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缺氧对腺苷舒张大鼠脑基底动脉作用的影响及机制研究

作　者: 王智德
导　师: 王永利
学　校: 河北医科大学
专　业: 药理学
关键词: 基底动脉 腺苷 血管舒张 缺氧 Na/K泵 ouabain SCH58261 DPCPX CGS21680 MRS1191
分类号: R741
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


腺苷是生物体内的一种内源性调质,广泛分布于神经系统、心血管系统、消化系统和呼吸系统的组织细胞内,是细胞生长、分化、死亡等活动的生理调节物质。腺苷在生理状态下呈低水平持续释放。细胞外腺苷主要通过与细胞膜上不同的腺苷受体结合,发挥多种生物学作用。目前已经证实在血管平滑肌细胞膜上有A1,A2a,A2b及A3四种腺苷受体,属于G蛋白偶联受体超家族,其中A1和A3受体为Gi/Go偶联受体,A2a和A2b为Gs偶联受体[1-3]。在正常情况下,细胞外的腺苷的浓度维持在40nmol/L400nmol/L。当缺血缺氧发生时,一方面,体内的葡萄糖和糖元加速分解生成ATP以供应能量的需求,ATP释放能量后继续降解,进而急剧升高细胞内腺苷水平,并使其释放到细胞外发挥其调节作用;另一方面,神经细胞也会迅速生成并释放大量腺苷,使腺苷的浓度较正常时高出100-1000倍[4]。在缺氧条件下,这种大量释放的腺苷是一种非常重要的血管张力调节剂,能显著地影响血管功能,进而影响血流量[5]。当机体需氧量较高而氧分压降低时,腺苷对于血管系统的作用尤为显著。我们的前期研究发现,在常氧条件下腺苷能够浓度依赖性舒张离体大鼠基底动脉,此作用没有内皮依赖性,是通过激活血管平滑肌上的腺苷A2a受体结合而产生血管舒张作用的。腺苷能够抑制哇巴因对大鼠基底动脉的舒张作用,使其量效曲线右移。腺苷能显著降低Na/K泵（Na+/K+-ATP酶）高、低亲和力α亚基对哇巴因的亲和力,提示二者均参与了腺苷舒张哇巴因所致大鼠基底动脉收缩的反应。Na/K泵广泛分布于各种真核细胞的细胞膜上,包括血管平滑肌细胞。目前发现NaK泵α亚基有α1、α2、α3和α4四种亚型。当Na/K泵被抑制时,可因细胞内钠离子浓度增高而增加细胞内钙离子,从而增加血管收缩性。然而,Na/K泵在腺苷的舒血管效应中的作用机制尚未研究清楚,已经有文献指出哇巴因(10-4 mol/L)可部分阻断腺苷舒张大鼠主动脉血管的作用,即Na/K泵在腺苷的舒血管效应中起到至关重要的作用。我们前期的研究已经证实哇巴因可浓度依赖性收缩基底动脉,其量效关系曲线拟合结果显示大鼠脑基底动脉存在高、低亲和力两种功能不同的钠泵,并首次证实腺苷能够舒张哇巴因收缩的大鼠基底动脉,使哇巴因的量效关系曲线右移,同时显著降低高、低亲和力α-亚基对哇巴因的亲和力,提示高、低亲和力Na/K泵均参与了腺苷舒张哇巴因所致大鼠基底动脉收缩的反应。但高亲和力泵的作用较低亲和力泵大100倍,提示高亲和力钠泵参与了腺苷舒张5-HT收缩血管的效应。5-羟色胺（serotonin,5-HT）是一种抑制性神经递质。5-羟色胺最早是从血清中发现的,又名血清素,广泛存在于哺乳动物组织中,在大脑皮层质及神经突触内含量很高,在外周组织中,5-羟色胺是一种强血管和平滑肌收缩剂。5-羟色胺强烈的血管收缩作用被认为是引起脑血管痉挛和血流障碍的主要原因。我们的前期研究也发现,ouabain可以显著增强5-HT诱导高血压大鼠基底收缩效应,使5-HT量效曲线左移,提示Na/K泵参与了5-HT致高血压大鼠基底动脉的收缩效应。那么缺氧条件对腺苷舒张5-HT所致的大鼠基底动脉收缩反应有何影响?本文主要研究缺氧情况下,腺苷对5-HT收缩大鼠基底动脉的抑制作用,并进一步探讨在缺氧情况下Na/K泵是否参与了腺苷舒张血管的作用。目的:观察缺氧条件下腺苷对5-羟色胺所致离体大鼠基底动脉收缩的调节作用及其与Na/K泵的相互关系。