大鼠心肌β-肾上腺素受体发育的研究
作者：曾和平 李万镇
单位：100034 北京医科大学第一医院儿科
关键词：受体；肾上腺素能β；心肌；大鼠；Wistar
中华儿科杂志981111 【摘要】 目的 探讨发育因素对大鼠心肌β-肾上腺素受体(β-AR)的影响。方法 应用配基结合、酶活性测定，测定不同年龄段Wistar大鼠心肌β-AR密度、受体亚型、腺苷酸环化酶(AC)活性和对β-AR激动剂——异丙肾上腺素反应性以及低甲状腺素大鼠心肌β-AR密度。结果 大鼠出生时心肌β-AR密度平均为14.3 fmol/mg (蛋白)，成年后平均为31.6 fmol/mg (蛋白)，心肌β-AR密度随年龄的增长而增加(F值为23.46, P<0.01)；β1/β2-AR亚型相对比值，出生时为51/49，成年为60/40；心肌AC对β-AR激动剂——异丙肾上腺素的反应性，出生时为76 pmol*mg-1*min-1，成年为126 pmol*mg-1*min-1 ，各年龄段的差异有显著意义(F值为89.00, P<0.01)；AC基础活性和AC对AC激动剂Forskolin的反应性，各年龄段没有差异；β1-AR拮抗剂抑制成年大鼠心肌AC对异丙肾上腺素的反应性，β2-AR拮抗剂抑制新生和发育早期大鼠心肌AC对异丙肾上腺素的反应性；血清甲状腺素减低可使生后1周和成年大鼠心肌β-AR密度下降。结论 大鼠心肌β-AR密度、β1/β2-AR亚型比例、β-AR对AC的调节作用受发育因素的影响。
, 百拇医药
A developmental study on myocardial β -adrenergic receptor in rats Zeng Heping, Li Wanzhen. Department of Pediatrics, The First Hospital, Beijing Medical University, Beijing 100034
【Abstract】 Objective To study the effect of developmental factors on β-adrenergic receptor (AR) and its regulatory role in Wistar rat myocardium. Methods With the methods of ligand-binding and enzyme activity measurement, β-AR density, receptor subtypes, myocardial adenylate cyclase (AC) activity, its age-related responsiveness to β-AR agonist isoprenalin, and myocardial β-AR density were measured in rats at different age stages. Also, myocardial β-AR density was detected in hypothyroxin rats. Results Myocardial β-AR density of rats was 14.3fmol/mg protein at birth, and 31.6 fmol/mg protein in adult. It increased with age (F=23.46, P<0.01). Relative ratio of β1/β2-AR was 51/49 at birth, and 60/40 in adult. The responsiveness of myocardial AC to β-AR agonist isoprenalin was 76 pmol*mg-1*min-1 at birth and 126 pmol*mg-1*min-1 in adult (F=89.00, P<0.01). There was no difference in basic AC activity and responsiveness to AC agonist forskolin between rats at birth and in adult. Beta 1-antagonist inhibited the responsiveness of AC to isoprenalin in adult rats, while β2-AR antagonist inhibited the responsiveness of AC to isoprenalin in newborn and young rats. Serum hypothyroxin decreased myocardial β-AR densities in the newborn and adult rats. Conclusion Beta-AR density, relative ratio of its subtypes and β-AR regulatory effect on myocardial AC were all influenced by developmental factors.
