雌激素对绝经后高血压女性肠系膜动脉平滑肌细胞BKCa作用的研究

论文摘要

目的：原发性高血压病是严重危害人类健康的常见病之一，主要表现为小动脉和微动脉张力的增加，血管壁不能对抗血管紧张度增高以及对血管活性物质的反应性出现异常，临床表现为血压的持续增高；人体肠系膜血管是人体主要的内脏血管，在动脉中占有较大比例，而且是形成外周阻力的主要动脉，对血管活性物质敏感，对人体血压的调节具有举足轻重的作用；大电导钙激活钾通道(large-conductancecalcium-activated potassium channels，BKCa)是动脉平滑肌上主要的负反馈调节器，在血管的舒缩调节中发挥着重要作用。雌激素（estrogen, E）是女性体内重要的激素之一，具有很多的生物学效应。流行病学调查显示,原发性高血压病具有明显的性别差异，绝经前妇女原发性高血压的发病率明显低于同龄的男性发病率，但在女性绝经后则不存在这样的差异。研究显示，雌激素在女性心血管功能正常的维持和调节方面具有重要的意义，其机制有可能与通过雌激素受体（Estrogen Receptor, ER）调节其动脉平滑肌的结构和功能有关，但具体机制尚不明确。本实验采用穿孔全细胞膜片钳技术，通过观察绝经前后女性肠系膜动脉血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells，VSMCs）BKCa宏观电流及自发性瞬时外向电流（spontaneous transientoutward currents， STOCs），并研究E对绝经前女性非高血压（pre-menopause women non-hypertension，PNH）组、绝经后女性非高血压（post-menopause women non-hypertension, NH）组及绝经后女性原发性高血压（post-menopause women essential hypertension, EH）组肠系膜动脉平滑肌细胞上BKCa及STOCs敏感性变化，探讨E、BKCa与女性原发性高血压病之间的关系，为E对女性心血管系统的保护作用提供实验依据。方法：在体式显微镜下，游离出肠系膜动脉，并纵向剖开剪成2mm×2mm×1mm的动脉条块，放在酶液中进行两步酶消化。选取表面光滑、折光性好、立体感强的平滑肌细胞进行实验。采用穿孔全细胞膜片钳技术记录通道电流。记录到的电流信号经过膜片钳放大器放大，经过AD/DA转换器处理后输入计算机，采用Clampfit10.1、MiniAnalysis6.0、OriginPro8.0软件进行数据分析处理统计。比较绝经前PNH组、绝经后NH组和EH组应用E前后BKCa宏观电流及STOCs的变化。结果：（1）采用两步急性酶法分离的女性肠系膜动脉平滑肌细胞BKCa宏观电流和STOCs的基本特性：①BKCa宏观电流具有明显的电压依赖性和外向整流特性；STOCs的幅度和频率具有显著的电压依赖性，并随机叠加在BKCa宏观电流上。②200nM的BKCa特异性阻断剂Iberiotoxin（IbTX）可明显抑制宏观外向电流以及阻断STOCs。（2）绝经前女性PNH组BKCa宏观电流及STOCs对雌激素反应性变化：雌激素可显著激活PNH组上BKCa宏观电流和STOCs。在测试电压0mV到+60mV范围，100μM E可显著性激活BKCa宏观电流，在0mV和+60mV时其电流密度分别从1.98±0.39pA/pF、16.43±4.90pA/pF增加到4.45±1.25pA/pF（P<0.05，n=7）、32.36±6.86pA/pF（P<0.01，n=7）；电位为-20mV时，STOCs的幅度和频率分别从8.98±2.56pA、3.05±0.84Hz增加到16.88±3.90pA（P<0.05，n=7）、5.26±1.46Hz（P<0.01，n=7）。（3）绝经后女性NH组BKCa宏观电流及STOCs对雌激素反应性变化：雌激素可显著激活NH组上BKCa宏观电流和STOCs。在测试电压0mV到+60mV范围，100μM E可显著性激活BKCa宏观电流，在0mV和+60mV时其电流密度分别从1.99±0.41pA/pF、15.89±4.87pA/pF增加到3.26±1.32pA/pF（P<0.05，n=23）、27.88±6.75pA/pF（P<0.01，n=23）；电位为-20mV时，加入100μM E后，STOCs的幅度和频率分别从8.56±2.43pA、2.98±0.77Hz增加到14.75±3.78pA（P<0.05，n=23）、4.70±1.57Hz（P<0.01，n=23）。