失重對(duì)心臟β-腎上腺素能受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的影響及機(jī)制研究.pdf

1、以往研究發(fā)現(xiàn)失重或模擬失重可引起機(jī)體心血管等多個(gè)系統(tǒng)發(fā)生改變，闡明這些改變的機(jī)制對(duì)了解航天員飛行后心血管失調(diào)的原因及其改進(jìn)現(xiàn)行應(yīng)對(duì)措施皆有重大意義。近年來(lái)地面模擬研究和航天觀察均表明，航空飛行后立位耐力不良可能與心臟本身的組織改變、低血容量性心血管反應(yīng)有關(guān)，也有可能與心臟的調(diào)節(jié)功能受損有關(guān)。我們知道交感神經(jīng)-兒茶酚胺系統(tǒng)對(duì)維持心臟生理功能及血壓穩(wěn)態(tài)具有重要調(diào)節(jié)作用。交感神經(jīng)通過(guò)釋放去甲腎上腺素，刺激β1-腎上腺素能受體從而調(diào)節(jié)心臟功能。

2、最新研究表明失重或模擬失重后，β-腎上腺素能受體出現(xiàn)脫敏現(xiàn)象，即用異丙腎上腺素刺激β-腎上腺素能受體后，引起心臟收縮反應(yīng)性下降。其原因及機(jī)制至今尚無(wú)報(bào)道，有可能是受體自身功能下調(diào)，也有可能是β-腎上腺素能受體介導(dǎo)的后段信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受損所致。
　　為探明其機(jī)制，本課題利用尾部懸吊大鼠模型，研究了模擬失重4w時(shí)大鼠心臟β-腎上腺素能受體介導(dǎo)的Gs蛋白/AC/cAMP/PKA/Ca2+級(jí)聯(lián)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是否發(fā)生改變及發(fā)生了什么改變，以進(jìn)

3、一步探明失重狀態(tài)導(dǎo)致心臟收縮反應(yīng)性減弱的相關(guān)機(jī)制。
　　一、目的
　　1．觀察失重4w對(duì)心臟功能的影響；
　　2．觀察失重4w對(duì)β-腎上腺素能受體自身功能的影響；
　　3．觀察失重4w對(duì)β-腎上腺素能受體介導(dǎo)的cAMP依賴的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中多個(gè)環(huán)節(jié)的影響。
　　二、方法
　　利用尾部懸吊法（HindlimbUnweighted,HLU）制作大鼠失重模型，經(jīng)4w失重后，活體觀察平均動(dòng)脈壓（MABP）、左心

4、室壓（LVP）和左室壓力微分最大變化速率(±dp/dtmax)等血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)；用受體結(jié)合分析法測(cè)定了β-腎上腺素能受體密度及親和力；用常規(guī)酶解法分離大鼠心室肌細(xì)胞；用Westernblotting測(cè)定了Gsα蛋白表達(dá)水平；用腺苷酸環(huán)化酶（AC）激動(dòng)劑Forskolin刺激心肌細(xì)胞后觀察其收縮情況以檢測(cè)AC的活性；經(jīng)β-腎上腺素能受體激動(dòng)劑異丙腎上腺素（Iso）和Forskolin刺激心肌細(xì)胞后后檢測(cè)cAMP的積聚含量；用單細(xì)胞動(dòng)緣探測(cè)

5、系統(tǒng)同步檢測(cè)了經(jīng)Iso刺激β-腎上腺素能受體后心肌細(xì)胞的收縮及[Ca2+]i瞬變；采用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)，觀察失重對(duì)大鼠心室肌細(xì)胞L型鈣電流的影響。
　　三、結(jié)果
　　1．與正常對(duì)照組相比，失重4w大鼠的心臟重量、體重、MABP沒(méi)有明顯變化，而LVP、±dp/dtmax顯著降低，表明心臟收縮功能減弱，且并非心臟組織本身改變所致。經(jīng)Iso刺激后MABP、LVP、±dp/dtmax的變化在失重組顯著減弱，即失重后心臟對(duì)β-腎上腺素

6、能受體的反應(yīng)性下降，表明失重后心臟功能的減弱可能與調(diào)節(jié)心臟功能的β-腎上腺素能受體有關(guān)。
　　2．在失重大鼠，Iso刺激心肌細(xì)胞引起的收縮反應(yīng)明顯弱于正常對(duì)照組，表明心肌細(xì)胞β-腎上腺素能受體反應(yīng)性也明顯下降。即失重大鼠心肌細(xì)胞發(fā)生了β-腎上腺素能受體的脫敏現(xiàn)象，這可能是心肌細(xì)胞收縮反應(yīng)減弱的原因之一。
　　3．在失重大鼠，β-腎上腺素能受體密度及親和力與正常組比較沒(méi)有顯著改變。表明β-腎上腺素能受體的脫敏現(xiàn)象與受體自身功能

7、無(wú)關(guān)。
　　4．在失重大鼠，心臟Gsα蛋白表達(dá)水平與正常組比較沒(méi)有顯著變化，表明β-腎上腺素能受體脫敏原因與Gs蛋白無(wú)關(guān)。
　　5．在失重大鼠，F(xiàn)orskolin刺激心肌細(xì)胞引起的收縮反應(yīng)和cAMP的積聚含量增加的反應(yīng)均明顯減弱，提示其AC活性受損，即AC活性受損可能是導(dǎo)致β-腎上腺素能受體脫敏的原因之一。
　　6．在失重大鼠，Iso增強(qiáng)電刺激引起的心肌[Ca2+]i瞬變幅度的反應(yīng)明顯減弱，提示失重大鼠心肌細(xì)胞Ca2+

8、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可能受損，鈣穩(wěn)態(tài)受到破壞。
　　7．在失重大鼠，Iso對(duì)心肌細(xì)胞L-型鈣電流的加強(qiáng)作用明顯減弱，提示鈣穩(wěn)態(tài)受到破壞的原因與L-型鈣通道功能下降有關(guān)，即L-型鈣通道功能下降可能是導(dǎo)致β-腎上腺素能受體脫敏的原因之一。
　　四、結(jié)論
　　1．β-腎上腺素能受體脫敏是導(dǎo)致失重時(shí)心臟收縮功能降低的原因之一。
　　2．失重時(shí)β-腎上腺素能受體脫敏的機(jī)制并非β-腎上腺素能受體自身受損所致，而是由于其介導(dǎo)的cAMP