, 百拇医药
【Key words】 Receptor adrenergic,beta Myocardium Rats,Wistar
心脏β-肾上腺素受体(adrenergic receptor, AR)介导细胞内外信息传导，参与调节心肌收缩和舒张功能，并与许多小儿心脏疾病有密切关系[1]。临床观察表明，婴儿与年长儿对β-AR激动剂反应性不同[2]。为研究发育过程心肌β-AR的变化情况，我们对出生时至成年不同年龄段Wistar大鼠心肌β-AR密度进行检测，并探讨心肌β-AR对腺苷酸环化酶(adenylate cyclase, AC)的调节作用以及甲状腺素对β-AR的影响进行研究，探讨发育因素对心肌β-AR的影响。
材料及方法
一、动物
选择出生时及出生1、2、3、4周和成年6个年龄段的Wistar大鼠。低甲状腺素动物模型选择出生1周和成年的大鼠。
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二、实验方法
1.心肌细胞膜制备[3]：选择不同年龄段Wistar大鼠，断头，取心脏，生理盐水冲洗，快速匀浆，4层纱布过滤。5 000×g(g为重力常数)离心，4℃，20分钟,转移上清,20 000×g离心,4℃,20 分钟,弃上清。沉淀冲洗2遍，细胞膜贮存液悬浮沉淀，用于配基测定或-80℃保存。
2.配基测定[3]：将心肌细胞膜悬液制成1.0 mg/ml的浓度。选用5种不同浓度[3H]-双氢心得舒([3H]-DHA，β-AR配基)即0.6～10.0 nmol/L，反应缓冲液100 μl，心肌细胞膜悬液50 μl，反应总体积为200 μl。37℃水浴20 分钟，终止反应，经Whatman GF/C玻璃纤维膜抽滤，滤膜冲洗2次，自然晾干，测定滤膜上的放射活性。非特异性结合实验采用10 μmol/L浓度的β-AR拮抗剂——普奈洛尔存在时[3H]-DNA结合量表示。利用放射配基结合分析法(scatchard analysis)分析心肌受体密度和亲和性。测定β-AR亚型时将50 μl细胞膜悬液与一种浓度的[3H]-DNA和16种不同浓度的β1-AR拮抗剂(CGP20172A 10-10～10-5mol/L)在37℃水浴10分钟，然后抽滤，进行放射计数，得出竞争抑制曲线。对曲线进行计算机拟合，以求得受体亚型比例。蛋白定量用Lowry法[4]。
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3.酶活性测定[5]：反应体系中含有25 mmol/L盐酸三羟甲基氨基甲烷，2 mmol/L氯化镁，20 mmol/L肌酸磷酸，20 U/ml肌酸激酶，1 mmol/L的α-[32P]三磷酸腺苷(40 cpm/pmol),加入80～100 μg的心肌细胞膜，总体积为100 μl，30℃水浴20分钟，加入终止反应液100 μl。反应物经1 500×g离心5分钟，上清顺序通过离子交换树脂和氧化铝层析柱，收集分离液。分别测定[32P]和[3H]的放射活性。[3H]环磷酸腺苷([3H]-cAMP)的回收率约为70%～80%。上述反应体系中分别加入10-6 mol/L的Forskolin(一种AC激动剂)，10-7mol/L异丙肾上腺素，10-7 mol/L的β1-AR拮抗剂(CGP20712A)和10-7 mol/L β2-AR拮抗剂(ICI118551)，30℃水浴20分钟。终止反应，测定[32P]和[3H]的放射活性。
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4.低甲状腺素(T4)动物模型制备和血清T4测定：选择出生后1周和成年大鼠。腹腔注射丙基硫氧嘧啶，20 mg/kg，每天1次，连续给药7天。对照组腹腔注射同样剂量的生理盐水。用试剂盒纸片接取1滴大于0.5 cm直径大小的血样，自然晾干。用打孔机剪下0.5 cm直径血样纸片和随试剂盒包装的标准纸片，放入试管中。各管加入200 μl的T4抗体，反复振摇5分钟，放入4℃冰箱中过夜，然后加入125I-T4100 μl。室温下放置1小时，在γ闪烁仪上进行γ计数。心肌β-AR测定同前。
三、数据处理及统计检验
每组数据以均数和标准差(
±s)表示。多组比较采用方差分析及Newman-Keuls检验，两组比较采用t检验或t′检验。
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结果
一、发育过程中大鼠心肌β -AR密度和亲和性的比较和受体亚型所占比例
从表1中可看出，心肌β-AR密度出生时较低，随发育而增加，至生后4周呈现增加趋势，成年后略有下降(F值23.46, P<0.01)。出生时、生后1周、2周大鼠心肌β-AR密度与成年大鼠比较差异有显著意义。而亲和性无显著性差异(F值1.31, P>0.05)。心肌β1-AR在总β-AR中所占的比例在发育过程中呈增加趋势。
表1 6只大鼠发育阶段心肌β-AR
放射配基测定结果(±s) 发育阶段
β-AR密度
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(fmol/mg，蛋白)
亲和性