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: KCl 4.7, NaCl 118.99,EDTA 0.027,Glucose 5.5, MgSO4﹒7H2O 1.17,KH2PO4 1.18,NaHCO3 25）。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浴槽内换能器的触角上,持续通以95%O2+5%CO2混合气体。缺氧条件的实验则持续通以95%N2+5%CO2混合气体。浴槽温度保持37±0.5℃恒定,通过软件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计算机上。观察药物对其张力的影响,并记录张力变化。结果:1 5-HT对大鼠离体基底动脉环浓度依赖性的收缩效应用含5-HT浓度分别为10-9mol/L、3×10-9、10-8 mol/L、3×10-8 mol/L、10-7 mol/L、3×10-7 mol/L、10-6 mol/L、3×10-6 mol/L、依次灌流血管,引起的大鼠离体基底动脉环收缩的收缩力分别为（mN）:0.03±0.02、0.07±0.03、0.19±0.12、0.47±0.21、1.87±0.56、3.37±0.61、4.86±0.63、4.92±0.63。选择5×10-7mol/L（EC80）为固定的给药浓度。2缺氧对5-HT致大鼠基底动脉收缩效应的影响以常氧状态5×10-7mol/L 5-HT引起的血管收缩力为100%,大鼠离体基底动脉环缺氧40min、80min、和120min后,血管收缩幅度百分率分别为: 101.30±11.75、107.13±17.85、112.79±12.55。缺氧120min可以增强基底动脉对5-HT的反应性。选择40min作为本实验缺氧时间。3缺氧对腺苷舒张大鼠基底动脉血管效应的影响以灌流10-3mol/L腺苷对5-HT收缩血管的舒张幅度为100%,常氧组10-8 mol/L、10-7mol/L、10-6mol/L、10-5mol/L、10-4mol/L和10-3mol/L的腺苷对5-HT收缩的基底动脉血管的舒张百分率为3.33±4.22、11.42±8.15、24.45±14.83、49.85±9.97、94.57±9.48和100±9.92;缺氧组10-8 mol/L、10-7mol/L、10-6mol/L、10-5mol/L、10-4mol/L和10-3mol/L的腺苷对5-HT收缩的基底动脉血管的舒张百分率为2.66±6.90、8.21±4.85、16.58±10.47、37.99±12.53、69.16±11.74、78.99±13.38。其中10-5mol/L、10-4mol/L和10-3mol/L的腺苷缺氧组和有氧组间舒张血管的效应有显著差别（P<0.05）提示缺氧可抑制腺苷的舒张血管作用。4常氧及缺氧条件下腺苷受体拮抗剂对腺苷舒血管作用的影响DPCPX、SCH58261、MRS1191分别是腺苷A1、A2、A3受体拮抗剂。以单独灌流10-4mol/L腺苷对5-HT收缩血管的舒张幅度为100%,在常氧条件下,10-6mol/L DPCPX、10-6mol/L SCH58261和10-6mol/L MRS1191孵育后10-4mol腺苷对5-HT收缩的基底动脉血管的舒张百分率分别为98.35±16.06、60.28±14.08、96.66±14.48。缺氧条件下,10-6mol/L DPCPX、10-6mol/L SCH58261和10-6mol/L MRS1191孵育后10-4mol腺苷对5-HT收缩的基底动脉血管的舒张百分率分别为75.39±7.98、42.37±11.25、72.38±8.21。以上结果表明,无论是在常氧还是缺氧条件下DPCPX和MRS1191对腺苷的舒血管作用无显著影响,而SCH58261可显著抑制腺苷的舒血管作用（P<0.05）。