内皮素-1介导慢性间歇性低氧大鼠冠状动脉功能障碍对左心室功能的影响

摘要

阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)能够引起病人心功能障碍和血管内皮损伤，而且在间歇性低氧动物模型中也有此类发现。阻塞性睡眠呼吸暂停表现为周期性的咽喉部肌肉塌陷，引起反复的上呼吸道阻塞，进而直接导致慢性间歇性低氧(CIH)，成为OSA病人发生心血管疾病的主要危险因素。许多证据表明间歇性低氧能够导致OSA病人左心室功能障碍。而且，OSA病人冠脉疾病的发生率也大大增高。有研究发现OSA病人心肌灌注损伤伴随冠脉流量储备下降和血管内皮受损。然而，OSA病人的心功能下降是否与冠状动脉的损伤有关，且间歇性低氧引起冠状动脉损伤的机制尚不清楚。
　　内皮素是一种由血管内皮产生的活性物质，在间歇性低氧引起的血管损伤中发挥重要作用。作为一种强烈的血管收缩因子，内皮素通过两种受体发挥作用-内皮素A(ETA)受体和内皮素B(ETB)受体。在经过间歇性低氧处理的大鼠中，循环中的内皮素水平和血管收缩反应对内皮素的敏感性均升高。另外，有研究显示内皮素和内皮素受体在间歇性低氧引起的主动脉和肺动脉血管收缩和内皮功能障碍中发挥重要作用。一氧化氮(NO)——血管内皮分泌的另一种活性物质，是一种能够降低血管阻力的舒血管因子。激活内皮素B受体能够加强内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的活性，引起NO的释放。我们推测，间歇性低氧可能会通过影响ET-1及其受体表达介导冠状动脉内皮损伤，而且，NO释放的改变很可能会加强这种ET-1介导的冠脉内皮损伤。
　　本研究将评估间歇性低氧对冠状动脉和心功能的影响，并调查间歇性低氧引起的心功能下降是否与冠状动脉的损伤，尤其是冠脉内皮的损伤有关。另外，我们分析内皮素和内皮素受体介导间歇性低氧冠脉损伤的机制。
　　目的:利用离体心脏模型研究间歇性低氧对冠脉和心功能的影响，并分析冠状动脉动脉损伤，尤其是内皮损伤的机制。
　　方法:雄性Sprague-Dawley大鼠，体重250-300 g，购于河北医科大学实验动物中心。将大鼠随机分成2组:一组暴露于间歇性低氧环境中（CIH组），另一组至于常氧环境中（常氧组）。将CIH组大鼠放置于间歇性低氧舱内，前1.5 min向舱内冲入100％的氮气使氧浓度降到最低为9％。后1.5 min，氧气浓度逐渐上升至21％。间歇性低氧暴露时间为每个循环3 min，每天暴露8小时共3周。间歇性低氧暴露结束后，将动物随机用于实验的不同部分。
　　大鼠麻醉后，迅速分离出心脏置于0-4℃的灌流缓冲液中，经主动脉插管与Langendorff灌流装置连接，开放KH液在恒定灌注压为80 mmHg的条件下进行灌流。在稳定一段时间后，将药物经主动脉注入离体心脏，记录心功能指标变化并计算冠状动脉阻力(CR)。在另一部分实验中，对心脏进行恒流灌注，将冠脉流量控制为和恒压灌流一致。记录心功能相关指标。另外，本实验还运用HE染色来观察间歇性低氧对冠脉的损伤程度，用免疫组化和Western blot来观察ET-1及ETA和ETB受体的表达情况。在实验对CIH引起的NO释放和eNOS的表达的改变也进行了研究。
　　结果:
　　1、CIH对大鼠离体心功能和冠脉功能的影响
　　与常氧对照组相比，CIH组大鼠左心室发展压（LVDP），+dp/dtmax，-dp/dtmax和冠脉流量(CF)明显下降（下降百分比分别为7.5％，17.8％，31.5％和26.2％，P＜0.05）。然而，间歇性低氧组大鼠冠状动脉阻力较常氧组大鼠明显升高（升高百分比为26.5％，P＜0.05）。
　　2、CIH对大鼠离体心脏冠脉阻力的影响