(nmol/L)
受体亚型占β-AR
百分比(%)
β1
β2
出生时
14.3±2.1*
0.45±0.12
51
49
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出生后
1周
20.1±4.2*
0.57±0.14
55
45
2周
23.3±1.5*
0.43±0.02
55
45
3周
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29.3±6.3
0.54±0.10
58
42
4周
39.0±2.4
0.55±0.12
60
40
成年
31.6±3.3
0.58±0.02
60
, 百拇医药
40
组间比较F值
23.46△
2.24
与成年比较 * P<0.01，△ P<0.01
二、发育过程中心肌β-AR对AC的调节作用
大鼠心肌AC基础活性及对AC激动剂Forskolin的反应性，出生至成年各年龄段均无明显的差异。心肌AC对β-AR激动剂异丙肾上腺素反应性，出生时和出生1周较低，随着发育，反应性逐渐增加(F值89.00, P<0.01)；用β1-AR拮抗剂阻断心肌β1-AR时，成年大鼠心肌AC对异丙肾上腺素反应性受到明显的抑制。从表2可看出，异丙肾上腺素激动成年和新生大鼠心肌，cAMP生成量分别为126±9 pmol*mg-1*min-1和76±3.6 pmol*mg-1*min-1。而加用β-AR拮抗剂(CGP)后，成年大鼠心肌cAMP生成量减少(73±6 pmol*mg-1*min-1)，与新生大鼠心肌cAMP的生成量近乎相等(68±7 pmol*mg-1*min-1)；用β2-AR拮抗剂阻断心肌β2-AR时，2周内大鼠心肌AC的反应性受到抑制较明显(表2)。
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三、血清低T4对大鼠心肌β-AR的影响
大鼠甲状腺产生T4被丙基硫氧嘧啶抑制，T4水平下降影响1周龄和成年大鼠心肌β-AR的密度，使其降低。低T4对心肌β-AR的亲和性没有明显的影响(表3)。
表2 6只大鼠不同发育阶段心肌AC活性及β-AR对AC的调节情况(±s，cAMP pmol*mg-1*min-1) 发育阶段
基础活性
腺苷酸环化酶激动剂
(×10-6mol/L)
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异丙肾上腺素
(×10-7mol/L)
异丙肾上腺素+
β1-AR拮抗剂
(×10-7mol/L)
异丙肾上腺素+
β2-AR拮抗剂
(×10-7mol/L)
出生时
20.4±1.9
150±5
, 百拇医药
75.8±3.6
68±7
38±6*
出生后
1周
20.4±1.7
151±7
80.2±2.5*
77±5
42±8*
2周
20.4±1.6
, 百拇医药
152±5
103.7±8.8*
75±4
79±7*
3周
21.6±2.8
151±6
102.7±5.8*
74±3
99±15*
4周
, http://www.100md.com 22.0±3.8
162±12
142.0±10.2
77±9
137±8*
成年
19.6±2.9
154±9
125.6±9.4
73±6
116±11
组间比较F值
, 百拇医药
2.13
2.07
89.00△
1.88
98.72△
与成年组比较* P<0.01，组间比较 △ P<0.01表3 6只低甲状腺素大鼠和对照组大鼠心肌β-AR密度的比较(±s) 组别
T4(nmol/L)
阶段比较
t值
, 百拇医药
β -AR密度(fmol/mg，蛋白)
阶段比较
t值
亲和性(nmol/L)
阶段比较
t值
生后1周
成年
生后1周
成年
生后1周
成年
低甲状腺素
, 百拇医药
10.0± 4.2
7.2± 2.2
1.70
10.7±0.6
20.4±1.7
5.09*
0.50±0.04
0.57±0.05
0.86
对照组
34.4±16.7
46.7±13.6
, 百拇医药
3.10**
22.6±2.4
32.0±4.2
3.02**
0.43±0.02
0.54±0.04
1.27
组间比较t值
5.01*
6.45*
5.09*
, 百拇医药
3.00**
0.98
0.73
* P<0.01，** P<0.05(两组方差不齐，按t′检验判断P值)讨论
β-AR对心脏收缩和舒张功能具有重要的调节作用，β-AR激动剂和拮抗剂已在临床广泛使用。临床观察表明，婴儿与年长儿心脏对β-AR激动剂反应性有明显的差异[2]。我们对Wistar大鼠的研究发现，发育过程中心肌β-AR数目呈增加趋势。这种变化可能是影响心肌对β-AR激动剂反应性的一个环节。为进一步探讨发育过程中β-AR的功能调节作用，我们对β-AR调节心肌AC的作用进行了研究。在无β-AR激动剂存在的情况下，心肌AC的基础活性和对其激动剂Forskolin的反应性各年龄组无明显差异。对β-AR激动剂异丙肾上腺素反应性，各年龄段出现明显差异。说明受体数目的变化影响对心肌AC的调节。
