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编号:10280698
运动性肥大心脏心肌血管紧张素Ⅱ受体特征变化*
http://www.100md.com 《中国运动医学杂志》 1998年第4期
     作者:李昭波 高云秋 崔志澄 唐朝枢

    单位:李昭波 高云秋 (北京医科大学运动医学研究所(100083));崔志澄 (首都医科大学附属朝阳医院);唐朝枢 (北京医科大学心血管基础研究所)

    关键词:运动;心肌肥大;血管紧张素Ⅱ;受体

    中国运动医学杂志980401 提要 为进一步了解心肌局部血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)参与运动性心肌肥大的受体机制,本文采用125Ⅰ-Ang Ⅱ配体结合实验,对游泳运动8周大鼠心肌AngⅡ受体特征变化进行了研究。结果表明,游泳运动8周后,大鼠心系数比对照组提高了24%(p<0.01),心肌膜AngⅡ受体最大结合(Bmax)比对照组降低18%(p<0.05),但受体与配体解离常数(Kd)提高11%(p<0.05)。说明运动性心肌肥大时AngⅡ受体变化特征与高血压等病理性心肌肥大Bmax降低等特征不同。提示在运动性心肌肥大的形成中,可能存在通过AngⅡ受体数目下调和亲和力上调的变化,使AngⅡ对心肌的调节产生不同于高血压等病理性心肌肥大调节的生物学效应的受体机制。
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    Alteration of AngiotensinⅡ Receptor in Exercise-induced Hypertrophic Rat Heart

    Li Zhaobo, Gao Yunqiu,et al

    Institute of Sports Medicine, Beijing Medical University,Beijing100083

    The aim of the pressent study was to determine the effects of exercise on activities of hepatic low density lipoprotein receptor (LDL-R) in experimental obese and hypercholesterolemic rats. Using a specific assay for the binding of 125Ⅰ-LDL receptor to homogenate, the activities of hepatic LDL-R were measured. It was observed that the activity of LDL-R significantly decreased in diet-induced obese and hypercholesterolemic rats after high-cholesterol diet for 12 weeks. The aerobic exercise combined with diet and simple exercise therapy induced the increases in 58.3% and 21.9% of LDL-R activity, respectively, and LDL-R activity was unchanged in the rats with diet alone. These finding suggested:(1)LDL-R activity was regulated downward in cholesterol-loaded rats;(2) Exercise might have a feedback effect on the down-regulated synthesis of LDL-R through an enhanced degradation of intracellular cholesterol, which contributed to a lowering of plasma levels of LDL-C.
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    Key words AngiotensinⅡ,Receptor, Cardiac hypertrophy, Exercise

    运动引起心肌肥大时细胞表型变化不同于病理因素引起的心肌肥大[1]其机制目前尚不清楚。文献报道血管紧张素Ⅱ (AngⅡ)是心肌细胞强有力的生长促进剂,在病理性心肌肥大形成中具有重要作用[2]。我们前期研究发现运动引起心肌肥大时,心肌局部AngⅡ含量升高,应用转换酶抑制剂(ACE)能明显减轻运动性心肌肥大的程度,自发性高血压大鼠运动后,心肌局部AngⅡ含量降低[3,4],说明心肌局部肾素-血管紧张素系统(RAS)除参与病理性心肌肥大形成机制外,可能在运动性心肌肥大形成中也具有一定作用。因此,进一步探讨血管紧张素Ⅱ参与两种不同心肌肥大形成机制的不同环节具有重要意义。

    AngⅡ受体是心肌RAS对心脏机能调节必经的重要途径。研究表明高血压性心肌肥大时,心肌AngⅡ受体密度增加,亲和力提高[8]。目前尚未见运动性心肌肥大AngⅡ受体特征变化研究报道。我们曾研究发现运动可影响心肌α肾上腺素受体特征改变[5]及提高AngⅡ受体激动后信号传导过程中的丝裂素活化蛋白激酶(MAPK)活性[6],提示运动性心肌肥大时,AngⅡ受体特征可能发生改变。本实验采用125Ⅰ-AngⅡ配体结合方法通过对运动性心肌肥大心肌AngⅡ受体特征变化的研究,探讨AngⅡ在运动心肌肥大形成中的受体机制。
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    1. 材料与方法

    1.1 材料

    体重220-250g雄性Wistar大鼠24只,购于北京医科大学实验动物中心。125Ⅰ-AngⅡ(比活度1600μci/μg)购于中国原子能研究院。AngⅡ,PMSF,Histidine和Tris为Sigma产品。其余试剂为国产分析纯。γ-计数采用BECKMAN DP5500.

    1.2 方法

    1.2.1 动物模型

    大鼠随机分运动和对照2组,每组12只。运动组大鼠每日游泳2小时,共游8周。水温32-33℃,游泳池体积60×60×70cm3。最后一次运动后24小时取材。对照组大鼠不进行游泳运动,同等条件下饲养。
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    1.2.2 心肌肥大测定

    大鼠称体重(BW)后,断头处死,开胸快速取出心脏,生理盐水冲洗,称全心重(HW).以HW/BW为心系数。

    1.2.3 心肌质膜的制备[7]

    两只大鼠心脏合并一例。将心脏剪碎放入缓冲液Ⅰ(mmol/L:250 Sucrose,25Tris,1PMSF,PH 7.5),POLYTRON匀浆器冰浴匀浆3次,每次30sec,间隔15sec。4℃,8000g离心20min。取上清,4℃,47800g离心50min。弃上清后,加缓冲液Ⅱ(mmol/L:600KCI,30Histidine,PH7.5),4℃,47800g离心50min。弃上清,加适量缓冲液Ⅲ(mmol/L:1 PMSF,25 Tris/HCI,PH 7.5)。取10μl用考马斯亮蓝法定蛋白浓度至2mg/ml。

