程宏伟[1]2000年在《模拟失重大鼠心肌细胞电生理学特性的研究》文中提出航天失重可引起航天员心血管功能失调，主要表现为飞行后立位耐力不良，其发生机理目前尚不甚明了，可能涉及多重机制，绝非血量减少单一因素所能圆满解释。以往研究多集中于失重对心血管系统功能的影响，近年来则越来越重视失重／模拟失重下心脏／心肌结构与功能的改变，其在飞行后立位耐力不良中的意义不容忽视。关于失重／模拟失重对心肌影响的研究正日益受到重视，从结构到功能已开展了许多研究，但在心肌细胞电生理学方面却尚未见到报道。 航天飞行后的影像医学观察资料，以及航天与模拟失重大鼠心肌变化的研究报道均表明，失重／模拟失重心肌发生萎缩性改变、心肌收缩性能降低。心肌收缩功能有赖于心肌细胞的兴奋过程，即动作电位及形成动作电位的跨膜离子通道电流。心肌结构及功能的变化，应伴有动作电位及跨膜离子电流的改变。本工作旨在研究模拟失重大鼠心肌细胞的电生理学特性改变，进一步探讨心肌收缩性能降低的可能机理。本研究试图回答以下问题：①从单个心肌细胞几何参数测量及细胞膜电容变化是否可发现模拟失重大鼠心肌细胞有萎缩性改变的证据?②心肌细胞动作电位是否发生了改变?③若动作电位有改变，那么其离子通道机制又如何?④与心肌功能密切相关的心肌细胞钙电流是否有改变?⑤初步观察心肌细胞电生理学
崔艳[2]2010年在《失重对心脏β-肾上腺素能受体介导的信号转导通路的影响及机制研究》文中认为以往研究发现失重或模拟失重可引起机体心血管等多个系统发生改变,阐明这些改变的机制对了解航天员飞行后心血管失调的原因及其改进现行应对措施皆有重大意义。近年来地面模拟研究和航天观察均表明,航空飞行后立位耐力不良可能与心脏本身的组织改变、低血容量性心血管反应有关,也有可能与心脏的调节功能受损有关。我们知道交感神经-儿茶酚胺系统对维持心脏生理功能及血压稳态具有重要调节作用。交感神经通过释放去甲肾上腺素,刺激β1-肾上腺素能受体从而调节心脏功能。最新研究表明失重或模拟失重后,β-肾上腺素能受体出现脱敏现象,即用异丙肾上腺素刺激β-肾上腺素能受体后,引起心脏收缩反应性下降。其原因及机制至今尚无报道,有可能是受体自身功能下调,也有可能是β-肾上腺素能受体介导的后段信号转导通路受损所致。为探明其机制,本课题利用尾部悬吊大鼠模型,研究了模拟失重4w时大鼠心脏β-肾上腺素能受体介导的Gs蛋白/AC/cAMP/PKA/Ca2+级联的信号转导通路是否发生改变及发生了什么改变,以进一步探明失重状态导致心脏收缩反应性减弱的相关机制。一、目的1.观察失重4w对心脏功能的影响;2.观察失重4w对β-肾上腺素能受体自身功能的影响;3.观察失重4w对β-肾上腺素能受体介导的cAMP依赖的信号转导通路中多个环节的影响。二、方法利用尾部悬吊法(Hindlimb Unweighted , HLU)制作大鼠失重模型,经4w失重后,活体观察平均动脉压(MABP)、左心室压(LVP)和左室压力微分最大变化速率(±dp/dtmax)等血流动力学指标;用受体结合分析法测定了β-肾上腺素能受体密度及亲和力;用常规酶解法分离大鼠心室肌细胞;用Western blotting测定了Gsα蛋白表达水平;用腺苷酸环化酶(AC)激动剂Forskolin刺激心肌细胞后观察其收缩情况以检测AC的活性;经β-肾上腺素能受体激动剂异丙肾上腺素(Iso)和Forskolin刺激心肌细胞后后检测cAMP的积聚含量;用单细胞动缘探测系统同步检测了经Iso刺激β-肾上腺素能受体后心肌细胞的收缩及[Ca2+]i瞬变;采用全细胞膜片钳技术,观察失重对大鼠心室肌细胞L型钙电流的影响。三、结果1.与正常对照组相比,失重4 w大鼠的心脏重量、体重、MABP没有明显变化,而LVP、±dp/dtmax显著降低,表明心脏收缩功能减弱,且并非心脏组织本身改变所致。经Iso刺激后MABP、LVP、±dp/dtmax的变化在失重组显著减弱,即失重后心脏对β-肾上腺素能受体的反应性下降,表明失重后心脏功能的减弱可能与调节心脏功能的β-肾上腺素能受体有关。2.在失重大鼠,Iso刺激心肌细胞引起的收缩反应明显弱于正常对照组,表明心肌细胞β-肾上腺素能受体反应性也明显下降。即失重大鼠心肌细胞发生了β-肾上腺素能受体的脱敏现象,这可能是心肌细胞收缩反应减弱的原因之一。3.