运动对高血压大鼠主动脉血管内皮功能的影响及其作用机制的研究

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1、扬州大学 硕士学位论文 运动对高血压大鼠主动脉血管内皮功能的影响及其作用机制的 研究 姓名：王学柱 申请学位级别：硕士 专业：运动人体科学 指导教师：张钧 20080501 王学柱运动对高血压人鼠主动脉血管内皮功能的影响及其作用机制的研究 竺 N O N O S i N O S 一氧化氮 一氧化氮合酶 诱导型N o S 符号说明 o x - U ) L 氧化型低密度脂蛋白 C S r c E T V E C A S 非受体型酪氨酸激酶 内皮素 E H e N o S n N O S H S P 9 0 E D R F A n g I I 原发性高血压 内皮型N o S 神经型N O S 热休克

2、蛋白9 0 内皮依赖性舒张因子 血管紧张素I I 血管内皮细胞L 一心L - 精氨酸 动脉粥样硬化S 腿自发性高血压大鼠 N A D P H 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸鼢山黄素腺嘌呤二核苷酸 B H 4 s G C c 伽 四氢喋呤 L C “ L 胍氨酸 可溶性鸟苷酸环化酶G ，r P三磷酸鸟苷 环磷酸鸟苷F 黄素单核苷酸 I C 削1 细胞黏附分子1M A P K促分裂原激活蛋白激酶 A 疆血管紧张素转换酶V E G F 血管内皮生长因子 扬州人学硕士学位论文 摘要 4 一 目的：高血压是导致心脑血管病变的主要危险因素，目前发病率和死亡率在我国 居于前列。近年来，随着对原发性高血压发病枫铡

3、研究的不断深入发现，斑管内 皮细胞与原发性高血压有密切关系，主要表现为血管内皮细胞分泌的多种活性物 质对血管张力调节的失衡，血管的结构变佬，导致血压升高。正常的血管内皮细 胞功能是维持血压稳定的关键。N o 是由血管内皮细胞合成分泌的一个重要的调 节血管张力的物质，是一个血管内皮细胞损伤重要的标志物。大量研究表明，体 内N O 的米源主要是通过e N o S 及相关辅助因子催化底物L 吨产生的，其含量 对嵩盘噩的发生和发展起到至关重要的作震且受到多静因素的调控。尽前国内外 研究发现，王 S P 9 0 与c S f c 是心血管疾病新的调节物，在调节舒的S 产生N O 过 程母起到重要作用，血

4、浆o X - 毛是e _ 套的S 的一个主要抑制物，是许多心血管疾 病发生的重簧因素。适宜运动可以降低斑压，改善高血压患者心血管系统功能， 作为一种高血压的非药物疗法邑在实践中广泛应用，但其作用机制是否与运动提 高了主动脉皿管内皮细胞H S P 9 0 表达和c S r c 活性以及抑制了0 x L D L 产生有关， 霉翦尚未见详细报道。本研究观察运动对嵩血压大鼠主动脉血管内皮细胞联S 转O 的表达和c - S r c 活性以及血浆o x _ L D L 含量的影响，探讨适宜的运动对高血压大 鼠主动脉盘篱内皮功能的作用机制，为高血压及其并发症的防治和治疗提供理论 依据。 方法：选用S 双大鼠

5、1 6 只，随机分为S 双运动组( t 组) 帮S 薹承安静组( S 组) ，T 组每日进行9 0 l l I l i n 无负重游泳，每周6 次，共8 周。另选W i S t a r 大鼠8 只( C 组) 终为正常对照组。均梵雄健，6 周龄，体重1 7 蕊2 g 。实验翘闻每周 测定大鼠血压和体重，8 周后，分别测定各组大鼠主动脉血管内皮细胞H s P 9 0 表达量和e 。S f c 活性，以及血清奎的和血浆o X L p L 含量。 结果2 重。在游泳运动前两组S 豫盘亟无显著性差异( 1 6 0 。删+ 5 8 铡蛾gv s 1 6 1 5 士9 3 3 m m H g ) ，8 周