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近年人们在研究中认识到哺乳动物心肌细胞不仅存在β1-AR亚型，同时还存在β2-AR亚型。作为不同基因的表达产物，这两种受体亚型对心肌的调节作用目前证实有明显的差异[6]。Kuznetsov等[5]对新生和成年大鼠心肌细胞β-AR的调节功能进行了研究，发现在β2-AR激动剂的作用下，新生大鼠心肌细胞的收缩幅度和AC反应性均明显高于成年大鼠，若用β2-AR拮抗剂阻断心肌细胞β2-AR，则β2-AR激动剂对心肌细胞的激动效应受到抑制，这在新生大鼠尤为明显。我们在研究中发现β1/β2-AR比值随年龄而增加，从出生时的51/49逐渐增加至60/40，反映了β1-AR的增加趋势。为了解这种变化是否会对心肌AC的调节产生影响，我们应用β-AR亚型拮抗剂阻断大鼠心肌β1-AR和β2-AR，观察异丙肾上腺素的激动效应。结果表明，阻断β1-AR时，成年大鼠心肌AC反应性下降比发育早期大鼠明显；阻断心肌β2-AR时，出生时和生后1周大鼠心肌的AC反应性降低比成年大鼠明显。这种β-AR亚型对心肌AC调节作用的变化与β-AR亚型比例变化是一致的。有研究表明，心肌局部神经递质去甲肾上腺素主要调节β1-AR，血肾上腺素主要调节β2-AR[7]。心肌组织交感神经的完全建立一般在生后2～3周[8]。这提示从胚胎、出生至成年，β-AR对心肌的调节可能经历了一个从肾上腺调节到交感神经调节的转换过程。
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T4是机体重要的生长发育激素。其对β-AR的调节作用已早有研究，但从发育的角度研究T4对心肌β-AR的影响以及T4对发育早期和成年心肌β-AR的调节，目前研究尚少。我们用丙基硫氧嘧啶分别对1周龄和成年大鼠进行处理，结果显示1周龄和成年大鼠血清T4水平都出现明显的下降，心肌β-AR密度亦出现下降。T4对发育心肌β-AR的影响，目前尚无文献报道。我们认为除了T4对蛋白质合成和基因的表达影响外，与不同表型的心肌细胞对T4的反应性和T4对心肌β-AR调节的不一致性、以及体内其它激素与T4共同参与对心肌β-AR的调节有关[9，10]。
参考文献
1 曾和平，李万镇，杜军保. 小儿心血管疾病β-肾上腺素受体的研究现状. 中华儿科杂志, 1997，35:611-613.
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3 Tobise K, Ishikawa Y, Halmer SR, et al. Changes in types VI adenylyl cyclase isoform expresion correlation with a decrease capacity for cAMP generation in the aging ventricle. Cir Res, 1994, 74:596-603.
4 Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, et al. Protein measurement with the Folin-Phenol reagent. J Biol Chem, 1951, 193:256-275.
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5 Kuznetsov V, Park E, Robinson RB, et al. Beta2-adrenergic receptor action in neonatal and adult rat ventricular myocytes. Cir Res, 1995, 76:40-52.
6 Xiao RP, Holl C, Altschuld R, et al. Beta2-adrenergic receptor-stimulated increase in cAMP in rat heart cells is not coupled to changes in Ca2+ dynamics, contractility,or phosphalamban phosphorylation. J Biol Chem, 1994, 269:19151-19156.
7 Tumer N, Houck WT, Boehm C, et al. Cardiac beta-adrenoceptor binding characteristics with age following adrenaodemodullation. Br J Pharmacol, 1990, 99:87-89.
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8 Vornanen M. Postnatal development of beta-adrenergic response in ventricular muscle of the rat heart. Can J Physiol Pharmacol, 1988, 66:197-201.