在失重大鼠,β-肾上腺素能受体密度及亲和力与正常组比较没有显著改变。表明β-肾上腺素能受体的脱敏现象与受体自身功能无关。4.在失重大鼠,心脏Gsα蛋白表达水平与正常组比较没有显著变化,表明β-肾上腺素能受体脱敏原因与Gs蛋白无关。5.在失重大鼠,Forskolin刺激心肌细胞引起的收缩反应和cAMP的积聚含量增加的反应均明显减弱,提示其AC活性受损,即AC活性受损可能是导致β-肾上腺素能受体脱敏的原因之一。6.在失重大鼠,Iso增强电刺激引起的心肌[Ca2+]i瞬变幅度的反应明显减弱,提示失重大鼠心肌细胞Ca2+信号转导通路可能受损,钙稳态受到破坏。7.在失重大鼠,Iso对心肌细胞L-型钙电流的加强作用明显减弱,提示钙稳态受到破坏的原因与L-型钙通道功能下降有关,即L-型钙通道功能下降可能是导致β-肾上腺素能受体脱敏的原因之一。四、结论1.β-肾上腺素能受体脱敏是导致失重时心脏收缩功能降低的原因之一。2.失重时β-肾上腺素能受体脱敏的机制并非β-肾上腺素能受体自身受损所致,而是由于其介导的cAMP依赖性信号转导通路受损所致。3.失重时β-肾上腺素能受体介导的cAMP依赖性信号转导通路受损主要表现为信号转导通路中AC活性减弱和L-型钙通道功能下降。
张鹤[3]2015年在《电针“内关”穴对模拟失重效应大鼠心脏适应性变化的影响》文中提出背景航天技术的发展水平代表一个国家的综合国力和科技水平,我国是世界第三个独立实施载入航天工程的航天大国,其取得的成绩着实令人欣喜与自豪。然而我们也要清醒地认识到随之而来的医学问题,如肌肉萎缩、骨丢失、心血管系统生理和病理变化等,一直是人们关注的热点。心脏是失重效应的重要靶器官,在失重条件下心脏会发生适应性变化,其心功能、心肌收缩力、超微结构等都会发生相应的变化。虽然人们采用了多种对抗心血管脱适应的防护措施,但是仍不能完全消除失重对心血管系统的不利影响。中长期载人航天飞行中失重环境对心血管系统产生的不良影响,成为限制载人航天发展的重要因素之一。针灸作为中医特色疗法之一,对心血管系统具有较好的调节作用。因此,积极开展针灸对模拟失重心脏适应性变化的影响的基础研究,创建发展中国特色的航天医学科学体系具有重要的意义。目的1借助尾部悬吊模拟失重效应大鼠模型,观察模拟失重效应对大鼠心功能、心肌酶学、心肌组织形态学和超微结构的影响,探寻模拟失重效应大鼠心肌损伤的规律；通过观察模拟失重效应对血管舒缩物质和HSP70的影响,阐释模拟失重效应引起心肌损伤的可能机制。2借助尾部悬吊模拟失重效应大鼠模型,观察电针“内关”穴对模拟失重效应大鼠心功能、心肌酶学、心肌组织形态和超微结构变化的影响,观察电针“内关”穴对模拟失重效应大鼠血管舒缩物质和HSP70变化的调节作用,探寻电针“内关”穴改善心肌损伤的效应途径。3通过比较电针“内关”穴和“三阴交”穴的作用效果,探讨穴位的特异性及其可能的作用机制。方法采用大鼠尾部悬吊模型,将40只雄性清洁级Wistar大鼠随机分为正常对照组10只、模拟失重组10只、电针“内关”组10只、电针“三阴交”组10只。正常对照组(normal control group):正常喂养,不做任何处理；模拟失重组(model group):采用Morey-Holton和陈杰等大鼠尾部悬吊方法,使大鼠始终保持头地位(约30°),大鼠前肢着地,后肢不荷重,即“模拟失重”,将大鼠单纯固定在前倾30°的鼠板上30min,隔日一次。电针“内关”组(PC6 group):按照上述造模方法尾部悬吊大鼠,将大鼠固定在前倾30°的鼠板上,针刺入双侧“内关”穴2-3mm,采用韩式电针仪,将电针仪负极接双侧“内关”穴,正极接上肢“内关”穴旁开2mm非穴位处,疏密波,频率2Hz/100Hz,强度1mA,治疗30min,隔日治疗一次,共治疗14次；电针“三阴交”组(SP6 group):按照上述造模方法尾部悬吊大鼠,将大鼠固定在前倾30°的鼠板上,针刺入双侧“三阴交”穴2-3mm采用韩式电针仪,将电针仪负极接双侧“三阴交”穴,正极接下肢“三阴交”穴旁开2mm非穴位处,疏密波,频率2Hz/100Hz,强度1mA,治疗30min,隔日治疗一次,共治疗14次。