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编号:10284264
高血压患者血管平滑肌细胞一氧化氮合酶活性变化和精氨酸加压素对一氧化氮合成的影响
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 2000年第6期
     作者:赵连友 李宏伟 李雪 杨学东 乔怀宇 彭育红 陈永清 康建华

    单位:西安,第四军医大学唐都医院心血管内科高血压病患者血管平滑肌细胞一氧化氮合酶 710038

    关键词:高血压病;精氨酸升压素;一氧化氮

    中华医学杂志000607 【摘要】 目的 探讨高血压病患者动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)一氧化氮合酶(NOS)和一氧化氮(NO)的变化特点和精氨酸加压素(AVP)对NO合成的影响及其在高血压发病中的意义。方法 采用复合胶原酶法分离培养10例高血压病患者和10例血压正常人动脉VSMCs,检测细胞培养液的NO含量和VSMCs的NOS活性,以及AVP对其活性的影响。结果 (1)高血压病患者VSMCs的NO含量(0.84 nmol/2.5×106细胞±0.08 nmol/2.5×106细胞)和NOS活性(0.23 nmol/min±0.08nmol/min)均明显低于血压正常对照组(2.48 nmol/2.5×106细胞±0.19 nmol/2.5×106细胞和0.37 nmol/min±0.06 nmol/min),并均有非常显著性差异(P<0.01)。(2)在AVP干预下, 高血压病患者VSMCs的NO含量(3.89 nmol/2.5×106细胞±0.33 nmol/2.5×106细胞)和NOS活性(1.81 nmol/min±0.09 nmol/min)均比正常对照组NO含量(9.09 nmol/2.5×106细胞±0.75 nmol/2.5×106细胞)和NOS活性(2.80 nmol/min±0.21 nmol/min)降低(P<0.01);两组NO含量和NOS活性均随着培养时间延长和AVP浓度增加而递增(P<0.01)。(3)培养不同时间的高血压病患者VSMCs的NO含量均随NOS活性增强而增加, 并呈显著性正相关。结论 高血压病患者VSMCs的NOS-NO系统可能存在功能或结构的异常,并对AVP的反应性减弱,这可能是高血压发病原因之一。
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    NOS activity in vascular smooth muscle cells of hypertension patients and the effect of AVP on NO synthesis

    ZHAO Lianyou LI Hongwei LI Xue et al

    (Department of Cardiology, Tangdu Hospital, Fourth Military Medical University, Xi′an 710038, China)

    【Abstract】 Objective To investigate the changes of nitric oxide(NO) and nitric oxide synthase(NOS) in vascular smooth muscle cells(VSMCs) of the essential hypertension(EH) patients, determine the effect of arginine vasopressin(AVP) on NO synthesis, and evaluate their significance in the pathogenesis of hypertension. Methods
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    VSMCs of EH and normotensives(NT) were isolated by compound collagenase method and cultured&127;in vitro. We detected the NO concentration and the activity of NOS in cell culture medium and determined the effects of AVP on NO synthesis and NOS activity. Results NO concentration and the activity of NOS in VSMCs of EH were 0.84 nmol/2.5×106 cells±0.08 nmol/2.5×106 cells and (0.23 nmol/min±0.08 nmol/min per 2.5×106 cells respectively, which were significantly lower than in VSMCs of NT (2.48 nmol/2.5×106 cells±0.19 nmol/2.5×106 cells, 0.37 nmol/min±0.06 nmol/min per 2.5×106 cells, respectively, both P<0.01). Under AVP induced conditions, NO concentration 3.89±0.33 nmol/2.5×106 cells and NOS activity 1.81 nmol/min 2.5×106 cells±0.09 nmol/min 2.5×106 cells) in VSMCs of EH were significantly lower than in VSMCs of NT (9.09 nmol/2.5×106±0.75 nmol/2.5×106 cells), 2.80 nmol/min 2.5×106 cells±0.21 nmol/min 2.5×106 cells, respectively, both P<0.01). NO concentration and NOS activity in VSMCs of both EH and NT group increased in a culture-time-dependent and AVP-concentration-dependent manner (both P<0.01). NO concentrations in VSMCs of EH in different culture time increased with the enhancement of NOS activity, and there was significant positive relevance between them (4 h r=0.940, P<0.01; 8 h r=0.993, P<0.01). Conclusion NOS-NO system of EH, with attenuated responsiveness to AVP, is probably abnormal in structure or function, and is involved in the pathogenesis of essential hypertension.
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    【Key words】 Hypertension; Argipressin; Nitric oxide