6、游泳运动后，S H R 运动组与8 H R 安静组相比，血压 显著性降低( 1 5 7 6 圭7 。0 6 就稳H g v s l8 5 9 圭6 。6 4 瑚m 魄) ( P o 。0 1 ) ，说明8 周游 泳运动能有效抑制血压的进一步增高。 王学柱运动对高血压人鼠主动脉血管内皮功能的影响及其作用机制的研究 适量的运动对高血压等心脑血管疾病具有一定防治作用的事实已得到广泛 的证实【10mJ，因为适宜的运动可以使血管内皮细胞合成分泌NO明显增加，对维 持血管内皮细胞的正常功能起到重要作用，其机制尚不清楚。国内外研究发现， 血管内皮细胞中H S P 9 0 、c S r c 与e N O S

7、相互作用对N O 的产生起到重要作用。血浆 o X - L D L 可以损伤血管内皮细胞，是体内N O 的主要抑制剂。本文就主动脉血管内 皮细胞H S P 虬、c S r c 及血浆o x - L D L 与N O 合成分泌的关系作一综述，探讨其与内 皮功能的关系。 l 一氧化氮合酶( N o S ) 概述 N o S 是N o 生物学、医学研究的关键内容之一【1 3 d 6 】，是N o 生物合成的关 键酶【1 7 1 ，其酶学特征，是迄今为斟签剪孵燮蓁萄莹矧彭型蓊谨一降解。囊雾镰 漓糟堠釜孑；型璺雾瞪羹对衣萋醒i 豇彰触耋羹雕醋捌磁羹蓁霸； 氇曦可圣囊 篓茎j 加匿! 翟，| o 鋈誓l

8、；谪带邀羹薹l ；囊囊蓁! 孓。；羹霎塞1 薹壅陵薹霎簟i 笺冀嚣鋈 嚣 冀妻翼季；i 囊蓁霪争爵霎蓁薹虽襄勤裁燮酣妻羹害! 川嬖班塞薹蚕霪霎蓁蓁；薷蓁羹 ；黔 薹訇鳖雾象蔺豢和高活；戳裳冀帮姜i 耄謇堑l 雾委；薹霪薹害藿；新镑醋窦i 雾鎏隧 降暨蓁囊蓁落燮溜孵撂 下丘脑、 脑干等部位的神经细胞内【2 l l 。人体内的r l N o S 基因定位于第1 2 对常染色体，主要 存在脑和神经细胞的细胞质内。在生理情况下，nN o S 催化产生的N O 作为中枢神 经系统信使分子，在认知和学习记忆机制中具有重要作用阱。2 3 】，其活性依赖于细 胞内C a 2 + 的升高及与C a M 的结合，

9、一方面，I烈o S 在脑内发挥了重要的生理作用， 另一方面病理条件下，n N O S 过度表达或不适当激活又可以造成神经元的损伤【2 4 1 。 2N o 的生物学来源及对主动脉血管内皮功能的影响 自2 0 世纪8 0 年代后期，人们在对离体的哺乳动物巨噬细胞研究中发现了N o 。 N o 在机体内必须通过N o S 的作用产生。N o S 以L 吨，N A D P H 作为辅助因子提 供电子，由孙斛、F A D 和B H 4 传递电子，最终生成N o 和L 胍氨酸( L C i t ) 。N O 属于一种自由基，分子中有一未配对电子，容易与氧、超氧化物自由基、过渡 金属离子( F e 2 +

10、 、C u 2 + 、C 0 2 + ) 起反应，透明、无色、无味，难溶于水，具有很 高的活性。N o 能很快被氧化成硝酸盐或亚硝酸盐，与0 芝、血红蛋白及其它含血 红素的蛋白质结合后而失去生物活性，在体内其半 x 扬州人学硕士学位论文 1 2 红素、四氢叶酸( B H 4 ) 、L 她结合位点，两个酶区彼此独立折叠和行使功能。 在N O 合成过程中，来自N A D P H 的电子通过还原酶区的黄素传给位于氧化酶区 的血红素，从而血红素上的铁结合0 2 催化L A r g 生成N O 。 1 2i N o S i N O S 基因定位于第1 7 对常染色体上，只在细胞受到刺激被激活后才表达【1

11、 9 1 。 l N O S 最初从鼠类巨噬细胞中分离，可被致炎细胞因子( 呷i l l f l 锄珈a t o 巧c y t o k i n e ) 和内毒素等诱导产生。i N O S 以存在于白细胞等炎症细胞的细胞质中为代表( 也 发现于脑、胰、视网膜、肝、肺、心脏或肾脏等许多器官组织) ，与炎症、肿瘤、 退行性变等许多疾病有关。i N O S 一旦合成，其活性为非C a 2 + 依赖性。鼠类i N O S 即使在无C a 2 + 环境中也可与C a M 紧密结合【2 0 1 。虽然诸如l I l 】5 矾A 稳定性，蛋白翻译 降解，底物和辅助因子的可用度都可不同程度影响i N O S 的