4周后采用超声心动图检测大鼠心功能变化,采用放免的方法检测心肌组织ATP酶、乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶的活性及血清内皮素、心钠素的含量,采用光学显微镜及电子显微镜观察心肌组织的形态结构变化,运用免疫组化的方法检测心肌组织HSP70的表达。结果1电针对模拟失重效应大鼠超声心动图指标的影响与正常对照组比较,模拟失重组IVSd. IVSs. LVPWd. FS明显下降(P≤0.05),LVDd.EF显著性下降(P≤0.01),HR明显增高(P＜0.05), LVDs. LVPWs. LVEDV. LVESV.SV均无显著性差异(P>0.05)；电针“内关”组指标与正常组比较均无显著性差异(P>0.05)。与模拟失重组比较,电针内关组LVDd显著性升高(P≤0.01),其余指标均无显著性差异(P>0.05)。2电针对模拟失重效应大鼠心肌组织酶活性的影响与正常组比较,模拟失重组大鼠心肌组织ATP酶活性显著降低(P≤0.05)；与模拟失重组相比,电针“内关”组ATP酶活性的呈增高的趋势,但差异没有统计学意义(P>0.05),电针“三阴交”组ATP酶活性显著增高(P≤0.05)。电针“内关”组与电针“三阴交”组中ATP酶活性相比较无显著性差异(P>0.05)。与正常组比较,电针“内关”组、电针“三阴交”组大鼠心肌组织ATP酶活性均偏低,差异没有统计学差异(P>0.05)。与正常对照组相比,模拟失重组大鼠心肌组织SDH活性呈增高趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。与模拟失重组比较,电针“内关”组、电针“三阴交”组SDH活性呈降低的趋势(P>0.05)。电针“内关”组、电针“三阴交”组两组中SDH活性无显著性差异(P>0.05)。电针“内关”组、电针“三阴交”组与正常对照详组无显著性差异(P>0.05)。与正常对照组相比,模拟失重组大鼠心肌组织LDH活性显著增高(P≤0.05)；与模拟失重组比较,电针“内关”组、电针“三阴交”组LDH活性显著降低(P≤0.05)。电针“内关”组、电针“三阴交”组两组中LDH活性无显著性差异(P>0.05)。与正常对照组相比,电针“内关”组、电针“三阴交”组LDH活性有降低的趋势(P>0.05)。3电针对模拟失重效应大鼠心肌组织形态学的影响正常对照组大鼠心肌细胞结构完整,细胞核呈卵圆形,居中,心肌纤维排列整齐,界限清楚；模拟失重组大鼠心肌纤维排列稀松,可见大量肌纤维断裂,并可见局部溶解性坏死。电针“内关”组、电针“三阴交”组大鼠心肌细胞较完整,细胞核呈卵圆形居中,肌纤维排列整齐,无明显坏死、溶解,细胞间质轻度水肿,损伤程度较模拟失重组轻。4电针对模拟失重效应大鼠心肌组织超微结构的影响正常对照组大鼠心肌细胞排列整齐,心肌细胞Z线清晰,明暗带清楚可辨,肌丝排列整齐,线粒体丰富,大小均一,排列整齐。线粒体双层膜结构完整,嵴致密、清晰可见,无断裂、肿胀、空泡样变。模拟失重组大鼠部分心肌细胞排列紊乱,可见心肌细胞Z线,明暗带清晰,部分肌丝排列紊乱,肌原纤维断裂,线粒体大小不一,形状多样,排列紊乱。部分线粒体双层膜结构模糊、断裂,嵴断裂、溶解、甚至消失,部分线粒体空泡样变,肿胀。电针“内关”组、电针“三阴交”组大鼠心肌细胞排列较整齐,心肌细胞Z线清晰,明暗带清楚,肌丝排列较整齐,但亦可见少部分肌丝排列欠规则,线粒体丰富,排列较整齐,线粒体双层膜结构完整,嵴致密、清晰可见,亦有较小部分出现线粒体嵴断裂,空泡样变,程度较模拟失重组轻。5电针对模拟失重效应大鼠血清ET, ANP的变化与正常对照组相比,模拟失重组血清ET含量显著增高(P≤0.05)；与模拟失重组比较,电针“内关”组、电针“三阴交”组血清ET含量显著降低(P≤0.05)。电针“内关”组、电针“三阴交”组两组中血清ET含量无显著性差异(P>0.05)。与正常对照组相比,电针“内关”组、电针“三阴交”组血清ET含量有降低的趋势(P>0.05)。与正常对照组相比,模拟失重组血清ANP含量呈增高趋势,但差异均无统计学意义(P>0.05)。与模拟失重组比较,电针“内关”组、电针“三阴交”组血清ANP含量呈降低的趋势(P>0.05)。电针“内关”组、电针“三阴交”组两组中血清ANP含量无显著性差异(P>0.05)。电针“内关”组、电针“三阴交”组与正常对照详组无显著性差异(P>0.05)。