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编号:10227298
高血压左心室肥厚与心肌肌浆网钙调节蛋白相关性的实验研究
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1999年第4期
     作者:祝宝华 张寄南 刘乃丰 杨国平 徐红 马文珠

    单位:210029 南京医科大学第一附属医院心内科

    关键词:肥大,左心室;血管紧张素Ⅱ;肌浆网

    中华医学杂志/990420 【摘要】 目的 探讨血管紧张素Ⅱ及肌浆网钙调节蛋白在高血压左心室肥厚(LVH)形成中的作用和机制。方法 以自发性高血压大鼠(7只,SHR)、培哚普利治疗组(5只)和对照组WKY(7只)为模型;分别测定左心室心肌血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)含量、肌浆网Ryanodine受体密度和K受体亲和力及钙ATP酶活力。结果 左心室肥厚与心肌AngⅡ含量、肌浆网钙调节蛋白及钙ATP酶活力相关:(1) 左心室心肌AngⅡ含量:SHR组[(16.7±5.2)pg/mg]比WKY组升高[(12.0±2.3)pg/mg,P<0.05)],培哚普利治疗组[(13.9±1.6)pg/mg]明显下降。(2) Ryanodine受体最大结合点密度值(Bmax):SHR组(232±27 fmol/mg)比WKY组[173±18)fmol/mg]增加,培哚普利治疗组[(191±23)fmol/mg]受体密度恢复;(3) 钙ATP酶活力:SHR组[(0.52±0.11) μmol.g-1.min-1]比WKY组[(1.03±0.22)μmol.g-1.min-1]下降,培哚普利[(0.82±0.28)μmol.g-1.min-1]治疗后上升。(4) 3组受体亲和力无显著变化。结论 高血压左心室肥厚可能与AngⅡ及肌浆网钙调节蛋白异常有关。
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    The sarcoplasmic reticulum Ca2+ handling protein and left ventricular hypertrophy in SHR ZHU Baohua, ZHANG Jinan, LIU Naifeng, et al. Department of Cardiology, the First Affiliated Hospital, Nanjing Medical University, Nanjing 210029

    【Abstract】 Objective To elucidate the role of myocardial angiotensin Ⅱ and sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ handling protein (ryanodine receptor and Ca2+ ATPase) in the process of left ventricular hypertrophy. Methods The myocardial angiotensin Ⅱ level, Bmax and Kd value of ryanodine receptor and calcium ATPase activity in SR were determined among 3 groups: spontaneously hypertensive rats (SHR), SHR treated with perindopril and WKY.Results The blood pressure (BP) of the SHR group, the ratio of left ventricular weight to body weight (LVW/BW) and the myocardial angiotensin Ⅱ level were higher than those of the WKY group (P<0.01), Perindopril decreased the BP(P<0.01) and the myocardial angiotensin Ⅱ level, and reversed the LVW/BW of the SHR group (P<0.05). Compared to the WKY group, the Bmax value of cardiac ryanodine receptor in the SHR group was increased (232± 27) fmol.mg-1 vs (173±18) fmol.mg-1, (P<0.01),but there was no difference in Kd value (P>0.05). The SR calcium ATPase activity was also decreased in the SHR group [(0.52±0.11) μmol.g-1.min-1 vs (1.03±0.22) μmol.g-1.min-1, P<0.01]. In the SHR perindopril treatment group, the Bmax of ryanodine receptor was decreased [(191±23) fmol.mg-1,P<0.05]. There was no difference in Kd value. The calcium ATPase activity was increased [(0.82±0.28) μmol.g -1.min-1, P<0.05)].Conclusion The left ventricular hypertrophy is closely related to the myocardial angiotensin Ⅱ and the SR calcium handling protein.
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    【Key words】 Hypertrophy, left ventricular Angiotensin Ⅱ Sarcoplasmic reticulum

    (Natl Med J China, 1999, 79:286-288)

