心交感传入反射在肾血管性高血压发病机制中的作用及其调控机制

论文摘要

第一部分:心交感传入反射与肾血管性高血压大鼠交感神经过度激活的关系背景交感神经过度激活是原发性高血压病的重要特征之一,在高血压病的病程发展和器官损害中起重要作用。抑制高血压病过度增强的交感神经活动已成为近年来治疗高血压病的重要策略。心交感传入反射（cardiac sympathetic afferent reflex,CSAR）是调节交感神经活动和动脉血压的重要心血管反射,在心室表面应用辣椒素、缓激肽、腺苷或过氧化氢等刺激心交感传入神经末梢均可引起CSAR,直接电刺激心交感传入神经亦可引起CSAR,导致交感神经兴奋和血压升高。我们过去的研究发现增强的CSAR在慢性心力衰竭的交感神经过度激活中起重要作用,而中枢血管紧张素II（Ang II）及其1型受体（AT1受体）调控CSAR。高血压病具有类似交感神经过度激活和相对心肌缺血特征,我们推测高血压病的CSAR增强,这种CSAR增强在高血压病的发病机制中起重要作用,中枢Ang II和AT1受体可能与CSAR增强机制有关。本研究采用二肾一夹（2K1C）高血压动物模型,进行了一系列实验研究和探讨,研究结果对揭示高血压病的交感神经激活机制以及CSAR与高血压病发病机制的关系具有重要理论意义,并为从抑制CSAR和交感神经过度激活角度防治高血压病提供新思路和实验依据。目的1.确定肾血管性高血压大鼠的CSAR是否增强。2.探讨增强的CSAR是否与肾血管性高血压的交感神经过度激活和血压升高有关。3.探讨中枢Ang II和AT1受体是否介导肾血管性高血压大鼠的CSAR增强效应。方法实验采用雄性成年SD大鼠,随机分为2K1C肾血管性高血压大鼠模型组（2K1C）和假手术组（Sham）。术后4周进行急性动物实验研究,在腹腔注射乌拉坦和氯醛糖混合麻醉与机械通气状况下,去压力感受器神经支配并切断双侧迷走神经,利用Powerlab生物信号采集系统记录肾交感神经放电活动（RSNA）和动脉血压,以心室表面应用辣椒素引起的RSNA的变化值作为评价CSAR的指标,用立体定位仪进行大鼠双侧侧脑室定位和微量注射,采用酶联免疫吸附测定法（ELISA）测定血浆去甲肾上腺素水平,Western blotting法测定PVN的AT1受体蛋白表达,并制作主动脉狭窄引起的急性高血压动物模型,排除急性交感神经活动增强和血压升高对CSAR的影响。1.基础RSNA水平测定:2K1C和假手术大鼠各6只,静脉快速注射硝普钠（50μg/kg）引起短暂而强烈的降低血压效应,根据RSNA的最大值计算基础RSNA。2.血浆去甲肾上腺素和室旁核AT1受体蛋白测定:2K1C和假手术大鼠各6只,颈总动脉快速取血,采用ELISA方法测定血浆去甲肾上腺素水平;迅速断头取脑,采用Western blotting法测定PVN的AT1受体蛋白表达。3. CSAR测定及其剂量效应关系:2K1C大鼠7只和假手术大鼠6只,心室表面随机应用不同剂量的辣椒素（0,0.01,0.1和1.0 nmol）,每次间隔时间在10 min以上,观察辣椒素引起的RSNA和平均动脉压（MAP）反应。4.心包腔内注射resiniferatoxin （RTX）的效应:2K1C和假手术大鼠各14只,均随机分为RTX组和生理盐水组,每组7只,分别在心包腔内注射RTX（60 pmol）或生理盐水,观察其对RSNA和MAP的影响。为确定其对心交感传入神经末梢的脱敏效果,应用RTX后120 min时去除心包膜,在心室表面应用辣椒素（1.0 nmol）,观察能否引起CSAR。5.侧脑室微量注射Ang II和losartan的效应:2K1C和假手术大鼠各24只,每组大鼠又随机分为4小组,分别在侧脑室微量注射生理盐水、Ang II （30 nmol）、losartan （500 nmol）和losartan + Ang II （losartan预处理后10 min给予Ang II）,探讨其对CSAR、基础RSNA和MAP的影响。