9 Tejani-Butt SM, Yang J. A time course of altered thyroid states on the noradrenergic system in rat brain by quantitative autoradiagraphy. Neuroendocrinology, 1994, 59:235-244.
10 Bahouth SW. Thyroid hormones transcriptonally regulate the beta1-adrenergic receptor gene in cultured ventricular myocytes. J Biol Chem, 1991, 266: 15863-15869.
(收稿：1998-01-22 修回：1998-07-21), 百拇医药
单位：100034 北京医科大学第一医院儿科
关键词：受体；肾上腺素能β；心肌；大鼠；Wistar
中华儿科杂志981111 【摘要】 目的 探讨发育因素对大鼠心肌β-肾上腺素受体(β-AR)的影响。方法 应用配基结合、酶活性测定，测定不同年龄段Wistar大鼠心肌β-AR密度、受体亚型、腺苷酸环化酶(AC)活性和对β-AR激动剂——异丙肾上腺素反应性以及低甲状腺素大鼠心肌β-AR密度。结果 大鼠出生时心肌β-AR密度平均为14.3 fmol/mg (蛋白)，成年后平均为31.6 fmol/mg (蛋白)，心肌β-AR密度随年龄的增长而增加(F值为23.46, P<0.01)；β1/β2-AR亚型相对比值，出生时为51/49，成年为60/40；心肌AC对β-AR激动剂——异丙肾上腺素的反应性，出生时为76 pmol*mg-1*min-1，成年为126 pmol*mg-1*min-1 ，各年龄段的差异有显著意义(F值为89.00, P<0.01)；AC基础活性和AC对AC激动剂Forskolin的反应性，各年龄段没有差异；β1-AR拮抗剂抑制成年大鼠心肌AC对异丙肾上腺素的反应性，β2-AR拮抗剂抑制新生和发育早期大鼠心肌AC对异丙肾上腺素的反应性；血清甲状腺素减低可使生后1周和成年大鼠心肌β-AR密度下降。结论 大鼠心肌β-AR密度、β1/β2-AR亚型比例、β-AR对AC的调节作用受发育因素的影响。
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A developmental study on myocardial β -adrenergic receptor in rats Zeng Heping, Li Wanzhen. Department of Pediatrics, The First Hospital, Beijing Medical University, Beijing 100034
【Abstract】 Objective To study the effect of developmental factors on β-adrenergic receptor (AR) and its regulatory role in Wistar rat myocardium. Methods With the methods of ligand-binding and enzyme activity measurement, β-AR density, receptor subtypes, myocardial adenylate cyclase (AC) activity, its age-related responsiveness to β-AR agonist isoprenalin, and myocardial β-AR density were measured in rats at different age stages. Also, myocardial β-AR density was detected in hypothyroxin rats. Results Myocardial β-AR density of rats was 14.3fmol/mg protein at birth, and 31.6 fmol/mg protein in adult. It increased with age (F=23.46, P<0.01). Relative ratio of β1/β2-AR was 51/49 at birth, and 60/40 in adult. The responsiveness of myocardial AC to β-AR agonist isoprenalin was 76 pmol*mg-1*min-1 at birth and 126 pmol*mg-1*min-1 in adult (F=89.00, P<0.01). There was no difference in basic AC activity and responsiveness to AC agonist forskolin between rats at birth and in adult. Beta 1-antagonist inhibited the responsiveness of AC to isoprenalin in adult rats, while β2-AR antagonist inhibited the responsiveness of AC to isoprenalin in newborn and young rats. Serum hypothyroxin decreased myocardial β-AR densities in the newborn and adult rats. Conclusion Beta-AR density, relative ratio of its subtypes and β-AR regulatory effect on myocardial AC were all influenced by developmental factors.