    高血压左心室肥厚(LVH)是心血管疾病的独立危险因素,临床流行病学资料显示高血压合并左心室肥厚时心血管意外发生率显著增加[1]。心肌局部血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)与AngⅡ受体(AT1)结合后经信号转导使胞内游离钙浓度([Ca2+]i ) 升高,而[Ca2+]i升高与LVH 的发生密切相关[2] 。近来文献报道心肌肌浆网钙调节蛋白:钙释放通道(Ryanodine受体)及钙泵(钙ATP 酶)是胞内[Ca2+]i调节的重要因素[3]。我们以自发性高血压大鼠(SHR)为模型观察高血压左心室肥厚及培哚普利作用时左心室心肌Ang Ⅱ含量和肌浆网钙调节蛋白的改变。探讨Ang Ⅱ及钙调节蛋白在高血压左心室肥厚的作用。
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    材料和方法

    一、材料

    1.动物分组:18周龄SHR、WKY大鼠(购自上海高血压病研究所),SHR组7只、WKY组7只、培哚普利治疗组5只(培哚普利:每天1 mg/kg,法国施维亚药厂),持续给药22周。每周在大鼠清醒状态下间接测定尾动脉收缩压(MBR-ⅢA 型电脑大鼠血压仪)并记录体重。SD大鼠购自南京医科大学动物中心用于建立左心室匀浆Ryanodine (Sigma公司)受体放射配基的分析。

    二、方法

    1.左心室重量和体重的测定:大鼠称重后处死,取出心脏,去除大血管残根、心房及右心室后称重,计算左心室(LVW)体重(BW)比(mg/g)。

    2.左心室心肌组织Ang Ⅱ含量测定:左心室心肌匀浆后用放射免疫分析法测定[4]。AngⅡ药盒购自中国同位素公司北方免疫试剂研究所。
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    3.左心室肌浆网Ryanodine受体测定:制备心肌匀浆,按改良Zucchi法[5]直接利用心肌匀浆对肌浆网钙释放通道进行放射配基分析。

    4.心肌匀浆Ryanodine受体放射配基分析的建立:取SD大鼠左心室心肌匀浆在10 nmol/L[3H] Ryanodine(美国Amersham公司)时,分别在孵育0~120分钟、匀浆蛋白0~400 μg、反应介质中游离钙浓度在1~ 0.1 mol/L时测定Ryanodine受体特异结合量及用10-4~ 10-10mol/L非标记的Ryanodine观察其竞争抑制情况以确立最佳条件。

    5.心肌匀浆Ryanodine受体饱和试验:分别取SHR组、培哚普利治疗组和WKY组大鼠左心室心肌匀浆200 μg,按最佳实验条件,总结合管加入0.25~40 nmol/L的[3H]Ryanodine,非特异性结合管加10 μmol/L非标记的Ryanodine,37 ℃水浴振荡90分钟后过滤,滤膜冲洗干后置于闪烁液中平衡过夜,用Beckman LS 1800型液闪仪测定放射性。
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    6.肌浆网钙泵活力的测定:按改良Larsen法[6],用p-硝基苯酰磷酸(p-NPP)测定心肌匀浆肌浆网钙ATP酶活力。

    7.数据处理:数据以±s表示,组间比较采用F检验,两两比较采用q检验。

    结果

    一、血压及左心室重量的变化

    SHR组血压较WKY组大鼠血压升高53%(P<0.01)。培哚普利治疗组血压稳定下降,且与WKY 组血压差异无显著性意义。SHR组LVW/BW较WKY组升高(P<0.01),和SHR组比较,培哚普利治疗组下降(表1)。

    表1 3组间血压、LVW/BW比及左心室AngⅡ含量(±s) 分组
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    鼠数

    血压

    (mmHg)

    左心室/体重

    (mg/g)

    左心室AngⅡ

    (pg/mg)

    SHR组

    7

    184.0±5.8

    3.59±0.23

    16.7±5.2

    WKY组
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    7

    120.8±3.3

    2.35±0.24

    12.0±2.3*

    培哚普利

    治疗组

    5

    127.3±2.0

    3.02±0.35*

    13.9±1.6*

    注:与SHR组比较* P<0.05, P<0.01
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    二、左心室心肌AngⅡ含量

