高压氧对大鼠血管平滑肌Ca2+-ATP酶活力的影响
作者：方以群 刘景昌 时粉周 蔺世龙
单位：中国人民解放军海军医学研究所， 邮政编码 上海200433
关键词：高压氧；血管平滑肌；Ca2+-ATP酶
微循环学杂志000107
目的： 探讨Ca2+-ATP酶在高压氧条件下对微血管作用的机理。 方法： 实验用Sprague-Dawley大鼠， 雌雄均用， 实验动物随机被分为： 正常对照组、 常压纯氧组、 0.25 MPa高压氧组和0.4 MPa高压氧组。 用定磷法测定大鼠血管平滑肌Ca2+-ATP酶活力。 结果： 0.1 MPa纯氧和0.25 MPa高压氧作用后， Ca2+-ATP酶活力增加， 与正常对照组相比， 0.1 MPa纯氧组无显著性改变(P>0.05)， 而0.25 MPa高压氧组有非常显著的上升(P<0.01)； 但0.4 MPa高压氧组血管平滑肌Ca2+-ATP酶活力下降， 与正常对照组相比有显著性差异(P<0.05)。 结论： 血管平滑肌细胞Ca2+-ATP酶活力受高压氧作用的影响， 在0.1 MPa纯氧和0.25 MPa高压氧下可使酶活力增加， 但过高压力的高压氧则降低其活力。
, http://www.100md.com
The Effect of Hyperbaric Oxygen on Ca2+-ATPase in Rats Vascular Smooth Muscle
Fang Yiqun, Liu Jingchang, Shi Fenzhou
(Naval Medical Research Institute of Chinese PLA, Shanghai 200433)
Objective: To study the effect of Ca2+-ATPase on the vasoconstriction caused by hyperbaric oxygen(HBO). Method: Sprague-Daweley rats were randomized into: normal control group, 0.1 MPa pure oxygen group, 0.25 MPa hyperbaric oxygen group and 0.4 MPa hyperbaric oxygen group. The Ca2+-ATPase activity of vascular smooth muscle of thoracic aorta was determined by measuring the Pi released by Ca2+-ATPase. Results: The Ca2+-ATPase activity increased in rats exposed in 0.1 MPa pure oxygen group and 0.25 MPa hyperbaric oxygen group, but only in 0.25 MPa HBO group, there was significant difference compared with normal control group. The activity of Ca2+-ATPase in rats exposed in 0.4 MPa HBO was significantly lowered than normal group(P<0.05). Conclusion: The hyperbaric oxygen have the effect on Ca2+-ATPase activity in rats vascular smooth muscle. 0.1 MPa and 0.25 MPa HBO can increase the activity of the enzyme, but the activity of the enzyme will be lowered if the pressure is too high.
, 百拇医药
Key words:Hyperbaric oxygen; Vascular smooth muscle; Ca2+-ATPase
已证实高压氧下可引起人体内脏和外周血管收缩， 并表现出血管舒张压升高[1]的改 变， 我们的研究也证实高压氧可使大鼠皮肤、 软脑微血管收缩[2]。 在一定的范 围内， 随着氧分压的增加， 此作用更加明显。 为研究高压氧条件下微血管收缩的机理， 我们拟从Ca2+-ATP酶活力入手， 探讨Ca2+-ATP酶在高压氧条件下对微血管 作用的机理。
1 材料与方法