6电针对模拟失重效应大鼠心肌组织HSP70表达的影响HSP70阳性物质呈棕黄色颗粒状,细胞质或细胞核内出现棕黄色为阳性染色。正常对照组心肌组织中可见到HSP70表达阳性细胞,细胞质呈棕黄色；模拟失重组阳性表达增加,胞质染色较正常对照组深,多数阳性细胞连成片状表达,差异无统计学意义(P>0.05)。电针“内关”组和电针“三阴交”组心肌组织中可见到HSP70表达阳性细胞,细胞质呈棕黄色,与正常对照组相比,差异无统计学意义(P>0.05)；电针“内关”组与模拟失重组相比,阳性表达明显减少,胞质颜色较浅(P≤0.05)；电针“三阴交”组与模拟失重组相比,阳性表明减少,差异无统计学意义(P>0.05)。电针“内关”组和电针“三阴交”组两组大鼠心肌组织HSP70表达差异无统计学意义(P>0.05)。结论1模拟失重效应使大鼠心功能降低,心室容积变小；电针“内关”穴可以显著增高LVDd、IVSd、IVSs、LVPWd,提高FS和EF,且降低心率,从而抑制模拟失重效应大鼠心室重构,增加心脏射血能力,对模拟失重效应大鼠心功能起到明显的保护作用。2模拟失重效应大鼠心肌能量代谢出现障碍,心肌组织无氧代谢能力增强,有氧代谢能力降低；电针“内关”穴和“三阴交”穴可提高ATP酶活性,降低LDH活性,进而改善心肌能量供应,减轻模拟失重效应大鼠心肌缺血缺氧状态。3模拟失重效应大鼠心肌病理形态学结及超微结构发生适应性改变；电针促进心肌病理形态学及超微结构的修复,从而起到保护心肌组织的作用。4模拟失重效应大鼠血管舒缩物质含量增高,缺血缺氧引起应激反应,使HSP70阳性表达增加。电针通过降低血管舒缩物质含量,减轻心肌组织缺血缺氧,从而使HSP70阳性表达减少。在本实验中电针“内关”穴和“三阴交”穴作用差异不显著。
付兆君[4]2003年在《短、中期模拟失重大鼠动脉血管平滑肌细胞钾与钙离子通道功能的改变》文中研究指明本实验室前期工作已发现，模拟失重可引起大鼠前、后身动脉血管收缩功能与形态结构发生方向相反的适应性改变：脑部动脉出现收缩反应性普遍增强与肥厚性重塑变化；而后身动脉则发生收缩反应性普遍降低与萎缩性结构改变。虽然引起上述改变的始动原因是血管系统跨壁压及血流量分布的变化，但其发生机理尚有待进一步阐明。血管功能与结构的适应性变化是相互紧密联系的生理过程。血管平滑肌细胞(VSMCs)钾、钙离子通道不仅在动脉收缩反应性调节中起着非常重要的作用，而且在高血压、肺动脉高压等病理条件下VSMCs增生与凋亡调节中也可能发挥重要作用。故我们推想：在模拟失重过程中，不同部位局部血液动力学变化也可能引起不同动脉VSMCs的钾、钙离子通道发生不同的适应性改变，并进而参与动脉收缩反应性的调节。为证明我们的推想，我们采用动脉血管环药理学实验方法及全细胞膜片钳技术，来观察模拟失重大鼠脑部及后身动脉VSMCs的两种钾离子通道(电压依 第四军医大学博士学位论文赖性钾离于通道LK＊与大电导钙激活钾离于通道［BK＊）功能的改变并注意此变化的时程特征。此外，我们还采用全细胞膜片钳技术对短、中期模拟失重大鼠肠系膜小动脉VSMCS电压依赖性钙离子通道（VDC）功能进行了研究。本工作主要发现如下：＊ 1’k及4 ’k模拟失联鼠后身动哪管价肌细胞Bffe与KvR道功能的改变 药理学实验结果表明：与对照组相比，IWk及4 Wb模拟失重大鼠股动脉血管环对60 InM KCI的收缩反应性均显著降低，且4 Wb组较IWk组进一步降低；对不同浓度 TEA（BK。阻断剂）或 4－APmv阻断剂）的收缩反应性则无显著改变；但当用同一血管环对60 InM KCI的收缩反应对其作归一化处理后，则见两种钾通道阻断剂所引起的相对收缩反应均显著升高，且 IWk与 4Wb组的升高程度相近。以上结果提示，短期模拟失重即可引起后身动脉血管VSMCS BK。与Kv通道功能持续增强。进一步的膜片钳实验结果则表明：与对照组相比，IWk及4队模拟失重大鼠隐动脉VSMCS全细胞总钾电流密度以及BK。、Kv电流密度均显著增加，IWk及4 Wb组电流密度增加的程度相当；4 Wb模拟失重大鼠肠系膜小动脉 VSMCS全细胞总钾电流密度以及 BK。、Kv电流密度也均较对照组显著增加。此外，与对照组相比，模拟失重大鼠隐动脉及肠系膜小动脉VSMCS的静息膜电位均出现了超极化改变；但膜电容则均无显著改变。上述三方面结果均证实：后身动脉VSMCS钾离于通道功能增强是模拟失重早期即开始的一种改变。