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编号:10272227
运动性与高血压性心肌肥大时心源性活性肽变化比较
http://www.100md.com 《中国运动医学杂志》 2000年第1期
     作者:李维根 李昭波 高云秋 唐朝枢

    单位:李维根(北京医科大学第三医院运动医学研究所 北京 100083);李昭波(北京医科大学第三医院运动医学研究所 北京 100083);高云秋(北京医科大学第三医院运动医学研究所 北京 100083);唐朝枢(北京医科大学心血管基础研究所)

    关键词:心源性活性肽;心肌肥大;运动;高血压

    运动性与高血压性心肌肥大时心源性活性肽变化比较 摘 要:为进一步探讨运动性心肌肥大形成的自分泌和旁分泌机制,本实验采用放射免疫方法比较了运动性和高血压性肥大心脏心肌局部和血浆多种心源性活性肽变化。与正常对照大鼠相比,游泳运动10周大鼠,左心重/体重(心系数)提高25%(P<0.01),心肌局部血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AngⅡ)、内皮素(endothelin,ET)和心钠素(atrial natriuretic factor, ANF)含量分别提高197%、44%和23%(P<0.05),血浆AngⅡ、ET和ANF含量分别提高41%、67%和19%(P<0.05)。与自发性高血压大鼠(Spontaneously hy pertensive rat,SHR)相比,运动大鼠心肌AngⅡ、ET和ANF分别降低64%、84%和105%(P<0.05),血浆AngⅡ、ET和ANF分别降低26%、45%和45%(P<0.05)。结果表明运动肥大心脏心源性活性肽变化特征与高血压肥大心脏不同。这些不同变化是否对运动性心肌肥大调节具有意义值得进一步研究。
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    Comparison of the Changes of Cardiac Endogenous Active Peptides i n Exercise-induced and Hypertensive Hypertrophic Hearts in Rats

    Li Weigen,Li Zhaobo,Gao Yunqiu

    (Institute of Sports Medicine,3rd Hospital,Beijing Medical University, Beijing,100083)

    Abstract:To elucidate the roles of autocrine and paracrine in the physiologica l ca rdiac hypertrophic remodeling, we studied the different changes of angiotensinⅡ (AngⅡ),endothelin(ET) and atrial natriuretic factor(ANF) in myocardium and plas ma by radioimmunoassay. The results showed that the ratio of left ventricular weight and body weight(LVW/BW) is 25% higher in rats swimming for 10 weeks than controls(P<0.01).The concentrations of AngⅡ,ET and ANF increased by 197%,44% and 23% in myocardium and by 41%, 67% and 19% in plasma of swimming rats, compared with controls(P<0.05).But the concentrations of AngⅡ,ET and ANF in swimming rats were 64%, 84% and 105% in myocardium and 26%,45% and 45% in plasma lower than that in spontaneously hypertensive rats(SHR)(P<0.05). These results suggested that the roles of autocrine and paracrine in the physiological cardiac hyp ertrophic remodeling may be different from that of hypertensive hypertrophic remodeling.
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    Key words:cardiac endogenous active peptides,cardiac hypertrophy,exercise,hypertension▲

    运动性心肌肥大细胞表型变化与病理性心肌肥大不同的机理一直是学术界感 兴趣的问题之一。许多研究都表明心肌细胞分泌的血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AngⅡ)、 内皮素(endothelin,ET)和心钠素(atrial natriuretic factor, ANF)等肽类活性物质,可 通过自分泌和旁分泌途径参与病理性心肌肥大重塑,影响其细胞表型改变[1 ,2,3]。我们前期研究工作表明运动心肌肥大时,心肌局部AngⅡ含量升高,AngⅡ 转换酶抑制剂可明显减轻运动心肌肥大的发生[4]。提示心源性活 性肽除参与病理性心肌肥大形成机制外,可能也参与运动性心肌肥大的形成机制。因此,进 一步探讨运动性心肌肥大心源性活性肽变化与病理性心肌肥大不同的特征,对认识运动性心 肌肥大细胞表型变化与病理性心肌肥大不同的机理具有积极意义。
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    1 材料与方法