在另外6只2K1C大鼠,静脉注射相同剂量losartan,探讨其对CSAR、基础RSNA和MAP的影响。6.主动脉狭窄引起的急性高血压大鼠模型:为排除2K1C大鼠的CSAR增强效应继发于基础RSNA加强和基础MAP升高,在6只主动脉狭窄引起的急性高血压大鼠,主动脉狭窄后10 min、20 min和30 min分别在心室表面应用辣椒素,观察CSAR的变化。结果1.2K1C组大鼠和假手术组大鼠的体重无显著差异,但2K1C组大鼠心脏重量、左心室重量、左心室重量/心脏重量比值和左心室重量/体重比值均显著增加。2.2K1C组大鼠基础MAP显著升高,基础RSNA显著增强,血浆去甲肾上腺素水平显著升高。3.2K1C大鼠和假手术大鼠心室表面应用辣椒素均引起剂量相关的RSNA增强和MAP升高反应,2K1C大鼠的CSAR显著增强。4.2K1C大鼠和假手术大鼠心包腔内注射RTX均立即引起显著的RSNA增强和MAP升高效应,2K1C大鼠的RSNA和MAP反应显著增强。20 min后,2K1C大鼠出现持续的RSNA减弱和MAP降低,而假手术大鼠无显著的RSNA减弱和MAP降低反应。120 min后,2K1C大鼠和假手术大鼠CSAR均消失。5.2K1C大鼠和假手术大鼠侧脑室注射Ang II均引起基础RSNA增强和MAP升高反应,但2K1C大鼠的Ang II反应显著增强,其效应可被AT1受体拮抗剂losartan预处理所消除。侧脑室注射losartan对假手术大鼠基础RSNA和MAP均无显著影响,但显著降低2K1C大鼠基础RSNA和MAP。2K1C大鼠静脉注射相同剂量的losartan也引起类似的基础RSNA和MAP降低效应。6.2K1C大鼠和假手术大鼠侧脑室注射Ang II均引起CSAR增强反应,2K1C大鼠的CSAR反应显著增强,其效应可被losartan预处理完全阻断。侧脑室注射losartan对假手术大鼠CSAR无显著影响,但可抑制2K1C大鼠的CSAR。2K1C大鼠静脉注射相同剂量的losartan对CSAR无显著影响。7.2K1C大鼠PVN的AT1受体蛋白表达水平显著升高。8.主动脉缩窄引起显著的基础RSNA增强和MAP升高效应,但缩窄后10、20和30 min后CSAR并无显著增强。结论1.2K1C大鼠CSAR明显增强,阻断CSAR传入纤维活动引起持久的RSNA抑制和MAP降低,表明2K1C大鼠增强的CSAR在高血压和交感神经过度激活中起重要作用。2.侧脑室注射Ang II增强CSAR,2K1C大鼠的Ang II效应更明显,而losartan使2K1C大鼠增强的CSAR恢复正常,2K1C大鼠PVN的AT1受体水平明显升高,2K1C大鼠的中枢Ang II和AT1受体活动在CSAR增强机制中起重要作用。第二部分:室旁核血管紧张素II和一氧化氮在调控心交感传入反射中的交互作用背景心交感传入反射（cardiac sympathetic afferent reflex,CSAR）是调节交感神经活动和动脉血压的重要心血管反射,慢性心力衰竭和肾血管性高血压大鼠CSAR病理性增强,并涉及交感神经过度激活机制。室旁核（paraventricular nucleus,PVN）是CSAR的重要整合中枢,PVN的血管紧张素II（angiotensin II,Ang II）是调控CSAR的重要信号分子,通过AT1受体发挥其增强CSAR作用,PVN的Ang II和AT1受体在慢性心力衰竭大鼠和肾血管性高血压大鼠的CSAR增强机制和交感神经过度激活中起重要作用。PVN中存在大量一氧化氮合酶（NOS）阳性神经元,PVN微量注射NOS抑制剂增强肾交感神经活动（renal sympathetic nerve activity,RSNA）和升高血压,而一氧化氮（nitric oxide,NO）供体降低RSNA和血压,提示PVN中NO抑制交感神经活动。我们推测PVN的Ang II-NO交互作用在调控CSAR中起重要作用。