    近年研究表明,一氧化氮(NO)对维持心血管系统生理功能的平衡起着重要的作用。NO可使血管舒张,并能抑制血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖和诱导细胞凋亡[1]。NO分泌减少可致实验大鼠血压升高[2]。文献报道[3],精氨酸加压素(AVP)具有强烈的收缩血管作用,并能促使VSMCs的DNA和蛋白质合成增加。有的学者研究指出,高血压病患者血浆中AVP水平升高,并与高血压发病有关[4]。但是,关于高血压病患者动脉VSMCs的NOS-NO系统变化及其与AVP关系的问题,目前还不清楚,故影响对高血压发病机制的进一步认识。本研究动态观察无干预及AVP干预条件下血压正常人和高血压病患者动脉VSMCs的NO含量和一氧化氮合酶(NOS)活性变化,旨在从NOS-NO系统及其与AVP的关系方面探讨高血压发病的可能机制。
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    对象和方法

    一、对象

    1.血管取材:按1999年WHO高血压诊断和分级标准选定高血压病患者10例,男6例,女4例。年龄50~66岁,平均62.1±8.7岁。其中1级高血压1例,2级7例,3级2例。病程7.5~25年,平均14.4±5.5年。选择血压正常者10例为对照组,男8例,女2例。年龄48~65岁,平均61.7±10.5岁。以上2组均为胃部手术及结肠手术患者,术中取下肠系膜动脉2~3 cm。

    2.主要试剂:胶原酶Ⅰ型,弹性蛋白酶Ⅲ型,胰蛋白酶抑制剂,上述试剂均为Sigma产品。RPMI-1640培养基(美国GIBCO),新生牛血清(杭州四季青公司产品),AVP(美国peninsular Lab),NO试剂盒和NOS试剂盒(军事医学科学院放射医学研究所提供)。

    二、方法
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    1.动脉平滑肌细胞分离、培养和鉴定:用复合胶原酶法[5]分离VSMCs。37℃,体积分数为0.05 的CO2条件下,原代培养以含体积分数0.2的新生牛血清(FCS)的1640培养基进行,传代培养以含体积分数0.2的FCS的1640培养基进行,以0.25%胰蛋白酶和0.02% EDTANa混合消化传代。实验用3~5代细胞。在倒置显微镜和透射电镜下确认VSMCs,并进行ABC免疫组化染色,着色的肌动蛋白是VSMCs重要的特征。

    2.实验分组:本实验分2组:(1)高血压病组:又分为无干预组和10-9、10-8、10-7、10-6 mol/L AVP不同浓度干预组;(2)血压正常对照组:本组又分为无干预组和10-7 mol/L AVP干预组。每组均测定培养4 h和8 h的NOS活性,10-7 mol/L AVP干预组测定培养2、4、6、8 h的NO含量,其余各浓度AVP组和无干预组均分别测定培养4、8 h的NO含量。
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    3.细胞培养液NO含量测定:文献[6]Griess法进行,选择波长546nm,以空白管调零比色,读取吸光度。样品NO含量以NO含量(nmol/2.5×106细胞)表示,以公式(测定管吸光度/标准管吸光度) ×2.5计算。

    4.细胞NOS活性测定[7]:以血红蛋白分光光度法按产品说明书进行。选择401 nm和421 nm双波长处,每隔30 s记录吸光度。NOS活性以每分钟产生NO量表示(nmol/min),计算公式为(30 s时两波长处吸光度之差-90 s时两波长处吸光度之差)×194.3。

    三、统计学分析

    实验数据以均数±标准差(±s)表示,2组均数比较采用t检验,多组均数比较采用F检验,并进行直线相关分析。
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    结果

    一、基础状态下高血压病组和正常对照组VSMCs的NO含量和NOS活性

    无干预培养4 h和8 h后,2组NO含量和NOS活性均随培养时间的延长而显著增加(P<0.01);在相应时间点上,高血压病组的NO含量和NOS活性均显著低于正常对照组(表1)。

    表1 2组VSMCs的NO含量和NOS活性(±s) 组别

    例

    数

    4 h

    8 h

    NO含量
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    (nmol/2.5×

    106细胞)

    NOS活性

    (nmol/min)

    NO含量

    (nmol/2.5×

    106细胞)

    NOS活性

    (nmol/min)

    高血压

    病组

    10
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    0.84±

    0.08*

    0.23±

    0.08*

    1.95±

    0.15*△

    0.37±

    0.11*△

    正常对

    照组

    10

    2.48±
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    0.19

    0.37±

    0.06

    3.15±

    0.12

    0.54±

    0.08

    注:与正常对照组同指标比较,t=25.38,t=4.19,t=17.08,t=4.03,*P<0.01;与同组4h同指标比较,t=21.72,t=3.69,t=3.16,t=5.40,P<0.01

    二、AVP作用后高血压病组和正常对照组VSMCs的NO含量和NOS活性
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    1.VSMCs的NO含量:与10-7 mol/L AVP共同培养2、4、6和8 h后,两组VSMCs的NO含量均随培养时间的延长而显著地增加(F=388.03,F=194.81,P<0.01);在相同时间点上,高血压AVP干预组NO含量显著低于正常人AVP干预组(表2)。