2．lwh及4’k模拟失歌且脑部动融管 细胞Be与K，jliff功能的改变 药理学实验结果表明：IWk及 4 Wb模拟失重大鼠基底动脉血管环对 60InM KCI的收缩反应性较对照组显著增强；当用同一血管环对60 fnM KCI的收缩反应对不同浓度TEA或4－AP引起的收缩反应作归一化处理后则发现，IWk 二三 第四军医大学博士学位论文模拟失重大鼠基底动脉对TEA的相对收缩反应性显著降低，而对4人P的相对收缩反应性却无显著改变：但4 Wb模拟失重组的变化恰好相反，基底动脉对TEA的相对收缩反应性无显著改变，而对4人P的相对收缩反应性却是显著降低的。以上结果提示：IWk模拟失重大鼠基底动脉 BK。功能降低，而 4 Wb模拟失重大鼠基底动脉Kv功能降低。进一步的膜片钳实验发现：IWk模拟失重大鼠大脑中动脉及其分支VSMCS的BK。电流密度显著降低，而Kv电流密度无显著改变；4 Wb模拟失重大鼠大脑中动脉及其分支 VSMCS的 BK。电流密度无显著改变，而 Kv电流密度却显著降低。此外，4 Wb模拟失重大鼠大脑中动脉及其分支VSMCS的膜电位出现去极化改变；IWk及4 Wb模拟失重大鼠大脑中动脉VSMCS膜电容则均未见显著改变。上述三方面结果均证实：模拟失重可弓I起脑血管钾离于通道功能降低，IWk组主要是BK。，而4 Wb组则主要是Kv功能降低。3．1’k及4’k翩一鼠肠系股小动协滑肌细胞电压依赖性钙离子通道功能的改变 本工作利用钡离子作为载流子观察肠系膜小动脉VSMCS钙离于通道功能的改变。所记录到的内向电流主要为钡离子通过长时程电压依赖性钙离于通道几一VDC）所形成的电流，未发现瞬时性电压依赖性钙离子通道门一VDC）电流。与同步对照组相比，IWk模拟失重大鼠肠系膜小动脉VSMCS L－VDC电流密度仅呈降低趋势，但差别未达显著程度，但4 Wb模拟失重大鼠肠系膜小动脉VSMCS LVDC电流密度显著降低。此外，模拟失重下，ISk及4 Wb模拟失重大鼠肠系膜小动脉VSMCS的膜电容及翻转电位及LVDC一些通道动力学特征与参数，如通道的开放速率与关闭速率，通道电流稳态激活曲线和稳态失活曲线及其特征拟合参数V。。和k值，均未见显著改变。以上结果表明，模拟失重下，后身动脉血管VSMCS的钙离子通道功能是逐步降低的，到中期饲 Wb）已达非常显著程度。 五二二
程宏伟, 张立藩, 余志斌, 程九华, 冯汉忠[5]2000年在《模拟失重4周大鼠心肌细胞动作电位的改变及其离子机理》文中研究指明目的 观察模拟失重 4周大鼠心肌细胞动作电位 (AP)的改变 ,并进一步阐明其离子机理。 方法 采用尾部悬吊大鼠模型模拟失重 ,胶原酶分离心肌细胞 ,用膜片钳全细胞方式记录单个心肌细胞的膜电容、AP、跨膜内向钙电流 (ICa)和瞬时外向钾电流 (Ito)等。 结果 正常对照大鼠左室游离壁心肌细胞的动作电位时程 (APD)较心尖部位的长 (P<0 .0 5 ) ;悬吊组大鼠左室游离壁心肌细胞 APD2 0 较对照组缩短有显著性意义 (P<0 .0 1) ,而在心尖部位则无此改变 ;在对照组 ,左室游离壁细胞的 ICa密度 (AP复极化 2 0 %即时电位水平时记录 )大于心尖部位 (P<0 .0 5 ) ;在左室游离壁部位 ,悬吊组的 ICa密度小于对照组 (P<0 .0 5 )。 结论 正常大鼠左室不同部位心肌细胞的 APD是非均一的 ;模拟失重 4周可引起大鼠心肌细胞 APD2 0 改变 ,且具有部位的差异 ;复极化 2 0 %即时电位水平的ICa不同或改变是引起正常心肌细胞 APD部位非均一性和模拟失重后左室游离壁心肌细胞 APD2 0 缩短的原因
佚名[6]2002年在《作者索引》文中提出(按汉语拼音字母顺序排列,索引论文前3位作者)AAdrian W Gelb Development 0f anaesthesiology (15):1 345一1346艾玉峰应用带蒂皮瓣、肌皮瓣修复小腿骨外露、骨髓炎创面 (2):183 组织工程骨复合骨