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【Key words】 Receptor adrenergic,beta Myocardium Rats,Wistar
心脏β-肾上腺素受体(adrenergic receptor, AR)介导细胞内外信息传导，参与调节心肌收缩和舒张功能，并与许多小儿心脏疾病有密切关系[1]。临床观察表明，婴儿与年长儿对β-AR激动剂反应性不同[2]。为研究发育过程心肌β-AR的变化情况，我们对出生时至成年不同年龄段Wistar大鼠心肌β-AR密度进行检测，并探讨心肌β-AR对腺苷酸环化酶(adenylate cyclase, AC)的调节作用以及甲状腺素对β-AR的影响进行研究，探讨发育因素对心肌β-AR的影响。
材料及方法
一、动物
选择出生时及出生1、2、3、4周和成年6个年龄段的Wistar大鼠。低甲状腺素动物模型选择出生1周和成年的大鼠。
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二、实验方法
1.心肌细胞膜制备[3]：选择不同年龄段Wistar大鼠，断头，取心脏，生理盐水冲洗，快速匀浆，4层纱布过滤。5 000×g(g为重力常数)离心，4℃，20分钟,转移上清,20 000×g离心,4℃,20 分钟,弃上清。沉淀冲洗2遍，细胞膜贮存液悬浮沉淀，用于配基测定或-80℃保存。
2.配基测定[3]：将心肌细胞膜悬液制成1.0 mg/ml的浓度。选用5种不同浓度[3H]-双氢心得舒([3H]-DHA，β-AR配基)即0.6～10.0 nmol/L，反应缓冲液100 μl，心肌细胞膜悬液50 μl，反应总体积为200 μl。37℃水浴20 分钟，终止反应，经Whatman GF/C玻璃纤维膜抽滤，滤膜冲洗2次，自然晾干，测定滤膜上的放射活性。非特异性结合实验采用10 μmol/L浓度的β-AR拮抗剂——普奈洛尔存在时[3H]-DNA结合量表示。利用放射配基结合分析法(scatchard analysis)分析心肌受体密度和亲和性。测定β-AR亚型时将50 μl细胞膜悬液与一种浓度的[3H]-DNA和16种不同浓度的β1-AR拮抗剂(CGP20172A 10-10～10-5mol/L)在37℃水浴10分钟，然后抽滤，进行放射计数，得出竞争抑制曲线。对曲线进行计算机拟合，以求得受体亚型比例。蛋白定量用Lowry法[4]。
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3.酶活性测定[5]：反应体系中含有25 mmol/L盐酸三羟甲基氨基甲烷，2 mmol/L氯化镁，20 mmol/L肌酸磷酸，20 U/ml肌酸激酶，1 mmol/L的α-[32P]三磷酸腺苷(40 cpm/pmol),加入80～100 μg的心肌细胞膜，总体积为100 μl，30℃水浴20分钟，加入终止反应液100 μl。反应物经1 500×g离心5分钟，上清顺序通过离子交换树脂和氧化铝层析柱，收集分离液。分别测定[32P]和[3H]的放射活性。[3H]环磷酸腺苷([3H]-cAMP)的回收率约为70%～80%。上述反应体系中分别加入10-6 mol/L的Forskolin(一种AC激动剂)，10-7mol/L异丙肾上腺素，10-7 mol/L的β1-AR拮抗剂(CGP20712A)和10-7 mol/L β2-AR拮抗剂(ICI118551)，30℃水浴20分钟。终止反应，测定[32P]和[3H]的放射活性。
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4.低甲状腺素(T4)动物模型制备和血清T4测定：选择出生后1周和成年大鼠。腹腔注射丙基硫氧嘧啶，20 mg/kg，每天1次，连续给药7天。对照组腹腔注射同样剂量的生理盐水。用试剂盒纸片接取1滴大于0.5 cm直径大小的血样，自然晾干。用打孔机剪下0.5 cm直径血样纸片和随试剂盒包装的标准纸片，放入试管中。各管加入200 μl的T4抗体，反复振摇5分钟，放入4℃冰箱中过夜，然后加入125I-T4100 μl。室温下放置1小时，在γ闪烁仪上进行γ计数。心肌β-AR测定同前。
三、数据处理及统计检验
每组数据以均数和标准差(
±s)表示。多组比较采用方差分析及Newman-Keuls检验，两组比较采用t检验或t′检验。, http://www.100md.com
结果
一、发育过程中大鼠心肌β -AR密度和亲和性的比较和受体亚型所占比例
从表1中可看出，心肌β-AR密度出生时较低，随发育而增加，至生后4周呈现增加趋势，成年后略有下降(F值23.46, P<0.01)。出生时、生后1周、2周大鼠心肌β-AR密度与成年大鼠比较差异有显著意义。而亲和性无显著性差异(F值1.31, P>0.05)。心肌β1-AR在总β-AR中所占的比例在发育过程中呈增加趋势。