实验用Sprague-Dawley大鼠48只， 雌雄均用， 体重200～250 g， 实验动物随机被分为四 组： A组 (正常对照组， n=18)： 动物仅置于高压氧舱内60 min， 不加压及吸氧； B 组(常压纯氧组， n=10)： 动物置于高压氧舱内， 用纯氧洗舱后， 使舱内为0.1 MPa纯氧， 吸氧50 min； C组(0.25 MPa高压氧组， n=10)： 动物置于高压氧舱内 ， 洗舱后用纯氧加压至0.25 MPa， 吸氧40 min； D组(0.4 MPa高压氧组， n =10)： 动物置于高压氧舱内， 洗舱后用纯氧加压至0.4 Mpa， 吸氧40 min。 B组、 C 组、 D组均以10 min纯氧洗舱， 其中C组、 D组均用10 min匀速减压至常压。 动物出舱后 ， 迅速断头， 取其胸主动脉， 分离血管平滑肌， 加入冰冷的Tris缓冲液中， 在冰浴中 匀浆， 作为测定样本。 用双缩脲法对血管平滑肌匀浆液进行蛋白质定量。 测定Ca2+ -ATP酶活力时， 应用EGTA作为Ca2+螯合剂， 测定总酶活力及无Ca2+时的 酶活力， 二者差值
, 百拇医药
为Ca2+-ATP酶活力。 酶活力以mg/h蛋白水解ATP所产生的无机磷微克分子数(μmol Pi/h.mg-1)表示。 实验数据均用
±s表示， 用t检验进行统计学 处理。
2 结 果
动物在纯氧及一定压力下的高压氧暴露后， Ca2+-ATP酶活力均有改变， 活力增加 或活力下降， 与所经受的处理不同而不同。 在0.1 MPa纯氧及0.25 MPa高压氧作 用后， 酶活力均有所增加， 在0.1 MPa纯氧组， 活力的增加与正常对照组相比无显著 性改变(P>0.05)； 0.25 MPa高压氧组， 与正常对照组相比， 有非常显著的 上升(P<0.01)， 但与0.1 MPa纯氧组相比无统计学差异(P>0.05)； 而0.4 MPa高压氧组虽然氧分压更高， 但Ca2+-ATP酶活力反而下降， 与各组相 比均有显著性降低(P<0.05)。 见附表。
, 百拇医药
附表 高压氧对大鼠血管平滑肌Ca 2+-ATP酶活力的作用(±s) 组 别
n
酶活力(μmol Pi/h.mg -1)
正常对照组
18
1.576 7±1.247 2
0.1 MPa纯氧组
10
2.076 8±1.321 0
, http://www.100md.com
0.25 MPa高压氧组
10
3.584 8±1.971 61)
0.4 MPa高压氧组
10
0.514 0±0.647 62)
注： 与对照组比较： 1) P<0.01， 2) P<0.05
3 讨 论
高压氧对微循环的作用及其机理， 国内外学者已进行了大量和长期的研究， 多位研究学者 均已证明高压氧可使脑血管和视网膜动脉收缩[3]， 血管阻力增加； Jalian等研 究也发现氧可使内脏血管收缩， 并以较大血管反应更加明显， 但对此作用机理不甚清楚 [4]。 部分作者归咎于PaCO2作用， 认为由于吸入高压氧， 降低了体内PaCO2的 松弛血管的作用； 有的学者认为是氧的直接作用， 并发现血中高PaO2对动脉血管平滑 肌有双重影响， 可使血管收缩或舒张， 作用的效应取决于高压氧暴露的时间和氧分压， 在短时间和较低压力氧的高压氧情况下， 可引起血管收缩； 而在长时间或较高压力的高压 氧条件下， 出现继发性血管扩张。 但目前对血管改变的机制尚缺乏研究。
, 百拇医药
血管舒缩功能的改变， 与血管平滑肌细胞内Ca2+浓度密切相关。 我们以往的研究已 经发现， 在0.1 MPa纯氧暴露下， 血管平滑肌细胞内Ca2+上升， 并且随着压力 的增加， 血管平滑肌细胞Ca2+浓度显著增加。 由于Ca2+-ATP酶在细胞内Ca 2+浓度的调控中起重要作用， 因此我们进一步研究高压氧对大鼠血管平滑肌细胞Ca 2+-ATP活力的作用。 本研究发现高压氧条件下Ca2+-ATP酶活力的改变与血 管平滑肌细胞Ca2+浓度的变化有一致性。 我们推测高压氧可使血管平滑肌细胞内游 离Ca2+浓度增加， 细胞内增加的Ca2+浓度诱导或活化了血管平滑肌细胞的Ca 2+-ATP酶， 使其活力增加， 表现为钙泵功能增强， 显示0.1 MPa纯氧和0.2 5 MPa高压氧条件下血管平滑肌细胞Ca2+-ATP酶活力的增加， 将细胞内过多的Ca 2+泵出细胞， 从而维持细胞内Ca2+浓度的稳定。 而在过高压力(0.4 MPa )条件下， 可能是高压氧作用后产生了大量的氧自由基， 氧自由基又破坏细胞的Ca2+ -ATP酶， 使其活力降低， 大量Ca2+滞留于细胞内， 使血管平滑肌细胞内Ca 2+活力增加。 对于高压氧改变Ca2+-ATP酶活力的深入机制， 还需进一步研究。
, http://www.100md.com
本文作者简介：方以群(1962～)， 男， 汉族， 副研究员， 博士
参考文献
1，刘景昌. 潜水环境对机体的影响. 见： 龚锦涵主编. 潜水医学. 北京： 人民军 医出版社， 1984. 97～115.
2，方以群， 刘景昌， 蔺世龙. 不同氧压的高压氧对大鼠软脑膜微循环的影响. 生 理通讯， 1991， 10(Suppl 6):57～58.
3，顾正中主编. 脑循环与临床. 上海： 上海科学技术出版社， 1983. 65.
4，Lombard JH, Stekiel WJ. Effect of oxygen on arteriolar diameters in th e rat mesoappendix. Microvasc Res, 1985, 30:346～349.