张海军[7]2014年在《硝苯地平可通过L型Ca~(2+)通道对模拟失重大鼠脑与肠系膜小动脉的功能进行差异性调控》文中认为航天飞行后立位耐力不良是航天员微重力环境暴露后返回地面时最严重的副作用之一，其发生机理及有效对抗措施一直困扰着广大航天医学工作者，虽然世界各国对于这方面研究的投入巨大，也取得一定的研究结果，但就其具体发生机理尚未达成统一认识，也缺乏有效地对抗措施。在地面1G重力环境时体内血液主要集中于下半身，而当暴露于微重力环境时体内血流将发生向头部/上半身转移的重新分布，使得原本血压相对较低的脑部血压升高，而下半身血压则相对降低，进而导致机体不同部位的血管发生不同的特异性区域重塑。目前的人体及动物研究表明微重力环境所致的血管重塑可能是引起航天飞行后立位耐力不良发生的重要因素。在太空飞行时，处于上半身的脑动脉因其血压的持续增高而发生肥厚性变化及血管收缩反应性增加；而处于机体下半身的阻力血管如内脏和下肢的血管，将会发生萎缩、血管肌源性紧张度（myogenic tone, MT）下降以及血管反应性的下降等变化。因此，当航天员由微重力环境返回地面1G重力环境时，外周小动脉血管的阻力不能迅速提高以适应地面环境也是造成航天飞行后立位耐力不良发生的重要原因。因此，我们提出“外周效应器机制假说”来解释航天飞行后立位耐力不良发生的机理，并认为航天失重环境下所导致的脑动脉与肠系膜小动脉功能与结构重建是引起航天员航天飞行后心血管功能失调（postflight cardiovascular dysfunction）的一个重要因素。目前对于航天飞行后立位耐力不良发生的预防多采用运动锻炼、下体负压（lower bodynegative pressure, LBNP）、水盐补充、企鹅服等，但这些防护措施的效果均不十分理想，航天员对此的依从性也较差；而目前能从根本上解决这一问题的方法是人工重力，但由于工程技术问题，人工重力也只是处于理论阶段，并未能真正有效地开展，因此简单、有效的药物防护显得尤为重要。钙离子是维持机体正常生命活动的重要第二信使，在很多生理过程都有钙离子的参与，如递质的释放、基因转录、酶的激活与肌肉的兴奋-收缩偶联（excitation-contraction coupling, EC）等。对于心血管系统，L型Ca2+通道（L-typevoltage-dependent calcium channels, CaL）可通过调控Ca2+的内流从而对血管紧张度（myogenic tone, MT）与血压（blood pressure, BP）的调控发挥关键作用。除此之外，其在血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells, VSMCs）的增殖过程中也起到了重要的作用。目前对于L型Ca2+通道在血管的结构和功能重建中的作用的研究也十分多，对其机理也有较深入的研究。并且本实验室前期工作也发现L型Ca2+通道参与了模拟失重所致大鼠脑动脉和肠系膜小动脉等的动脉的结构和功能重塑，并且这一过程可能是引起航天飞行后立位耐力不良的重要分子基础。硝苯地平作为L型Ca2+通道特异性阻滞剂在临床上广泛用于高血压、心绞痛等心血管疾病，其主要通过结合到L型Ca2+通道的1亚基上抑制细胞外Ca2+内流进入细胞从而抑制VSMCs的收缩作用，进而起到使血管舒张的作用。在细胞增殖方面，硝苯地平也可通过对L型Ca2+通道的抑制而降低VSMCs的增殖，即抑制其由收缩表型向合成表型转化的过程。因此该课题在本实验室前期工作的基础上，着重探讨硝苯地平是否可通过离子通道机制恢复模拟失重大鼠脑与肠系膜小动脉的功能。本实验以4周尾部悬吊后肢无负荷大鼠为模拟失重动物模型，将硝苯地平片研磨成粉末，完全溶于生理盐水中灌胃，观察①对照组（control, CON）、②对照+硝苯地平组（control+nifedipine, CON+）、③悬吊组（tail-suspended, SUS）与④悬吊+硝苯地平组（tail-suspended+nifedipine, SUS+）大鼠脑动脉与肠系膜小动脉血管功能与VSMCs L型Ca2+通道的变化。血管功能检测包括血管肌源性紧张度与收缩反应性的变化；L型Ca2+通道的检测包括通道蛋白的表达与全细胞膜片钳电生理学检测本课题研究主要结果如下：（1）硝苯地平可通过抑制L型Ca2+通道恢复模拟失重大鼠脑动脉的血管功能①硝苯地平可恢复模拟失重大鼠脑动脉的血管功能与CON组相比，SUS组大鼠脑动脉MT增加，血管反应性增加。与SUS组鼠相比，硝苯地平处理可使模拟失重大鼠脑动脉MT和血管反应性显著性降低。