12、表达，但i N O S 表达的 调节主要发生在转录水平。调节i N O S 表达的转录因子包括：核凼子。k B ( N F k B ) 、 激活蛋白l 、信号转导蛋白、转录激活子l a 、干扰素调节蛋白1 、核因子白介素6 ( I L 6 ) 和高活力簇( Y ) 蛋白等。 1 3n N o S n N O S 主要存在于C N S ( 中枢神经系统) 的大脑皮质、海马、小脑、下丘脑、 脑干等部位的神经细胞内【2 l l 。人体内的r l N o S 基因定位于第1 2 对常染色体，主要 存在脑和神经细胞的细胞质内。在生理情况下，n N o S 催化产生的N O 作为中枢神 经系统信使分子，在

13、认知和学习记忆机制中具有重要作用阱。2 3 】，其活性依赖于细 胞内C a 2 + 的升高及与C a M 的结合，一方面，I 烈o S 在脑内发挥了重要的生理作用， 另一方面病理条件下，n N O S 过度表达或不适当激活又可以造成神经元的损伤【2 4 1 。 2N o 的生物学来源及对主动脉血管内皮功能的影响 自2 0 世纪8 0 年代后期，人们在对离体的哺乳动物巨噬细胞研究中发现了N o 。 N o 在机体内必须通过N o S 的作用产生。N o S 以L 吨，N A D P H 作为辅助因子提 供电子，由孙斛、F A D 和B H 4 传递电子，最终生成N o 和L 胍氨酸( L C i

14、 t ) 。N O 属于一种自由基，分子中有一未配对电子，容易与氧、超氧化物自由基、过渡 金属离子( F e 2 + 、C u 2 + 、C 0 2 + ) 起反应，透明、无色、无味，难溶于水，具有很 高的活性。N o 能很快被氧化成硝酸盐或亚硝酸盐，与0 芝、血红蛋白及其它含血 红素的蛋白质结合后而失去生物活性，在体内其半衰期仅为3 5 秒。李倩虹【2 习研 扬州人学硕士学位论文 1 4 加细胞内游离钙而出现缩血管效应；E T 还参与中枢调节血压，促进血管平滑肌 增生。S a i t 0 【3 2 1 也发现，高血压时血中E T 升高，机体对E T 的敏感性增加，可高于 正常1 3 倍，呈现

15、强烈的升压效应。N O 和E T 在生物学效应和生物合成方面有相 互调节作用，它们是体内一对重要的血管活性物质，它们之间的动态平衡维持着 血管正常的张力，相互协调共同参与保持机体的正常生理功能，特别在维持血压 中起重要的作用。内皮源性舒张因子N o 与缩血管物质E T 之间存在负反馈调节机 制，N 0 可抑制E T 的生成及作用【3 3 - 34 。 2 2 N O 与血管紧张素( A n g ) A n g I I 是一种具有促生长特性的强力缩血管剂，能损伤内皮细胞，促进A S 的进展。人体内存在循环A n g I I 和组织A n g I I ，心血管组织A n g I I 的生成有2 条

16、途 径：血管紧张素转换酶( A C E ) 途径和非A C E 途径( 主要的酶是胃促胰酶) 【3 5 J 。 研究证明，无论是A c E 还是非A c E 途径生成的A n g I I 均可以影响N o 和( ) 乏的产生。 A n g I I 可以激活N A D ( P ) H 氧化酶活性，使0 三产生增加，O 吾可以使N O 灭活，生物 利用度下降，引起内皮依赖性血管舒张功能下降【3 6 1 。A n g I I 是氧化应激和减低N o 活性的一种主要介质。生理状态下N o 与A n gI I 之间存在动态平衡，当高血压或 A S 时，N O 合成分泌减少，A n g I I 合成分泌增加，加速了A S 的进展。A n g I I 引起 内皮细胞N O 和O 苎的改变是由A n g I I1 型( A T l ) 受体介导的。N O 可通过下调A = r 1 基因( A T l - R ) 表达，使灯l - R 数目下调，从而抑制血管平滑肌细胞的增殖和血 管收缩的作用【3 7 1 。