    表2 两组AVP作用后不同时间VSMCs的NO含量

    (nmol/2.5×106细胞,±s) 组别

    例数

    NO含量

    2h

    4h
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    6h

    8h

    高血压

    病干预组

    10

    1.54±

    0.17*

    3.89±

    0.33*△

    6.85±

    1.21*△

    8.40±
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    0.58*△

    对照干

    预组

    10

    1.85±

    0.23

    9.09±

    0.75

    16.01±

    1.58

    20.96±

    1.27
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    注:与对照干预组比较t=3.49,t=14.59,t=20.03,t=28.55,*P<0.01;与同组前一时点比较P<0.01

    2.VSMCs的NOS活性:8 h时2组NOS活性均比4 h时显著增强(P<0.01);在同一时间点上,高血压AVP干预组的NOS活性显著低于正常对照AVP干预组(图1)。

    图1 AVP作用下2组VSMCs的NOS活性比较

    三、不同浓度AVP作用后高血压病患者VSMCs的NO含量和NOS活性

    1.VSMCs的NO含量:4h和8h时各浓度组的NO含量均分别比无干预的高血压组显著增加(P<0.01);同一时间点各浓度组之间NO含量比较差异均有非常显著意义,随着AVP浓度的增高NO含量增加;8 h各浓度组的NO含量均分别显著高于同浓度组4 h的含量(图2)。
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    2.VSMCs的NOS活性:4 h和8 h时各浓度组NOS活性均分别比无干预的高血压病组显著增强(P<0.01);同一时间点各浓度组之间NOS活性比较差异均有非常显著意义,8h各浓度组的NOS活性均分别高于同浓度组4 h的NOS活性(图3、P<0.01)。

    四、NOS活性与NO含量的相关性

    以直线相关分析显示,10-9 mol/L~10-6 mol/L的AVP作用4 h和8 h后,高血压病患者VSMCs的NO含量随NOS活性增强而增加,并均呈显著性正相关(4 h时r=0.940,P<0.01;8 h时r=0.993,P<0.01)。

    图2 不同浓度AVP作用高血压病组的NO含量
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    图3 不同浓度AVP作用高血压病组的NOS活性

    讨论

    文献报道,NO释放的减少与高血压发生密切相关[2]。Hishikawa等[8]报道NO参与高血压发病。本实验结果显示,在无外加干预因素情况下,高血压病患者和正常人培养的肠系膜动脉VSMCs均分泌NO。但高血压病患者VSMCs的NO含量显著低于正常人。此说明高血压的发生和发展可能与NO分泌不足有关。本实验结果显示,NO含量随着NOS活性增强而增加,二者呈显著性正相关。由此可知,高血压病患者NO含量减少可能是因NOS活性下降所致。此提示,高血压病患者VSMCs的NOS-NO系统可能存在功能或结构的异常。究其原因,可能为高血压病患者VSMCs的NOS基因表达受抑或NOS蛋白的稳定性下降所致,其确切机制有待于进一步探讨。

    文献报道,高血压病患者血浆AVP浓度升高,且与病情有关[4]。给自发性高血压大鼠(SHR)灌注V1受体拮抗剂可以减少大鼠收缩压的升高,但对正常对照大鼠的血压无影响[9]。有人发现VSMCs含有AVP的多肽及其mRNA[10],SHR大鼠对AVP的敏感性增加[11]。由此可见,AVP与VSMCs的自身调节和高血压的发生有重要关系。Yamada等[12]研究表明,AVP可引起大鼠主动脉NO生成的增加。对于AVP与人VSMCs的NOS-NO系统的作用关系,目前尚不清楚。本研究结果显示,高血压病患者肠系膜动脉VSMCs的NOS活性和NO含量随着AVP浓度的增加和作用时间的延长而显著增加,表明AVP可促进VSMCs的NOS活性增强和NO生成,且具有剂量和时间依赖性。由此认为,AVP诱导VSMCs的NOS-NO系统活性可能属于生物体内的一种平衡机制,为代偿性负反馈作用,以维持VSMCs自身功能和机体血压的正常。Force等[13]研究指出,AVP与VSMCs的V1受体结合可激活蛋白激酶C(PKC),PKC可促使iNOS合成。故认为PKC的激活可能是AVP诱导VSMCs产生NO的重要途径。本研究结果还提示,单一浓度的AVP(10-7 mol/L)作用下,高血压病患者肠系膜动脉VSMCs的NOS活性和NO含量显著低于正常人,表明高血压病患者动脉VSMCs可能对AVP的敏感性降低,或其NOS-NO系统对AVP的反应性低下,使其反馈性代偿作用远远低于正常人。因而,在体内AVP浓度升高和内皮细胞损伤时,VSMCs的NOS-NO系统对AVP的缩血管作用不能充分地拮抗,从而引起血管平滑肌收缩,VSMCs增殖和肥大,使血管阻力增加,血压升高。这可能为AVP引起血压升高的重要机制之一。
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    基金项目:国家自然科学基金资助项目(39670317)

    参考文献

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    (收稿日期:2000-01-03), http://www.100md.com