高血压、同型半胱氨酸和冷环境所致血管内皮细胞损伤保护效应药物作用特征的研究

摘要

血管内皮是一层位于血液与血管壁之间单层内皮细胞，构成了血液和组织间物质交换和选择性通透的屏障，能够通过识别血液流动过程中的物理、化学信号，合成释放各类生物活性因子做出应答。血管内皮通过监测、整合各类血管源性信号，不仅参与止血、抗凝、血管活性物质代谢等过程，对于维持循环系统生理功能、调节血管张力、保持体液平衡也有着重要作用。由于血管内皮分布广泛且功能众多，极易受到各种危险因子的侵害，血流剪切力改变、高血压、高血脂、高血糖、高同型半胱氨酸、冷暴露等因素均能造成血管内皮细胞损伤，使其处于氧化应激状态或发生炎症反应，导致血管内皮细胞功能紊乱的发生。
　　血管内皮细胞功能紊乱也是导致各类心血管疾病发生的重要因素，在动脉粥样硬化，移植物血管病，高血压，充血性心脏衰竭，原发性肺动脉高压、败血症和炎性综合症等各类心血管疾病中均伴随着血管内皮损伤和功能障碍。乙酰胆碱诱导的内皮依赖性血管舒张反应现已被作为检验内皮细胞功能紊乱程度的首选指标。而离体血管条实验则是一类通过监测离体血管收缩与舒张反应并以此评价血管组织功能状态或药物作用特点的药理学实验方法。本研究以离体血管条实验技术平台为基础，围绕血管内皮细胞保护，对高血压、同型半胱氨酸和冷环境所导致的内皮细胞功能损伤及与之相关的内皮细胞保护药物作用特点进行了研究，为研究新型抗高血压、抗动脉粥样硬化以及冷损伤的防治药物提供实验依据。
　　第一部分部分高血压药物扩张大鼠肠系膜阻力血管的作用特征
　　埃他卡林(iptakalim，Ipt)作为一类全新结构类型的KATP通道开放剂，动物实验和临床试验表明其具有确切、平稳和持久的降压作用，现已完成的临床实验研究结果表明，Ipt对血压正常的受试者没有明显影响，对高血压患者具有明显的降压作用，其作用平稳，并且对心率无显著影响，无严重不良事件发生，安全性较好。实验室前期在研究Ipt扩张血管作用特点时发现，随着大鼠肠系膜微动脉血管管径的减小，Ipt的扩血管作用越强。由于阻力血管构成了血压调控的主体，且血管管径越小，所形成的外周阻力也越大，Ipt选择性扩张微小血管的作用特点也与其在整体实验上具有强效降压的作用效果相一致。此外，还发现随着血管内灌注压的增高，Ipt的扩血管作用也逐渐增强，该结果也与临床试验中Ipt选择性作用于高血压患者的特点相一致。上述研究结果表明Ipt在发挥扩血管作用时具有对高血压状态下阻力血管的选择性。
　　本部分实验对比研究了Ipt与血管紧张素Ⅱ受体阻断药、钙通道阻滞药、α1受体阻滞剂、钾通道开放剂以及内皮素受体阻断剂等临床常用高血压药物扩张大鼠肠系膜微动脉的作用特点，结果显示氯沙坦、缬沙坦、氨氯地平、硝苯地平、哌唑嗪、特拉唑嗪、吡那地尔、二氮嗪、波生坦等临床常用降压药物在扩张微动脉血管时均不具有对管径的选择性，对(100-300)μm范围内的微动脉血管扩张作用效果无明显差异。在扩张不同灌注压下的微动脉血管时，上述药物均表现出了对压力状态的一定选择性，随着灌注压的降低，扩血管作用出现一定程度上的减弱。但与Ipt对压力状态的选择性相比，上述药物扩血管作用受压力的影响明显弱于Ipt，除Ipt外其他药物在20 mmHg压力状态时均表现出一定的扩血管作用。
　　第二部分NNMR靶向性创新药物先导结构HH103对同型半胱氨酸病理生理状态下内皮细胞保护作用的药理学特征
　　同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)诱发的血管内皮细胞功能紊乱是导致各类心血管疾病发生的重要因素，高血压、动脉粥样硬化和血栓等疾病的发生均与之相关。本实验室前期研究表明，激活血管内皮细胞非神经性M受体(non-neuronal muscarinic receptor，NNMR)能够有效减轻动脉粥样硬化损伤。槟榔碱作为NNMR激动剂能够通过提高eNOS表达，促进NO释放，抑制黏附因子和趋化因子IL-8受体的过度表达有效对抗高血脂诱发大鼠动脉粥样硬化的发生。我们以槟榔碱为结构母核，设计合成了新结构化合物HH103并对其扩张血管及对抗同型半胱氨酸损伤的药理学作用进行了研究。