目的确定PVN中Ang II和NO在调控CSAR和交感神经活动中的交互作用。方法实验采用雄性成年SD大鼠,在腹腔注射乌拉坦和氯醛糖混合麻醉与机械通气状况下,去压力感受器神经支配并切断双侧迷走神经,利用Powerlab生物信号采集系统记录肾交感神经放电活动（RSNA）和动脉血压,用立体定位仪进行大鼠双侧PVN定位和微量注射,以电刺激心交感传入神经中枢端引起RSNA变化的百分率作为衡量CSAR指标,刺激强度为10 V,波宽为1 ms,刺激频率分别为5、10、20和30 Hz的矩形波,随机给予,刺激的间隔时间至少1 min,每次刺激持续时间为30 s。1. Ang II的剂量效应关系:大鼠随机分为4组,每组5只,分别在PVN注射生理盐水和3种不同剂量的Ang II（0.03、0.3和3.0 nmol）。为排除Ang II在PVN扩散引起效应的可能性,在另外3只大鼠邻近PVN的下丘脑前区微量注射大剂量的Ang II（3.0 nmol）。2. MeTC和小剂量Ang II的交互作用: S-Methyl-L-thiocitruline chydrochloride （MeTC）是一种特异性的nNOS抑制剂。将大鼠随机分为8组,每组6只。分别在PVN微量注射生理盐水、Ang II（0.03 nmol）、losartan（50nmol）、MeTC（80 nmol）、MeTC（80 nmol）+ Ang II（0.03 nmol）、losartan（50 nmol）+ Ang II（0.03 nmol）、losartan（50 nmol）+ MeTC （80 nmol）和losartan（50 nmol）+ MeTC（80 nmol）+ Ang II（0.03 nmol）。预处理提前10 min给予。3. SNAP和大剂量Ang II的交互作用:S-nitroso-N-acetyl-penicillamine （SNAP）是NO供体。大鼠随机分为4组,每组6只。分别在PVN微量注射生理盐水、Ang I（I3 nmol）、SNAP（50 nmol）和SNAP（50 nmol）+ Ang I（I3 nmol）。预处理提前10 min给予。结果1.电刺激心交感传入神经增强RSNA。2.PVN微量注射Ang II引起剂量相关的CSAR增强效应、基础RSNA增强和基础MAP升高效应,而下丘脑前区注射Ang II无明显效应。3.PVN微量注射小剂量Ang II（0.03 nmol）或MeTC并不引起显著的CSAR增强反应,losartan亦不引起显著的CSAR抑制效应,但MeTC预处理可显著加强小剂量Ang II的引起的CSAR增强效应,其效应可被losartan所消除。4.PVN微量注射大剂量Ang II（3 nmol）引起显著的CSAR增强效应,NO供体SNAP对CSAR有抑制趋势,但无统计学意义,SNAP预处理可显著减弱大剂量Ang II的CSAR增强效应。结论PVN微量注射Ang II增强CSAR,nNOS抑制剂MeTC加强Ang II的CSAR增强效应,其效应可被AT1受体拮抗剂losartan预处理完全阻断,NO供体SNAP抑制Ang II的CSAR增强效应。结果表明PVN中NO对抗Ang II的CSAR增强效应,PVN中Ang II和NO的交互影响在CSAR调控中起重要作用。

论文目录

• 论文摘要（中文）
• 论文摘要（英文）
• 第一部分 心交感传入反射与肾血管性高血压大鼠交感神经过度激活关系
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 第二部分 室旁核血管紧张素II和NO在调控心交感传入反射中的交互作用
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 文献综述: 心交感传入反射研究进展
• 参考文献
• 英文缩略语
• 攻读学位期间发表研究论文及科研工作情况
• 致谢