, http://www.100md.com     1.2.4 125Ⅰ-AngⅡ配体结合实验

    按预实验结果,每实验管用100μg膜蛋白,反应终体积150μl。反应缓冲液为mmol/L:50 Tris, 120 NaCI,10MgCI2,1PMSF,18-hychoxyquinoline, 1 mg/ml bovine serum albumin, PH7.4。125Ⅰ-AngⅡ浓度为0.12,0.25,0.5,1,2,4nmol/L。AngⅡ浓度为1μmol/L。恒温摇床(60次/min)24℃孵育60min。4℃预冷BPS终止反应。在milliprin上经0.45μm微孔滤膜抽滤,用BPS冲洗三次。γ-计数仪测125Ⅰ放射活性,换算125Ⅰ-AngⅡ结合以fmol/mg.protien表示。每份作平行管,两管差异<15%。

    1.3 统计处理
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    数据用平均值±标准差表示,采用两组均数t检验行统计学处理。

    2 结果

    游泳运动组大鼠心系数比对照组大鼠提高了24%(p<0.01)。运动组大鼠心肌质膜得率略高于对照组大鼠(p<0.05,表1)。

    表1 两组大鼠心系数和心肌质膜得率比较

    Table1 Comparison of HW/BW and yield rate of myocardial particulate fraction between swimming and control rats Groups

    n

    HW/BW(mg/g)

    yield rate(mg/g)
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    control

    swimming

    12

    12

    2.61±0.17

    3.23±0.18**

    1.67±0.57

    1.86±0.43*

    **p<0.01,*p<0.015,compared with control.

    125Ⅰ-AngⅡ配体结合实验结果表明,游泳运动组大鼠心肌每毫克膜蛋白125Ⅰ-AngⅡ最大结合(Bmax)比对照组大鼠降低18%(p<0.05),但受体与配体解离常数(Kd)提高11%(p<0.05,表2)。
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    表2 两组大鼠心肌125Ⅰ-Ang结合比较

    Table 2 Comparison of 125Ⅰ-AngⅡbinding in myocardium

    between swimming and control rats Groups

    n

    Bmax(pmol/mg.

    protien)

    Kd(nmol)

    control

    swimming

, 百拇医药     6

    6

    36.30±4.90

    29.88±5.5*

    1.28±0.23

    1.77±0.21*

    *p<0.05,compared with control.

    3 讨论

    心肌局部AngⅡ是心肌细胞强有力的生长促进剂,在心肌肥大形成的过程中具有重要的作用[2]。AngⅡ受体是心肌局部RAS作用的必经途径[7]。大量研究已表明在病理性心肌肥大改变的过程中,其受体数目和亲和力等特征会发生明显的变化。Suzuki等报道高血压性心肌肥大时,其受体数目增加,亲和力提高。在基因转录水平上,可出现AT1亚型mRNA表达增强[8]。在AngⅡ受体特征和基因表达变化的同时,心钠素(ANF),转移生长因子(TGF-β)等一些致心肌肥大的心源性活性肽的基因表达也相应发生改变[9]。说明受体特征的变化是AngⅡ致病理性心肌肥大的机制之一。
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    运动性心肌肥大时,AngⅡ受体的变化特征与高血压不同。本实验结果表明,游泳引起的心肌肥大,其心肌AngⅡ受体变化表现出数目减少,但亲和力增加的特点。这一结果提示在运动心肌肥大形成过程中,可能通过AngⅡ受体的特征的不同变化,使心肌局部RAS对其的调节产生不同于高血压性心肌肥大的效应。换言之,AngⅡ致运动性心肌肥大的受体机制与致高血压心肌肥大的受体机制不同。我们前期的研究也表明运动性心肌肥大时,ANF,ET等心源性活性肽含量和基因表达与高血压性心肌肥大不同,自发性高血压大鼠经游泳运动后心肌AngⅡ含量降低[4],这些结果支持运动心肌肥大形成的自分泌或旁分泌机制与高血压等病理性心肌肥大机制不同。

    AngⅡ受体分AT1和AT2两种亚型。最近又发现ATa typical(非典型)新亚型,并成功克隆出AT1的两个新型(AT1A和AT1B)[10]。许多研究表明AngⅡ促心肌肥大的生物学效应,如促蛋白质合成,DNA合成,原癌基因和胚胎基因的表达增强等,主要是通过AT1受体实现的[2,8,10]。采用AT1受体抑制剂可有效防止和逆转病理性心肌肥大[8,10]。但在运动性心肌肥大的形成时,AT1的作用尚未确定。最近David等报道大鼠服用AT1阻断剂条件下,游泳运动8周后仍发生运动性心肌肥大[11]。Golomb等发现AT1阻断剂并不能阻断由异丙肾上腺素诱发的心肌肥大形成时c-fos原癌基因表达的增强[12]。这些结果提示AngⅡ致心肌肥大的受体机制除AT1外,可能还存在其它路径。因此,进一步探讨运动性心肌肥大AngⅡ受体亚型的变化特点及其基因表达的改变,对揭示AngⅡ致运动性心肌肥大的机制具有重要的意义。
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    *本课题为北京市自然科学基金资助项目(编号:7952015)

    参考文献

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    3.李维根,高云秋,张继锋等.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 1993;73:413-416
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    4.李昭波,高云秋,唐朝枢.运动对自发性高血压大鼠心肌血管紧张素Ⅱ含量的影响.体育科学1997;17(2):80

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    12.Golomb E, Abassi Z A, Cuda G, et al. Ang Ⅱ maintains, but does not mediate, isoproterenol-induced cardiac hypertrophy in rats. J Appl Physiol 1990;69(1):380-383

    (1997.11.35收稿), http://www.100md.com