本文1998-12-30收到, 1999-11-23接受, 百拇医药
单位：中国人民解放军海军医学研究所， 邮政编码 上海200433
关键词：高压氧；血管平滑肌；Ca2+-ATP酶
微循环学杂志000107
目的： 探讨Ca2+-ATP酶在高压氧条件下对微血管作用的机理。 方法： 实验用Sprague-Dawley大鼠， 雌雄均用， 实验动物随机被分为： 正常对照组、 常压纯氧组、 0.25 MPa高压氧组和0.4 MPa高压氧组。 用定磷法测定大鼠血管平滑肌Ca2+-ATP酶活力。 结果： 0.1 MPa纯氧和0.25 MPa高压氧作用后， Ca2+-ATP酶活力增加， 与正常对照组相比， 0.1 MPa纯氧组无显著性改变(P>0.05)， 而0.25 MPa高压氧组有非常显著的上升(P<0.01)； 但0.4 MPa高压氧组血管平滑肌Ca2+-ATP酶活力下降， 与正常对照组相比有显著性差异(P<0.05)。 结论： 血管平滑肌细胞Ca2+-ATP酶活力受高压氧作用的影响， 在0.1 MPa纯氧和0.25 MPa高压氧下可使酶活力增加， 但过高压力的高压氧则降低其活力。
, http://www.100md.com
The Effect of Hyperbaric Oxygen on Ca2+-ATPase in Rats Vascular Smooth Muscle
Fang Yiqun, Liu Jingchang, Shi Fenzhou
(Naval Medical Research Institute of Chinese PLA, Shanghai 200433)
Objective: To study the effect of Ca2+-ATPase on the vasoconstriction caused by hyperbaric oxygen(HBO). Method: Sprague-Daweley rats were randomized into: normal control group, 0.1 MPa pure oxygen group, 0.25 MPa hyperbaric oxygen group and 0.4 MPa hyperbaric oxygen group. The Ca2+-ATPase activity of vascular smooth muscle of thoracic aorta was determined by measuring the Pi released by Ca2+-ATPase. Results: The Ca2+-ATPase activity increased in rats exposed in 0.1 MPa pure oxygen group and 0.25 MPa hyperbaric oxygen group, but only in 0.25 MPa HBO group, there was significant difference compared with normal control group. The activity of Ca2+-ATPase in rats exposed in 0.4 MPa HBO was significantly lowered than normal group(P<0.05). Conclusion: The hyperbaric oxygen have the effect on Ca2+-ATPase activity in rats vascular smooth muscle. 0.1 MPa and 0.25 MPa HBO can increase the activity of the enzyme, but the activity of the enzyme will be lowered if the pressure is too high.
, 百拇医药
Key words:Hyperbaric oxygen; Vascular smooth muscle; Ca2+-ATPase
已证实高压氧下可引起人体内脏和外周血管收缩， 并表现出血管舒张压升高[1]的改 变， 我们的研究也证实高压氧可使大鼠皮肤、 软脑微血管收缩[2]。 在一定的范 围内， 随着氧分压的增加， 此作用更加明显。 为研究高压氧条件下微血管收缩的机理， 我们拟从Ca2+-ATP酶活力入手， 探讨Ca2+-ATP酶在高压氧条件下对微血管 作用的机理。
1 材料与方法