②硝苯地平可显著降低L型Ca2+通道的蛋白表达与全细胞电流密度蛋白免疫印迹实验和膜片钳结果提示，与CON相比，模拟失重可致大鼠脑动脉VSMCs L型Ca2+通道蛋白表达和全细胞电流密度增加，但与SUS组大鼠相比，硝苯地平处理后的模拟失重大鼠脑动脉VSMCs L型Ca2+通道蛋白表达和全细胞电流密度均显著性降低，但SUS+组脑动脉VSMCs L型Ca2+通道蛋白表达仍略高于CON组（2）硝苯地平对模拟失重大鼠肠系膜小动脉的血管功能与L型Ca2+通道均无显著影响①硝苯地平对模拟失重大鼠肠系膜小动脉的血管功能无显著影响与CON组相比，SUS组大鼠肠系膜小动脉血管MT和血管反应性显著性降低但与SUS组大鼠相比，SUS+组大鼠肠系膜小动脉MT和血管反应性则无明显变化②硝苯地平对模拟失重大鼠肠系膜小动脉VSMCs L型Ca2+通道的蛋白表达与全细胞电流密度无明显影响蛋白免疫印迹实验和膜片钳结果提示，与CON组相比，模拟失重可致大鼠肠系膜小动脉VSMCs L型Ca2+通道蛋白表达和全细胞电流密度显著性降低；但与SU组大鼠相比，SUS+组肠系膜小动脉VSMCs L型Ca2+通道蛋白表达和全细胞电流密度均均无显著性变化。因此，本课题研究表明硝苯地平可通过对L型Ca2+通道的抑制作用从而对模失重大鼠脑与肠系膜小动脉的功能进行差异性调控，即硝苯地平可通过抑制脑动脉血管平滑肌细胞L型Ca2+通道从而恢复模拟失重大鼠脑动脉血管的功能；而硝苯地平对模拟失重大鼠肠系膜小动脉血管功能与血管平滑肌细胞L型Ca2+通道均无显影响。以上结果提示VSMCs L型Ca2+通道可能成为预防航天飞行后立位耐力不良发生的新药物靶点，而其阻断剂硝苯地平可能对航天飞行后立位耐力不良的发生具有一定的预防作用。
崔彦[8]2008年在《微重力环境下肝脏应激反应及超微结构变化的实验研究》文中研究说明研究背景和目的:随着对外层空间探索活动的不断高涨,航天医学从无到有、迅速发展。太空资源的开发和利用亦是国家整体利益的延伸。虽然倡导和平利用空间资源,但已经出现的太空竞争将日趋激烈。我国“神舟”系列载人航天飞行的成功以及建立空间站、“嫦娥工程”等后续重大任务对航天医学提出了更高更紧迫的要求。我国航天医学研究起始于20世纪50年代末期。60年代中期探空生物火箭(cosmos biosatellite)的成功发射是中国空间科学探测迈开的第一步,也是我国航天医学的实际开端和载人航天的前奏。我国先后组建“宇宙医学研究室”(1958)、“航天医学工程研究所”(1968)、第四军医大学航空航天医学系(1999)和“中国航天员科研训练中心”(2005)。国内航天医学研究最初主要集中在失重心血管生理学方面,随着系统平台的构建,科学研究工作不断深入,进行了较为系统的涉及多系统的失重生理学研究,并从单纯观测失重对机体的影响上升到机理探讨和失重防护措施的研究,为我国航天医学发展奠定了良好的基础。在掌握载人航天飞行技术之后,我国航天工程将逐步进入到空间站时代,航天医学也将面临如何保障航天员在太空环境中长期生活的问题,研究重心将会更多集中于长期生命保障系统的研究和应用。相较美国和俄罗斯(前苏联),我国涉足外层空间所用时间短,发展步伐快。但是,虽有6名宇航员进入过太空,但生命系统在太空环境中的医学研究尚属空白,相关的研究工作基本为地面模拟失重状态下进行。对心血管系统、血液系统、肌肉骨骼系统、神经系统、免疫系统等做了较多的研究工作,而对消化系统失重生理病理学的研究十分局限,迄今国内尚未见有关失重和模拟失重环境下肝脏生理和病理研究的报道。本研究依据目前国内航天医学的现状而设立课题,进行模拟失重动物实验,观察微重力环境对肝脏应激反应及超微结构变化的影响。研究方法:(1)选用清洁级成年健康雄性Wistar大鼠,适应饲养1周后进行实验。依照陈杰等设计的尾悬吊法(tail-suspension)建立模拟失重大鼠模型。各时相点实验结束时,腹腔注射戊巴比妥钠(45 mg/kg)将实验及对照动物麻醉,无菌操作,剖腹取材。(2)实验一:Wistar大鼠48只,随机分为6组:模拟失重6 h组、模拟失重12 h组、模拟失重24 h组、模拟失重48 h组、模拟失重96 h组以及地面对照组(0 h)。应用RT-PCR和Western blot技术分别检测大鼠肝组织Hsp70 mRNA和Hsp70蛋白表达。