（4）绝经后女性EH组BKCa宏观电流及STOCs对雌激素的反应性变化：EH组在测试电压-60mV到+50mV范围，100μM E对BKCa宏观电流没有显著性激活作用，仅仅在+60mV时有统计学差异。在0mV和+60mV时其电流密度分别从1.35±0.44pA/pF、4.48±1.47pA/pF增加到1.48±0.55pA/pF（P>0.05，n=17）、7.17±2.47pA/pF（P<0.05，n=17）；在电位为-20mV时，加入100μM E后，STOCs的幅度和频率分别从5.67±1.73pA、1.28±0.43Hz增加到6.58±1.34pA（P>0.05，n=17）、1.90±0.99Hz（P<0.05，n=17）。（5）PNH组、NH组和EH组对雌激素反应性变化的比较：①在+60mV时，绝经前PNH组加入100μM E后，BKCa电流密度增加了0.97±0.40倍，电位为-20mV时，STOCs的幅度和频率分别增加了0.88±0.43倍和0.72±0.39倍。②绝经后NH组加入100μM E后，BKCa电流密度增加了0.75±0.47倍，电位为-20mV时，STOCs的幅度和频率分别增加了0.72±0.32倍和0.58±0.34倍。③在+60mV时，EH组加入100μM E后，BKCa的电流密度增加了0.60±0.33倍；电位为-20mV时，STOCs幅度和频率分别增加了0.16±0.11倍和0.48±0.30倍。（6）雌激素受体抑制剂ICI182780对女性肠系膜动脉平滑肌细胞BKCa宏观电流及STOCs的作用：在+60mV时，加入100μM E后，BKCa电流密度从15.89±4.87pA/pF增加到27.88±6.75pA/pF（P<0.01，n=23）；在此基础上加入100μM ICI182780后，其电流密度降低到20.15±6.21pA/pF（P<0.05，n=23）；电位为-20mV时，加入100μM E后，STOCs的幅度和频率分别从8.56±2.43pA、2.98±0.77Hz增加到14.75±3.78pA（P<0.05，n=23）、4.70±1.57Hz（P<0.01，n=23），在此基础上加入100μM ICI182780后，STOCs的幅度和频率分别降低到10.87±3.45pA（P<0.05，n=23）和3.52±0.98Hz（P<0.05，n=23）（7）一氧化氮合酶抑制剂L-NAME对女性肠系膜动脉平滑肌细胞BKCa宏观电流及STOCs的作用：加入100μM E15min后，BKCa宏观电流明显被激活，在+60mV时，BKCa电流密度从17.52±4.25增加到25.83±5.27pA/pF（P<0.05，n=4），在此基础上加入600μM一氧化氮合酶抑制剂L-NAME，该电流明显被抑制，BKCa电流密度降低到14.25±3.57pA/pF （P<0.05，n=4）；电位为-20mV时，加入100μM E15min后，STOCs的幅度和频率分别从7.24±3.27pA和2.04±0.74Hz增加到9.85±2.62pA（P<0.05，n=4）和2.25±0.65Hz（P<0.05，n=4），在此基础上加入600μM一氧化氮合酶抑制剂L-NAME，其幅度和频率分别降低到6.24±1.86pA（P<0.05，n=4）和1.65±0.54Hz（P<0.05，n=4）。结论：（1）女性肠系膜动脉平滑肌细胞BKCa宏观电流具有明显的电压依赖性和外向整流特性；由BKCa介导的STOCs的幅度和频率具有显著的电压依赖性和随机性。（2）雌激素可激活绝经前女性PNH组、绝经后女性NH组和EH组肠系膜动脉平滑肌细胞BKCa宏观电流及STOCs的幅度和频率，且PNH组和NH组对雌激素反应性比较，NH组较PNH组低，提示E对绝经前女性的血管有一定的保护作用；绝经后女性NH组和EH组对雌激素反应性比较，EH组较NH低，提示高血压后，血管对雌激素的反应性下降，绝经可能是高血压发生发展的一个因素。（3）雌激素可引起女性肠系膜血管舒张，且雌激素受体特异性抑制剂ICI182780能部分抑制该舒张效应，提示BKCa和ER参与了雌激素舒张肠系膜血管的机制。（4）一氧化氮合酶抑制剂L-NAME能部分抑制雌激素对女性肠系膜血管的舒张作用，提示NO途径参与了雌激素舒张肠系膜血管的机制。

论文目录

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• 结论
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