    1.1 材料

    体重220-250g雄性Wistar大鼠6只,购自北京医科大学实验动物中心。体重200-230g雄性W istar Kyoto(WKY)和自发性高血压大鼠(Spontaneously hypertensive rat,SHR)6只, 购自中国医学科学院阜外医院动物科。AngⅡ放免分析试剂盒购自北京北方免疫试剂研究所 。ET和ANF 放免分析试剂盒购自东亚免疫技术研究所。其余试剂为国产分析纯。

    1.2 动物模型

    运动性心肌肥大模型:Wistar大鼠6只,每日游泳运动1次,每次2h,共12w。游泳池体积40 ×60×60cm3,水温33-34℃。最后一次游泳结束后24h取材。高血压性心肌肥大模型采用 SHR6只。WKY大鼠6只为对照。
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    1.3 血压和心肌肥大测量

    大鼠称体重(BW)后,戊巴比妥钠腹腔注射麻醉(35mg/kg)。右颈总动脉插管,稳定5min 后,用RM-6000生理多导仪测量动脉血压。然后开胸取出心脏,4℃预冷生理盐水冲洗,沿 室间隔剔除心房和右心室,称左心重(LVW)。以LVW/BW为心系数表示心肌肥大程度。

    1.4 心肌和血浆AngⅡ、ET和ANF放免测定

    大鼠腹主动脉取血2-3ml,加入含10%EDTA二钠30μl和抑肽酶40μl的试管内,4℃3000r/m in离心10min分离血浆后,-20℃存放。取左心室肌组织200-300mg,放入1N冰醋酸。100℃ 水浴10min,4℃ 3000r/min离心15min。取上清-20℃保存。加样具体操作按试剂盒说 明进行。

    1.5 统计处理
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    数据用平均值±标准差表示,采用方差分析组间q检验行统计处理。

    2 结果

    运动大鼠心系数为2.86±0.12mg/g,SHR心系数为3.56±0.27mg/g,分别比WKY大鼠心系 数2.21±0.18mg/g高25%和61%(P<0.01)。运动大鼠收缩压和舒张压分别为12.5±0 .67和9.33±0.53kPa,与WKY大鼠收缩压12.4和舒张压10.4kPa相比,差别无统计意义 (P>0.05)。但SHR收缩压和舒张压分别为26.4±0.93和23.2±0.13kPa,比WKY大鼠分 别高115%和124%(P<0.05)。

    运动大鼠心肌AngⅡ、ET和ANF含量分别比WKY大鼠升高197%、44%和23%(P<0.05,表1) ;血浆AngⅡ、ET和ANF含量分别升高41%、67%和19%(P<0.05,表2)。SHR心肌AngⅡ、E T和ANF含量分别比WKY大鼠升高387%、165%和153%(P<0.05,表1);血浆AngⅡ、ET和AN F含量分别升高78%、143%和73%(P<0.05,表2)。
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    但运动大鼠心肌AngⅡ、ET和ANF含量分别比SHR低64%、84%和105%(P<0.05);血浆Ang Ⅱ、ET和ANF含量分别比SHR低26%、45%和45%(P<0.05,图1)。t28-1.gif (6849 bytes)t28-1.gif (6849 bytes)

    图1 游泳鼠和高血压鼠心肌AngⅡ ,ET和ANF变化

    Fig.1 Changes of AngⅡ,ET and ANF in myocardium between swimmi ng(■) and SHR(□)
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    表1 心肌Ang Ⅱ,ET和ANF水平(n=6,pg/mg)

    Table 1 Levels of Ang Ⅱ,ET and ANF in myocardium (n=6,pg/mg)

    Groups

    Ang Ⅱ

    ET

    ANF

    WKY

    SHR

    Swimming

    0.79±0.19

    3.85±0.16*
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    2.35±0.57*#

    1.98±0.49

    5.25±0.81*

    2.85±0.50*#

    9.89±0.21

    25±2.26*

    12.2±0.26*#

    *P<0.05,compared with WKY,与WKY比较

    #P<0.05,compared with SHR,与SHR比较
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    表2 血浆Ang Ⅱ,ET和ANF水平(n=6,pg/mg)