(3)实验二:Wistar大鼠84只,随机分为模拟失重组和对照组,每组又分别设1 d、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d及7 d共7个时相点,每时相点模拟失重和同步对照各6只大鼠。应用Western blot半定量检测悬吊大鼠肝脏NF-κB p65蛋白水平的变化,同时进行NF-κB p65的免疫组化PV-6001分析。(4)实验三:实验动物及分组同实验二。TUNEL法原位检测模拟失重大鼠肝组织中凋亡细胞,免疫组化检测大鼠肝组织p53表达,透射电镜观察肝组织超微结构。结果:(1) RT-PCR和Western blot分析显示大鼠肝脏在微重力环境中发生明显的应激反应;失重大鼠肝脏Hsp70和Hsp70mRNA表达水平较对照组明显升高,差异有统计学意义(P<0.05);Hsp70蛋白和基因在模拟失重6 h和12 h分别达高峰,而后其表达均下调。(2)肝组织中NF-κB的Western blot分析结果表明,各实验组及对照组大鼠肝脏组织中均可检测到70 kDa的NF-κB表达。与对照组比较,模拟失重1 d组大鼠肝脏组织中NF-κB蛋白水平显著升高,并形成高峰,差异有统计学意义(P<0.05)。NF-κB蛋白表达水平随悬吊时间延长而呈下降趋势。免疫组化结果显示NF-κB阳性产物主要见于实验大鼠的肝细胞内,亦见于炎细胞及Kupffer细胞内;可分为胞浆型、核型、核浆型等三个类型;肝细胞核型表达中,可见全核及局部碎点状阳性者,且主要位于核仁区。(3) TUNEL检测结果显示,各组悬尾大鼠肝组织中均可见阳性染色细胞,胞核呈黄棕色颗粒,少数胞浆淡染;2 d组最为明显,其后逐渐减少,6 d和7 d组凋亡细胞指数与对照组无显著差异。PV-6001染色结果显示,p53阳染颗粒均位于细胞核内,为颗粒状、弥漫性或混合型等多种表现,悬吊早期大鼠肝组织中p53表达阳性指数明显高于对照组(P<0.05),1 d组最为明显,悬吊后期和对照组标本中见少量阳性染色细胞。电镜下可见模拟失重大鼠肝细胞染色质浓缩边集,线粒体肿胀,嵴断裂或消失,内质网扩张,胞质内脂滴,出现凋亡小体等现象。上述超微结构改变在实验组大鼠悬吊早期阶段比较明显。结论:(1)失重和模拟失重是一种能诱导大鼠肝脏Hsp70和Hsp70mRNA快速表达的典型应激原。(2)模拟失重早期大鼠肝组织NF-κB高表达及其在核仁功能区形态特征说明失重导致NF-κB应激活化,对靶基因在失重应激及适应过程中的信息转录可能产生影响。(3)模拟失重导致大鼠肝脏超微结构改变,肝细胞凋亡增加,并伴有肝细胞坏死。p53在模拟失重早期即参与了肝细胞的凋亡过程,具体机制有待探讨。肝脏失重应激损伤的减轻和较快恢复说明机体在应激反应过程中迅速发挥了代偿和适应机能。(4)本研究初步揭示了模拟失重因素对肝脏造成的应激反应及可能的作用机制和特点,对进一步探讨失重特殊训练及航天飞行实践中航天员的应激适应和耐力提高机制以及拟定保健策略等方面均具有重要意义,并为后续研究奠定基础。
参考文献：
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[2]. 失重对心脏β-肾上腺素能受体介导的信号转导通路的影响及机制研究[D]. 崔艳. 第四军医大学. 2010
[3]. 电针“内关”穴对模拟失重效应大鼠心脏适应性变化的影响[D]. 张鹤. 北京中医药大学. 2015
[4]. 短、中期模拟失重大鼠动脉血管平滑肌细胞钾与钙离子通道功能的改变[D]. 付兆君. 中国人民解放军第四军医大学. 2003
[5]. 模拟失重4周大鼠心肌细胞动作电位的改变及其离子机理[J]. 程宏伟, 张立藩, 余志斌, 程九华, 冯汉忠. 中华航空航天医学杂志. 2000
[6]. 作者索引[J]. 佚名. 第四军医大学学报. 2002
[7]. 硝苯地平可通过L型Ca~(2+)通道对模拟失重大鼠脑与肠系膜小动脉的功能进行差异性调控[D]. 张海军. 第四军医大学. 2014
[8]. 微重力环境下肝脏应激反应及超微结构变化的实验研究[D]. 崔彦. 第三军医大学. 2008
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