    SHR组左心室心肌Ang Ⅱ较WKY组左心室心肌AngⅡ升高(P<0.05),培哚普利治疗组则下降(P<0.05,表1)。

    三、[3H]Ryanodine结合试验

    1.心肌匀浆肌浆网Ryanodine受体反应时间、蛋白浓度、游离钙浓度及竞争抑制曲线:在0 ~60分钟内特异性结合量随时间延长而增加,90分钟达平衡,120分钟时特异性结合量无下降。心肌匀浆蛋白在0~400 μg范围内随着蛋白浓度增加特异性结合增加且呈直线关系(Y =77.94X+3.93,r=0.99,P<0.01]。反应介质中游离钙浓度在1~2 0 μmol/L时特异性结合迅速增加,1 mmol/L时达最大。Ryanodine受体竞争抑制曲线示Ryanodine能可逆地抑制[3H]Ryanodine与受体的结合。
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    2.Ryanodine 受体饱和曲线:[3H]Ryanodine浓度在0~10 nmol/L时,特异性结合增加,在20 nmol/L时接近饱和,非特异性结合占总结合量<20%(图1,2);SHR组、WKY组培哚普利治疗组3组间受体亲和力(Kd值)差异无显著性意义。SHR组心肌Ryanodine受体Bmax值比WKY组升高,SHR经培哚普利治疗后Ryanodine受体Bmax 值下降(表2)。

    图1 左心室心肌Ryanodine受体饱和曲线

    图2 Ryanodine受体亲和力

    表2 3组间左心室心肌肌浆网Ryanodine受体
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    Bmax值、Kd值及钙ATP酶活力比较(±s) 分组

    鼠

    数

    Ryanodine受体

    钙ATP酶

    (μmol.g-1.min-1)

    Bmax值(fmol/mg)

    Kd值(nmol/L)

    SHR组

    7
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    232±27

    1.7±0.3

    0.52±0.11

    WKY组

    7

    173±18

    1.6±0.7

    1.03±0.22

    培哚普利

    治疗组

    5

    191±23*
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    2.0±0.5

    0.82±0.28*

    注:与SHR组比较* P<0.05, P<0.01 四、肌浆网钙ATP酶活力的变化

    SHR组心肌肌浆网钙ATP酶活力比WKY组降低(P<0.01),SHR经培哚普利治疗后肌浆网钙ATP酶活力增强(表2) 。

    讨论

    为了避免因多次离心提纯肌浆网所致的肌浆网钙调节蛋白丢失、活性下降及因提纯纯度不一而很难将各家实验结果相比等缺点。参照文献[5,6],本研究直接用心肌匀浆对肌浆网钙调节蛋白进行研究。从Ryanodine受体反应时间、蛋白浓度、游离钙浓度、竞争抑制及饱和曲线等可见,[3H]Ryanodine在心肌匀浆中与Ryanodine受体的结合符合受体可饱和性、可逆性、特异性等特点, 因而可用心肌匀浆进行放射配基结合分析。肌浆网钙ATP酶将胞浆内游离钙转入肌浆网内是一主动运输过程:Ca2+与肌浆网钙ATP酶结合后酶的构型发生改变(从E到E*)从而将钙转入肌浆内贮存,p-NPP与钙ATP酶结合参与酶的构型改变,且肌浆网钙的转运和p-NPP 的水解相耦连,因而可用心肌匀浆直接测定肌浆网钙ATP酶活力[6]。本实验所获结果与文献报导一致[7]
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    左心 室肥厚的逆转往往并不与血压的下降一致[8]。本实验结果发现左心室肥厚与左心室心肌AngⅡ含量、肌浆网钙调节蛋白相关;SHR左心室重量增加时,心肌AngⅡ 含量升高、Ryanodine受体密度增加及钙ATP酶活力下降。AngⅡ经AT1受体信号转导使胞内二酰基甘油及三磷酸肌醇增加,经肌浆网钙释放通道和钙泵——三磷酸肌醇及微量钙刺激后加速将肌浆网内钙经钙释放通道向胞浆内释放,而肌浆网钙泵则将胞浆内游离钙泵入肌浆网内贮存,使胞内游离钙浓度升高,是左心室肥厚形成的重要因素[2,3,9]

    本研究结果表明培哚普利治疗组大鼠心肌AngⅡ 含量明显下降,Ryanodine 受体密度和钙泵活力恢复,表明培哚普利在降压的同时不仅降低左心室心肌AngⅡ含量,也使高血压左心室心肌肌浆网钙调节蛋白恢复正常。可见,心肌肌浆网钙调节蛋白异常是高血压左心室肥厚的重要基础之一。

    本课题为国家自然科学基金(3927328)及江苏省自然科学基金(BK97171)资助项目
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    参考文献

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    (收稿:1998-06-22 修回:1999-01-08), 百拇医药