    Table 2 Levels of Ang Ⅱ,ET and ANF i n plasma (n=6,pg/mg)

    Groups

    Ang Ⅱ

    ET

    ANF

    WKY

    SHR

    Swimming

    289.46±75.22

    515.89±63.38*
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    408.88±76.2*#

    115.42±27.66

    281±34.56*

    193.9±42.02*#

    396.3±28.5

    685±40.20*

    471.1±93*#

    *P<0.05,compared with WKY,与WKY比较

    #P<0.05,compared with SHR,与SHR比较
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    3 讨论

    本实验结果表明运动性心肌肥大同高血压心肌肥大时一样,可引起心肌AngⅡ、ET和ANF等多 种心源性活性肽含量增加,说明运动心肌肥大的发生同高血压心肌肥大的发生一样,受多种 心源性活性肽的共同调节。但从变化特点看,两者具有以下不同:

    3.1 运动心肌肥大时心肌局部心源性活性肽含量增加的幅 度要比高血压性心肌肥大低64%-105%,血浆含量低26%-45%。这一结果提示运动性心肌 肥 大时心源性活性肽之间的动态平衡关系与高血压性心肌肥大不同。这种不同的动态平衡关系 对两种不同心肌肥大发展过程中细胞表型变化可能具有重要意义[5,6] 。需要指出运动心肌肥大的心系数比高血压性心肌肥大低24%,与其心源性活性肽变 化相关性的因果关系目前尚不清楚。

    3.2 在运动心肌肥大时3种心源性活性肽中,ANF含量变化 幅度小,仅是AngⅡ变化的12%,是ET变化的52%。但高血压性心肌肥大时,ANF含量变化幅 度是AngⅡ变化的52%,而与ET变化仅差1%。这一结果提示ANF在运动心肌肥大中的调节作 用可能不如在高血压心肌肥大中重要。值得注意的是,大量研究都证实,ANF在正常心室肌 中 表达水平较低,当心肌发生肥大时其表达则明显增强,故被认为是反映心肌肥大的重要参数 [6],但是否可作为如实反映运动心肌肥大的重要参数需要进一步研究。
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    3.3 运动心肌肥大时,心肌AngⅡ升高幅度最大,与高血压心肌肥大的结 果一致。提示AngⅡ在运动心肌肥大的调节作用如同在高血压心肌肥大中一样,具有重要意义。目前研究报道AngⅡ可明显的刺激心肌细胞初级应答基因和胚胎基因表达,促进心肌细 胞DNA和蛋白合成增加,被认为是刺激心肌肥大的强大活性肽[1,2,5] 。■

    基金项目:本课题为国家自然科学基金资助项目(39500168)

    参考文献:

    [1]Chien K R,Knowlton K U,Zhu H. Regulation of cardiac gene expression during myocardial growth and hypertrophy: molecular studies of an adaptive phys iologic response.FASEB J 1991;5:3037-3046
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    [2]Hasenfuss G, Just H. Myocardial phenotype changes in heart failure: cellular and subcellular adaptations and their functional significance.Br Heart J 1994;72(supplement):S10-17

    [3]Bell D, Schluter K D, Zhou XJ, et al. Hypertrophic effect of calciton in gene-related peptide(CGRP) and amylin on adult mammalian ventricular cardiomy ocytes.J Mol Cell Cardiol 1995;27:2433-2443

    [4]李维根,高云秋,张继峰等.血管紧张素Ⅱ在运动性心肌肥大中的作用.中国运动医学杂志1994;13(3):13-15
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    [5]Yamazaki T, Komuro I, Yazaki Y. Molecular mechanism of cardiac cellular hypertrophy by mechanical stress.J Mol Cell Cardiol 1995;27:133-140

    [6]Ogawa T, Linz W, Stevenson M, et al. Evidence for load-dependent and load-independent determinants of cardiac natriuretic peptide production.Circulat ion 1996;93:2059-2067

    收稿日期:1998-07-15, 百拇医药