　　CIH组大鼠冠脉阻力明显高于常氧组。在给予内皮依赖性血管扩张剂乙酰胆碱(Ach)后，间歇性低氧组冠脉阻力下降百分比明显低于常氧对照组（CIH组9.75±1.03％;常氧组24.38±1.82％;P＜0.01）。然而，在给与内皮非依赖性血管扩张剂硝普钠(SNP)后，两组大鼠冠脉阻力均下降，且常氧组与CIH组冠脉阻力下降比率没有明显差别（CIH组34.25±3.57％;常氧组32.75±4.41％; P=0.467）。
　　3、CIH对ET-1引起的左心室发展压和冠脉阻力改变的影响
　　ET-1能引起两组大鼠离体心脏LVDP明显下降，但CIH组LVDP下降程度明显高于常氧组(CIH组38.51±2.82％;常氧组14.87±1.17％; P＜0.01)。另外，ET-1引起两组大鼠冠脉阻力明显升高，且CIH组CR的升高程度明显高于常氧对照组（CIH组170.01±15.32％;常氧组44.86±6.63％; P＜0.01）。
　　4、ETA和ETB受体阻断剂对ET-1引起的两组大鼠LVDP和CR改变的影响
　　ETA受体阻断剂BQ123能明显抑制ET-1引起的两组大鼠LVDP降低和冠脉阻力增高，BQ123对两组的抑制率没有明显差别(CIH90.46±3.99％;Normoxia91.32±3.06％;P=0.39)。然而，ETB受体阻断剂BQ788明显加重常氧组ET-1引起的LVDP下降和CR上升(P＜0.05)，对低氧组ET-1引起的LVDP和CR的改变却没有明显影响。
　　5、L-NAME对ET-1引起的两组大鼠LVDP和CR改变的影响
　　No合酶抑制剂L-NAME明显增强了ET-1引起的常氧组大鼠LVDP的降低和CR的升高(P＜0.05)。但是，在间歇性低氧组，给予L-NAME对ET-1引起的LVDP和CR的改变并没有明显影响。
　　6、恒流条件下ET-1对两组大鼠离体心脏LVDP的影响
　　在恒定冠脉流量的条件下，两组大鼠离体心脏的LVDP基础值并没有明显差别。注射20 pmol ET-1能引起常氧组大鼠离体心脏LVDP小幅度上升，但并没有统计学意义。在CIH组，20 pmol ET-1能显著升高离体心脏LVDP水平(P＜0.05)。
　　7、CIH对大鼠冠状动脉组织学改变的影响
　　与常氧对照组相比，间歇性低氧大鼠冠脉内皮层和平滑肌细胞出现明显的损伤性改变。
　　8、CIH对冠脉ET-1，ETA和ETB受体表达的影响
　　ET-1在间歇性低氧组大鼠内皮和平滑肌上均有表达，且表达量明显高于常氧对照组(P＜0.05)。ETA受体主要在平滑肌上表达，间歇性低氧后表达量增加(P＜0.05)。两组大鼠平滑肌上ETB表达未见明显差别，但间歇性低氧大鼠内皮上ETB表达明显降低(P＜0.05)。
　　9、CIH对大鼠冠状动脉eNOS表达和NO含量的影响
　　与正常对照组相比，间歇性低氧组大鼠eNOS表达水平明显降低(P＜0.01)。同时，CIH组冠状动脉NO含量减少(P＜0.01)。
　　结论:结果表明间歇性低氧引起的心功能降低与冠状动脉损伤密切相关。表达增加的ETA受体介导了强烈的血管收缩反应，在间歇性低氧引起的冠脉病变中发挥主要作用。另外，冠脉内皮细胞的损伤，内皮ETB的减少以及NO释放的降低也加强了间歇性低氧引起的冠脉收缩。

目录

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摘要

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前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述 慢性间歇性低氧对血管内皮的损伤及机制分析

致谢

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