表1 6只大鼠发育阶段心肌β-AR
放射配基测定结果(
±s) 发育阶段β-AR密度
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亲和性
(nmol/L)
受体亚型占β-AR
百分比(%)
β1
β2
出生时
14.3±2.1*
0.45±0.12
51
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出生后
1周
20.1±4.2*
0.57±0.14
55
45
2周
23.3±1.5*
0.43±0.02
55
45
3周
, http://www.100md.com
29.3±6.3
0.54±0.10
58
42
4周
39.0±2.4
0.55±0.12
60
40
成年
31.6±3.3
0.58±0.02
60
, 百拇医药
40
组间比较F值
23.46△
2.24
与成年比较 * P<0.01，△ P<0.01
二、发育过程中心肌β-AR对AC的调节作用
大鼠心肌AC基础活性及对AC激动剂Forskolin的反应性，出生至成年各年龄段均无明显的差异。心肌AC对β-AR激动剂异丙肾上腺素反应性，出生时和出生1周较低，随着发育，反应性逐渐增加(F值89.00, P<0.01)；用β1-AR拮抗剂阻断心肌β1-AR时，成年大鼠心肌AC对异丙肾上腺素反应性受到明显的抑制。从表2可看出，异丙肾上腺素激动成年和新生大鼠心肌，cAMP生成量分别为126±9 pmol*mg-1*min-1和76±3.6 pmol*mg-1*min-1。而加用β-AR拮抗剂(CGP)后，成年大鼠心肌cAMP生成量减少(73±6 pmol*mg-1*min-1)，与新生大鼠心肌cAMP的生成量近乎相等(68±7 pmol*mg-1*min-1)；用β2-AR拮抗剂阻断心肌β2-AR时，2周内大鼠心肌AC的反应性受到抑制较明显(表2)。
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三、血清低T4对大鼠心肌β-AR的影响
大鼠甲状腺产生T4被丙基硫氧嘧啶抑制，T4水平下降影响1周龄和成年大鼠心肌β-AR的密度，使其降低。低T4对心肌β-AR的亲和性没有明显的影响(表3)。
表2 6只大鼠不同发育阶段心肌AC活性及β-AR对AC的调节情况(
±s，cAMP pmol*mg-1*min-1) 发育阶段基础活性
腺苷酸环化酶激动剂
(×10-6mol/L)
, 百拇医药
异丙肾上腺素
(×10-7mol/L)
异丙肾上腺素+
β1-AR拮抗剂
(×10-7mol/L)
异丙肾上腺素+
β2-AR拮抗剂
(×10-7mol/L)
出生时
20.4±1.9
150±5
, 百拇医药
75.8±3.6
68±7
38±6*
出生后
1周
20.4±1.7
151±7
80.2±2.5*
77±5
42±8*
2周
20.4±1.6
, 百拇医药
152±5
103.7±8.8*
75±4
79±7*
3周
21.6±2.8
151±6
102.7±5.8*
74±3
99±15*
4周
, http://www.100md.com 22.0±3.8
162±12
142.0±10.2
77±9
137±8*
成年
19.6±2.9
154±9
125.6±9.4
73±6
116±11
组间比较F值
, 百拇医药
2.13
2.07
89.00△
1.88
98.72△
与成年组比较* P<0.01，组间比较 △ P<0.01表3 6只低甲状腺素大鼠和对照组大鼠心肌β-AR密度的比较(
±s) 组别T4(nmol/L)
阶段比较
t值
, 百拇医药
β -AR密度(fmol/mg，蛋白)
阶段比较
t值
亲和性(nmol/L)
阶段比较
t值
生后1周
成年
生后1周
成年
生后1周
成年
低甲状腺素
, 百拇医药
10.0± 4.2
7.2± 2.2
1.70
10.7±0.6
20.4±1.7
5.09*
0.50±0.04
0.57±0.05
0.86
对照组
34.4±16.7
46.7±13.6
, 百拇医药
3.10**
22.6±2.4
32.0±4.2
3.02**
0.43±0.02
0.54±0.04
1.27
组间比较t值
5.01*
6.45*
5.09*
, 百拇医药
3.00**
0.98
0.73
* P<0.01，** P<0.05(两组方差不齐，按t′检验判断P值)讨论
