动脉导管和肺循环血流动力学胚胎学基础研究

摘要

目的：动脉导管（Ductus Arteriosus, DA）和肺循环出生前后具有完全不同的血流动力学改变。为何这两类位置比邻、结构相似的血管组织出生前后具有截然不同的血流动力学，一直是研究的热点和难点。以往的研究侧重于两者出生后血流动力学改变机制的探讨，本研究从胚胎学角度探讨两者在胚胎期血流动力学不同改变的机制，以期从反面帮助人们了解两者出生后血流动力学改变的机制，为临床治疗提供更有效的指导。 方法：体外培养胎羊动脉导管平滑肌细胞（Ductus Arteriosus Smooth Muscle Cell,DASMC）、肺小动脉平滑肌细胞（Small Pulmonary Artery Smooth Muscle Cell, SPASMC）和主动脉平滑肌细胞（Aorta Smooth Muscle Cell, AOSMC）。在体外模拟宫内低氧环境，激光共聚焦显微镜测定DASMC、SPASMC和AOCMC胞浆内钙离子浓度（[Ca2+]I）的动态变化。胞浆[Ca2+]I平衡有赖于细胞膜上和胞浆内的各种离子通道、钙库和钙泵。本实验通过在低氧环境下激光共聚焦显微镜检测[Ca2+]I时运用离子通道、钙库和钙泵的抑制剂，去探讨哪些因素在胚胎期DA和肺循环不同血流动力学改变中发挥了重要的作用。 结果：1、在胚胎低氧环境中，DASMC胞浆[Ca2+]I降低而SPASMC胞浆[Ca2+]I升高，与各自在宫内不同的血流动力学表现相符合。2、细胞膜上钠钙交换体（Na+/Ca2+ exchanger, NCX）前向模式抑制剂KT-B7943（30μM）显著抑制了低氧环境下胚胎DASMC[Ca2+]I的降低。3、无钙液显著抑制了低氧环境下胚胎SPASMC[Ca2+]I的升高，而细胞内钙池释放抑制剂只在该过程的晚期发挥了抑制作用。4、电压门控型钙离子通道（voltage-gated calcium channel，VOCC）和NCX反向模式的抑制剂都可以抑制低氧引起的胚胎SPASMC[Ca2+]I升高，但NCX反向模式抑制剂的作用更明显。5、NCX反向模式和钙敏感性钾离子通道（calcium sensitive K+ channels，Kca）激活剂提高了低氧介导胚胎SPASMC[Ca2+]I的升高程度。 结论：1、胚胎低氧环境中，NCX前向模式被激活，引起DA出生前舒张的血流动力学状态。2、低氧介导胚胎SPASMC[Ca2+]I的升高主要有赖于细胞外钙的内流。3、胚胎低氧环境除了激活Kca引起VOCC开放外，还激活NCX反向模式，引起SPA出生前收缩的血流动力学状态。4、DASMC和SPASMC细胞膜NCX作用模式的不同，可能是引起胚胎期两者血流动力学不同改变的原因。