实验用Sprague-Dawley大鼠48只， 雌雄均用， 体重200～250 g， 实验动物随机被分为四 组： A组 (正常对照组， n=18)： 动物仅置于高压氧舱内60 min， 不加压及吸氧； B 组(常压纯氧组， n=10)： 动物置于高压氧舱内， 用纯氧洗舱后， 使舱内为0.1 MPa纯氧， 吸氧50 min； C组(0.25 MPa高压氧组， n=10)： 动物置于高压氧舱内 ， 洗舱后用纯氧加压至0.25 MPa， 吸氧40 min； D组(0.4 MPa高压氧组， n =10)： 动物置于高压氧舱内， 洗舱后用纯氧加压至0.4 Mpa， 吸氧40 min。 B组、 C 组、 D组均以10 min纯氧洗舱， 其中C组、 D组均用10 min匀速减压至常压。 动物出舱后 ， 迅速断头， 取其胸主动脉， 分离血管平滑肌， 加入冰冷的Tris缓冲液中， 在冰浴中 匀浆， 作为测定样本。 用双缩脲法对血管平滑肌匀浆液进行蛋白质定量。 测定Ca2+ -ATP酶活力时， 应用EGTA作为Ca2+螯合剂， 测定总酶活力及无Ca2+时的 酶活力， 二者差值
, 百拇医药
为Ca2+-ATP酶活力。 酶活力以mg/h蛋白水解ATP所产生的无机磷微克分子数(μmol Pi/h.mg-1)表示。 实验数据均用
±s表示， 用t检验进行统计学 处理。2 结 果
动物在纯氧及一定压力下的高压氧暴露后， Ca2+-ATP酶活力均有改变， 活力增加 或活力下降， 与所经受的处理不同而不同。 在0.1 MPa纯氧及0.25 MPa高压氧作 用后， 酶活力均有所增加， 在0.1 MPa纯氧组， 活力的增加与正常对照组相比无显著 性改变(P>0.05)； 0.25 MPa高压氧组， 与正常对照组相比， 有非常显著的 上升(P<0.01)， 但与0.1 MPa纯氧组相比无统计学差异(P>0.05)； 而0.4 MPa高压氧组虽然氧分压更高， 但Ca2+-ATP酶活力反而下降， 与各组相 比均有显著性降低(P<0.05)。 见附表。
, 百拇医药
附表 高压氧对大鼠血管平滑肌Ca 2+-ATP酶活力的作用(
±s) 组 别n
酶活力(μmol Pi/h.mg -1)
正常对照组
18
1.576 7±1.247 2
0.1 MPa纯氧组
10
2.076 8±1.321 0
, http://www.100md.com
0.25 MPa高压氧组
10
3.584 8±1.971 61)
0.4 MPa高压氧组
10
0.514 0±0.647 62)
注： 与对照组比较： 1) P<0.01， 2) P<0.05
3 讨 论
高压氧对微循环的作用及其机理， 国内外学者已进行了大量和长期的研究， 多位研究学者 均已证明高压氧可使脑血管和视网膜动脉收缩[3]， 血管阻力增加； Jalian等研 究也发现氧可使内脏血管收缩， 并以较大血管反应更加明显， 但对此作用机理不甚清楚 [4]。 部分作者归咎于PaCO2作用， 认为由于吸入高压氧， 降低了体内PaCO2的 松弛血管的作用； 有的学者认为是氧的直接作用， 并发现血中高PaO2对动脉血管平滑 肌有双重影响， 可使血管收缩或舒张， 作用的效应取决于高压氧暴露的时间和氧分压， 在短时间和较低压力氧的高压氧情况下， 可引起血管收缩； 而在长时间或较高压力的高压 氧条件下， 出现继发性血管扩张。 但目前对血管改变的机制尚缺乏研究。
, 百拇医药
血管舒缩功能的改变， 与血管平滑肌细胞内Ca2+浓度密切相关。 我们以往的研究已 经发现， 在0.1 MPa纯氧暴露下， 血管平滑肌细胞内Ca2+上升， 并且随着压力 的增加， 血管平滑肌细胞Ca2+浓度显著增加。 由于Ca2+-ATP酶在细胞内Ca 2+浓度的调控中起重要作用， 因此我们进一步研究高压氧对大鼠血管平滑肌细胞Ca 2+-ATP活力的作用。 本研究发现高压氧条件下Ca2+-ATP酶活力的改变与血 管平滑肌细胞Ca2+浓度的变化有一致性。 我们推测高压氧可使血管平滑肌细胞内游 离Ca2+浓度增加， 细胞内增加的Ca2+浓度诱导或活化了血管平滑肌细胞的Ca 2+-ATP酶， 使其活力增加， 表现为钙泵功能增强， 显示0.1 MPa纯氧和0.2 5 MPa高压氧条件下血管平滑肌细胞Ca2+-ATP酶活力的增加， 将细胞内过多的Ca 2+泵出细胞， 从而维持细胞内Ca2+浓度的稳定。 而在过高压力(0.4 MPa )条件下， 可能是高压氧作用后产生了大量的氧自由基， 氧自由基又破坏细胞的Ca2+ -ATP酶， 使其活力降低， 大量Ca2+滞留于细胞内， 使血管平滑肌细胞内Ca 2+活力增加。 对于高压氧改变Ca2+-ATP酶活力的深入机制， 还需进一步研究。
, http://www.100md.com
本文作者简介：方以群(1962～)， 男， 汉族， 副研究员， 博士
参考文献
1，刘景昌. 潜水环境对机体的影响. 见： 龚锦涵主编. 潜水医学. 北京： 人民军 医出版社， 1984. 97～115.
2，方以群， 刘景昌， 蔺世龙. 不同氧压的高压氧对大鼠软脑膜微循环的影响. 生 理通讯， 1991， 10(Suppl 6):57～58.
3，顾正中主编. 脑循环与临床. 上海： 上海科学技术出版社， 1983. 65.
4，Lombard JH, Stekiel WJ. Effect of oxygen on arteriolar diameters in th e rat mesoappendix. Microvasc Res, 1985, 30:346～349.
本文1998-12-30收到, 1999-11-23接受, 百拇医药