　　在离体血管实验上对比HH103和槟榔碱的扩血管特征发现，HH103的作用效果更强，两者均具有完全的内皮依赖性。但与槟榔碱的作用特征所不同的是，M受体非特异性阻断剂阿托品不能拮抗HH103的扩血管作用，同时在前期研究中发现HH103不能诱发离体豚鼠回肠收缩，表明该化合物不激活M受体。通过添加一氧化氮合酶阻断剂L-NAME或环氧合酶阻断剂吲哚美辛(indomethacin，Indo)发现HH103和槟榔碱的扩血管作用均受到一定抑制，经两种阻断剂共同孵育后二者的血管舒张作用与去除内皮后的作用效果无明显差异，提示HH103和槟榔碱的扩血管作用与诱导血管内皮细胞释放NO和PGI2有关。
　　通过Hcy孵育大鼠尾动脉血管复制损伤模型发现，Hcy能够剂量依赖的造成血管内皮依赖性舒张反应减弱，而对硝普钠(sodium nitroprusside，SNP)引起的非内皮依赖性舒张无明显影响。HH103预处理能够明显改善Hcy损伤后的尾动脉内皮依赖性舒张反应，使用L-NAME阻断NO或Indo阻断PGI2后，HH103对上述舒张作用的改善作用均受到一定抑制。此外在内皮细胞增殖实验中，HH103能够剂量依赖的对抗Hcy对内皮细胞的增殖损伤。实验结果表明HH103促进内皮细胞释放NO和PG2不仅介导了血管的舒张反应还在一定程度上发挥了改善内皮细胞功能、减少内皮损伤的作用。除此之外HH103还能够剂量依赖的刺激内皮细胞释放NO，以及对抗角叉菜胶诱发小鼠尾动脉血栓形成的作用。
　　综上所述，以槟榔碱为母核合成的新化合物HH103在扩张血管方面的作用效果优于槟榔碱，该作用不通过激活M受体实现，显示其具有作为NNMR特异性激动剂存在的可能。此外，HH103能够对抗Hcy造成的血管内皮功能损伤以及内皮细胞增殖抑制，并具有显著的抗血栓形成作用，此类药理学作用与其刺激内皮细胞释放NO和PGI2有关。
　　第三部分冷环境所致血管舒缩功能的变化特征以及内皮细胞活性药物的作用特征
　　冷损伤主要包括直接的细胞冻结损伤和外周缺血诱发的组织损伤。外周缺血主要是由于冷环境条件下体表血管收缩以及内皮细胞损伤导致炎性反应发生进而诱发形成血栓阻塞微循环所致。由于冷损伤多具有不可逆性，因此我们从冷环境条件下体表及肢端的外周循环障碍及低温导致的内皮细胞损伤入手，研究低温条件下血管舒张及收缩功能变化，探讨通过扩张肢端血管、保护血管内皮细胞，改善血液循环、减少冷损伤发生的可行性。
　　通过体外血管环实验研究发现，冷暴露能够明显降低血管收缩能力，随着温度的降低相同浓度苯肾上腺素(phenyllphrine，PE)作用下的血管张力值出现明显下降;与之相对应的是SNP诱发的血管非内皮依赖的舒张反应逐渐增强，提示低温条件下的血管更易于舒张，冷暴露引起的外周血管收缩更易于被药物所拮抗。哌唑嗪、山莨菪碱等非内皮依赖的扩血管药物在低温条件下的作用效果优于37℃组，起效浓度更低、扩血管作用更强。由这一作用特点推测此类药物作为预防药物服用时对正常体温下的血液循环影响较小，当体表温度降低时能有效扩张外周血管，改善微循环。
　　本研究发现，低温会引起乙酰胆碱(acetylcholine，Ach)内皮依赖地扩血管作用减弱，导致血管内皮细胞对血管舒张的调节功能出现一定损伤。使用不同浓度维生素E（vitamin E，Vit E）孵育血管能够明显增强低温条件下血管内皮依赖的舒张作用。同时还发现洗必泰液在直接孵育血管时会引起内皮细胞功能损伤，在使用时应注意控制药物浓度，避免因受冻部位通透性改变造成内皮损伤。
　　以上结果表明冷暴露过程中血管舒缩功能和内皮细胞的调节作用均有改变，冷环境下血管收缩能力减弱，非内皮依赖的扩血管药物作用增强。此外，冷环境还会引起内皮细胞功能损伤，Vit E能够保护内皮对抗低温对内皮依赖性血管舒张反应的影响。基于上述改变及冷损伤发生发展过程，针对外周血管收缩以及内皮细胞损伤为研究制定冷损伤预防策略、开发防冻效应药物奠定了实验基础。