提示腺苷通过作用于腺苷A2受体从而发挥舒张大鼠脑血管作用的。5缺氧对腺苷A2受体拮抗剂抑制腺苷舒血管作用的影响以单独灌流10-4mol/L腺苷对5-HT收缩血管的舒张幅度为100%,常氧状态下10-9mol/L、10-8 mol/L、10-7mol/L、10-6mol/L SCH58261孵育后10-4mol腺苷对5-HT收缩的基底动脉血管的舒张百分率分别91.12±8.53、84.12±9.15、71.88±9.89、60.28±14.08。缺氧情况下10-9mol/L、10-8 mol/L、10-7mol/L、10-6mol/L SCH58261孵育后10-4mol腺苷对5-HT收缩的基底动脉血管的舒张百分率分别68.72±6.75、64.92±10.53、56.62±8.42、42.37±11.25。两组间相比有显著差别（P<0.05）,实验结果表明,缺氧可以显著增强SCH58261对10-4mol腺苷舒血管效应的抑制作用,提示缺氧通过抑制腺苷A2受体从而抑制腺苷的舒张血管作用。6缺氧对腺苷A2a受体激动剂舒张大鼠脑血管效应的影响腺苷A2受体根据其对CGS21680的亲和力不同可以分为A2a和A2b两个亚型。CGS21680是腺苷A2a受体选择性激动剂。缺氧可以抑制10-6mol/L CGS21680舒张基底动脉的作用。以常氧状态下10-6mol/L CGS21680对5-HT收缩的基底动脉血管的最大舒张幅度为100%,常氧和缺氧条件下10-6mol/L CGS21680对5-HT收缩的基底动脉血管的舒张百分率分别是99.77±9.30、69.52±12.97,两组间有统计学差异（P<0.05）。提示缺氧可能是通过作用于腺苷A2a受体从而抑制腺苷舒血管效应的。7哇巴因参与缺氧抑制腺苷的舒血管作用缺氧条件下,单独孵育腺苷组、10-6mol/L哇巴因预孵育组、10-3mol/L哇巴因预孵育组中腺苷对5-HT收缩的基底动脉血管的舒张百分率分别为73.13±12.41、57.73±11.07、55.21±10.93。其中10-6mol/L和10-3mol/L哇巴因可以显著抑制缺氧条件下腺苷的舒血管效应（P<0.05）,提示Na/K泵可能参与了缺氧对腺苷舒血管作用的抑制。抑制高亲和力钠泵的10-6mol/L和抑制总泵的10-3mol/L哇巴因对腺苷舒血管效应的抑制作用无显著差异,提示Na/K泵的高亲和力亚基参与了缺氧对腺苷舒血管作用的抑制。常氧及缺氧条件下,哇巴因10-6mol/L组的腺苷舒张血管的百分率分别为72.64±9.77、57.73±11.07,二者有统计学差异（P<0.05）,表明缺氧也可以显著增强哇巴因对腺苷舒血管效应的抑制作用。以上结果提示,缺氧可能部分的通过抑制Na/K泵的活性从而抑制腺苷的舒血管作用。结论:1缺氧情况下腺苷能够浓度依赖性舒张5-HT收缩的大鼠脑血管,缺氧可显著抑制腺苷的舒血管作用,这种抑制作用是通过抑制腺苷对位于血管平滑肌上的腺苷A2a受体的作用而发挥的。2在缺氧状态下,哇巴因可以显著抑制腺苷的舒血管作用,提示Na/K泵参与了缺氧对腺苷舒血管作用的抑制,其高亲和力亚基可能参与缺氧对腺苷舒血管效应的抑制作用。缺氧可能部分的通过抑制Na/K泵的活性从而抑制腺苷的舒血管作用。

全文目录


中文摘要  4-9
英文摘要  9-15
前言  15-17
材料与方法  17-29
结果  29-32
附图  32-37
附表  37-39
讨论  39-41
结论  41-42
参考文献  42-44
综述 腺苷受体及其血管活性  44-56
  参考文献  50-56
致谢  56-57
个人简历  57

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中图分类: > 医药、卫生 > 神经病学与精神病学 > 神经病学
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