β-AR对心脏收缩和舒张功能具有重要的调节作用，β-AR激动剂和拮抗剂已在临床广泛使用。临床观察表明，婴儿与年长儿心脏对β-AR激动剂反应性有明显的差异[2]。我们对Wistar大鼠的研究发现，发育过程中心肌β-AR数目呈增加趋势。这种变化可能是影响心肌对β-AR激动剂反应性的一个环节。为进一步探讨发育过程中β-AR的功能调节作用，我们对β-AR调节心肌AC的作用进行了研究。在无β-AR激动剂存在的情况下，心肌AC的基础活性和对其激动剂Forskolin的反应性各年龄组无明显差异。对β-AR激动剂异丙肾上腺素反应性，各年龄段出现明显差异。说明受体数目的变化影响对心肌AC的调节。
, 百拇医药
近年人们在研究中认识到哺乳动物心肌细胞不仅存在β1-AR亚型，同时还存在β2-AR亚型。作为不同基因的表达产物，这两种受体亚型对心肌的调节作用目前证实有明显的差异[6]。Kuznetsov等[5]对新生和成年大鼠心肌细胞β-AR的调节功能进行了研究，发现在β2-AR激动剂的作用下，新生大鼠心肌细胞的收缩幅度和AC反应性均明显高于成年大鼠，若用β2-AR拮抗剂阻断心肌细胞β2-AR，则β2-AR激动剂对心肌细胞的激动效应受到抑制，这在新生大鼠尤为明显。我们在研究中发现β1/β2-AR比值随年龄而增加，从出生时的51/49逐渐增加至60/40，反映了β1-AR的增加趋势。为了解这种变化是否会对心肌AC的调节产生影响，我们应用β-AR亚型拮抗剂阻断大鼠心肌β1-AR和β2-AR，观察异丙肾上腺素的激动效应。结果表明，阻断β1-AR时，成年大鼠心肌AC反应性下降比发育早期大鼠明显；阻断心肌β2-AR时，出生时和生后1周大鼠心肌的AC反应性降低比成年大鼠明显。这种β-AR亚型对心肌AC调节作用的变化与β-AR亚型比例变化是一致的。有研究表明，心肌局部神经递质去甲肾上腺素主要调节β1-AR，血肾上腺素主要调节β2-AR[7]。心肌组织交感神经的完全建立一般在生后2～3周[8]。这提示从胚胎、出生至成年，β-AR对心肌的调节可能经历了一个从肾上腺调节到交感神经调节的转换过程。
, 百拇医药
T4是机体重要的生长发育激素。其对β-AR的调节作用已早有研究，但从发育的角度研究T4对心肌β-AR的影响以及T4对发育早期和成年心肌β-AR的调节，目前研究尚少。我们用丙基硫氧嘧啶分别对1周龄和成年大鼠进行处理，结果显示1周龄和成年大鼠血清T4水平都出现明显的下降，心肌β-AR密度亦出现下降。T4对发育心肌β-AR的影响，目前尚无文献报道。我们认为除了T4对蛋白质合成和基因的表达影响外，与不同表型的心肌细胞对T4的反应性和T4对心肌β-AR调节的不一致性、以及体内其它激素与T4共同参与对心肌β-AR的调节有关[9，10]。
参考文献
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2 Friedman WF, George BL. New concept and drugs in the treatment of congestive heart failure. Pediatr Clin N Am, 1984, 31:1197-1206.
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4 Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, et al. Protein measurement with the Folin-Phenol reagent. J Biol Chem, 1951, 193:256-275.
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5 Kuznetsov V, Park E, Robinson RB, et al. Beta2-adrenergic receptor action in neonatal and adult rat ventricular myocytes. Cir Res, 1995, 76:40-52.
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8 Vornanen M. Postnatal development of beta-adrenergic response in ventricular muscle of the rat heart. Can J Physiol Pharmacol, 1988, 66:197-201.
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10 Bahouth SW. Thyroid hormones transcriptonally regulate the beta1-adrenergic receptor gene in cultured ventricular myocytes. J Biol Chem, 1991, 266: 15863-15869.
(收稿：1998-01-22 修回：1998-07-21), 百拇医药