目录

声明

缩略词表

摘要

前言

第一部分 部分高血压药物扩张大鼠肠系膜阻力血管的作用特征

前言

材料与方法

1．实验材料

2．实验方法

实验结果

1．氯沙坦扩张大鼠肠系膜微动脉血管作用特征

2．缬沙坦扩张大鼠肠系膜微动脉血管作用特征

3．氨氯地平扩张大鼠肠系膜微动脉血管作用特征

4．硝苯地平扩张大鼠肠系膜微动脉血管作用特征

5．哌唑嗪扩张大鼠肠系膜微动脉血管作用特征

6．特拉唑嗪扩张大鼠肠系膜微动脉血管作用特征

7．吡那地尔扩张大鼠肠系膜微动脉血管作用特征

8．二氮嗪扩张大鼠肠系膜微动脉血管作用特征

9．波生坦扩张大鼠肠系膜微动脉血管作用特征

讨论

第二部分 NNMR靶向性创新药物先导结构HH103对同型半胱氨酸病理生理状态下内皮细胞保护作用的药理学特征

前言

材料与方法

1．实验材料

2．实验方法

实验结果

1．HH103对大鼠尾动脉血管的扩张作用

2．HH103内皮依赖的扩血管作用特征

3．HH103内皮依赖性扩血管作用分子途径的研究

4．HH103对同型半胱氨酸所致内皮细胞损伤的保护作用

5．HH103对内皮细胞一氧化氮释放的影响

6．HH103对冷环境下角叉菜胶诱发小鼠尾部血栓的影响

讨论

第三部分 冷环境所致血管舒缩功能的变化特征以及内皮细胞活性药物的作用特征

前言

材料与方法

1 实验材料

2 实验方法

实验结果

1．低温条件下血管收缩功能变化特征

2．低温条件下血管非内皮依赖性舒张反应变化特征

3．低温条件下血管内皮依赖性舒张反应变化特征

4．低温条件下哌唑嗪扩血管作用变化特征

5．低温条件下山茛菪碱扩血管作用变化特征

6．维生素E对低温所致血管内皮依赖性舒张功能损伤的影响

7．维生素C对低温所致血管内皮依赖性舒张功能损伤的影响

8．洗必泰对低温所致血管内皮依赖性舒张功能损伤的影响

讨论

全文总结

参考文献

文献综述 冻伤的发生与治疗

发表论文

个人简历

致谢