L、及120 mmol/L KCL产生的收缩力依次为:0、0.61±0.19、1.15±0.35、1.39±0.34、1.57±0.36、1.49±0.29、1.35±0.21 mN;在ouabain（10-4 mol/L）预处理高血压大鼠血管为:0、0.54±0.28、0.96±0.22、1.46±0.34、1.60±0.30、1.65±0.30、1.69±0.29 mN,二者与KCl在未经ouabain预处理正常大鼠血管产生的收缩力无显著差别（P>0.05）,但均显著高于KCl在未经ouabain预处理高血压大鼠血管产生的收缩力（P<0.05）。从以上结果我们不难看出,ouabain 5×10-7 mol/L和10-4mol/L对KCl所致正常大鼠脑血管收缩力增加均无明显影响,但却可显著增强KCl所致的高血压大鼠脑血管收缩力增加,均使其KCl量效曲线明显左移,且ouabain两个浓度的影响并无明显差别。这些结果提示,Na+/K+-ATP酶高亲和力α-亚基参与了KCl在高血压大鼠脑血管诱发的收缩反应。8 5-HT对ouabian预处理高血压大鼠基底动脉收缩力的影响Ouabain（5×10-7 mol/L）可以使高血压大鼠脑血管5-HT量效曲线明显左移,部分阻断了高血压使5-HT量效曲线右移的作用。在ouabain（5×10-7 mol/L）预处理正常大鼠脑血管,10-9、10-8、3×10-8、10-7、3×10-7、10-6、3×10-6及10-5 M5-HT产生的收缩力依次为:0、0.06±0.02、0.29±0.07、1.00±0.05、2.46±0.37、4.12±0.46、5.37±0.23、4.37±0.29 mN;在ouabain（5×10-7 mol/L）预处理高血压大鼠脑血管为:0、0.06±0.01、0.17±0.02、0.69±0.06、1.44±0.22、2.66±0.23、3.10±0.27、2.81±0.22 mN,二者均显著高于5-HT在未经ouabain预处理时高血压大鼠血管产生的收缩力（P<0.05）。Ouabai（n10-4 mol/L）也可以使高血压大鼠脑血管的5-HT量效曲线左移。在ouabain（10-4 mol/L）预处理正常大鼠脑血管, 10-9、10-8、3×10-8、10-7、3×10-7、10-6、3×10-6及10-5M 5-HT产生的收缩力依次为:0、0.09±0.03、0.30±0.06、1.05±0.13、2.88±0.36、4.84±0.40、5.56±0.29、4.87±0.28mN;在ouabain（10-4 mol/L）预处理高血压大鼠脑血管为:0、0.04±0.01、0.34±0.05、0.74±0.06、1.49±0.17、3.19±0.44、4.00±0.26、3.65±0.20 mN,二者均显著高于5-HT在未经ouabain预处理时高血压大鼠血管产生的收缩力（P<0.05）。综上所述,ouabain 5×10-7 mol/L和10-4 mol/L对5-HT所致正常大鼠脑血管收缩力增加均无明显影响,但却可显著增强5-HT所致的高血压大鼠脑血管收缩力增加,使其5-HT量效曲线不同程度明显左移,提示Na+,K+-ATP酶高亲和力和低亲和力两个α-亚基均参与了5-HT在高血压大鼠脑血管诱发的收缩反应。结论:高血压病变可显著降低基底动脉对KCl和5-HT收缩作用的反应性。大鼠基底动脉Na+/K+-ATP酶α亚基可分为两种,即:高亲和力亚基和低亲和力亚基。Na+/K+-ATP酶高亲和力亚基参与了KCl在高血压大鼠基底动脉诱发的收缩反应。Na+/K+-ATP酶高亲和力亚基和低亲和力亚基均参与了5-HT在高血压大鼠基底动脉诱发的收缩反应。其机制可能与高血压病变后Na+/K+-ATP酶活性增加有关。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 研究论文 钠钾泵参与高血压大鼠脑基底动脉的收缩
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 附图
• 附表
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 综述 高血压动物模型的研究进展
• 致谢
• 个人简历