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大鼠心臟多巴胺1受體與心肌肥厚的關系

來源:《中華醫學研究雜志》 作者:高嵩丹1,王 瑾1,趙榮瑞1,支建明2 2008-7-4

摘要: 【摘要】 目的 采用腹主動脈狹窄建立大鼠心肌肥厚模型,觀察大鼠心肌肥厚時心肌組織多巴胺1受體(DA1-R)反應性的變化,借以闡明心臟DA1-R與心肌肥厚的關系。各組均于4周后測定大鼠心功能和左心室/體重比值(LVW/BW)。另外還測定了A組心肌肥厚大鼠的心肌組織在FODA作用后cAMP生成量的變化。(2)A+B+S組的LVW/BW與......


【摘要】  目的 采用腹主動脈狹窄建立大鼠心肌肥厚模型,觀察大鼠心肌肥厚時心肌組織多巴胺1受體(DA1-R)反應性的變化,借以闡明心臟DA1-R與心肌肥厚的關系。方法 實驗分5組:假手術對照組(C組)、腹主動脈狹窄組(A組)、腹主動脈狹窄+倍他樂克組(A+B組);腹主動脈狹窄+倍他樂克+SCH23390組(A+B+S組);假手術+倍他樂克+FODA組(B+F組)。各組均于4周后測定大鼠心功能和左心室/體重比值(LVW/BW);另外還測定了A組心肌肥厚大鼠的心肌組織在FODA作用后cAMP生成量的變化。結果 (1)A+B組各指標變化與A組無明顯差異;(2)A+B+S組的LVW/BW與心肌細胞橫截面積的明顯減小,與A組或A+B組相比差異均有顯著性(P<0.05);(3)B+F組LVW/BW明顯加大,形成了一定程度的心肌肥厚,與對照組相比P<0.05。(4)A組大鼠心肌組織在FODA作用后,其cAMP的生成量明顯高于對照組(P<0.05)。結論 心臟DA1-R參與了病理情況下心肌肥厚的形成,由壓力超負荷引起心肌肥厚時,心臟DA1-R的反應性增高。

【關鍵詞】  心肌肥厚; 多巴胺受體; fenoldopam; SCH23390

    Relations of cardiac dopamine-1 receptor(DA1-R) to the development of myocardial hypertrophy in rats

    GAO Song-dan,WANG Jin,ZHAO Rong-rui,et al.Department of Physiology, Shanxi Medical University, Taiyuan 030001,China

    【Abstract】 Objective The aim of this study is to examine the relations of cardiac dopamine-1 receptors (DA1-R)to the development of myocardial hypertrophy. Methods The myocardial hypertrophy model was established by ligating the abdominal aorta.Thirty Wistar healthy male rats were randomly divided into five groups: aorta constriction group (group A); sham-operation control group (group C ); aorta constriction + β-adrenoreceptor blocker (betaloc) group (group A+B); aorta constriction + betaloc + SCH23390 group (group A+B+S); normal rats + betaloc + FODA group (group B+F). Cardiac function and left ventricular weight/body weight(LVW/BW)were determined for all groups at 4 weeks after treatment. In addition, the production of cAMP induced by FODA stimulation in hypertrophied myocardium (group A) was also examined. Results It was shown that: (1) There were no significant differences for all parameters between group A+B and group A. (2) In group A+B+S, the changes of LVW/BW and the cross section area of cardiac myocyte were all significantly attenuated as compared with group A or group A+B (P<0.05). (3) LVW/BW of B+F group were greatly increased as compared with control group (P<0.05); (4) The cAMP production of hypertrophied myocardium (in group A) induced by FODA stimulation was greatly higher than that of control group (P<0.05).Conclusion It is suggested that cardiac DA1-R are involved in the formation of myocardial hypertrophy under pathologic conditions and the responsiveness of cardiac DA1-R was greatly enhanced in the hypertrophied myocardium.

    【Key words】 myocardial hypertrophy; dopamine-1 receptor; fenoldopam; SCH23390

    多巴胺(dopamine, DA)是一種內源性兒茶酚胺類物質,它通過作用于特異性受體對多種生物功能發揮調節作用。近年已證實在外周也廣泛分布有DA受體,且多巴胺類藥物有很強的心腎效應,所以日益引起重視。根據傳統的藥理學和生物化學方法,外周DA受體被分為DA1-R和DA2-R兩型[1]。DA1-R與興奮性G-蛋白(Gs-蛋白)耦聯,通過激活腺苷酸環化酶,升高胞漿cAMP發揮調節作用;DA2-R與抑制性G-蛋白(Gi-蛋白)耦聯,呈現對腺苷酸環化酶的抑制作用。關于心臟DA1-R的生理作用問題則有較大爭議,很多研究認為多巴胺類激動劑的正性肌力效應是通過β受體而不是由DA1-R直接介導的[2,3];然而Ganguly等應用放射配體結合測定的方法,在腹主動脈狹窄大鼠心肌肥厚過程中檢測到心臟DA1-R上調[4],DA1-R激動劑能促進心肌肥厚的形成[5];但他們在實驗中均未注意β-受體的作用,故難以證實心臟DA1-R與心肌肥厚的直接關系。因此本研究在阻斷β-受體的實驗條件下進一步觀察了DA1-R特異性激動劑fenoldopam (FODA)和拮抗劑SCH23390對大鼠心肌肥厚形成的作用,借以闡明心臟DA1-R與心肌肥厚的關系。

    1 材料與方法

    1.1 動物模型和分組 雄性Wistar大鼠,體重190~210g,山西醫科大學實驗動物中心提供。隨機分為5組,每組6只:腹主動脈狹窄組(A組):大鼠用1%戊巴比妥鈉(30mg/kg)腹腔注射麻醉后,常規消毒后,在劍突下1cm處沿正中線做約1.5cm的切口,暴露腹腔,在距左腎動脈分支上方約0.5cm處將7號針頭與腹主動脈平行放置并結扎(使腹主動脈內徑減少40%~60%),抽去針頭。分層關閉腹腔,術后創口消毒并肌肉注射慶大霉素200mg/(kg·d)1周以預防感染。假手術對照組(C組):大鼠施以假手術,開腹后僅作腹主動脈分離不結扎。腹主動脈狹窄+倍他樂克組(A+B組):大鼠腹主動脈狹窄術后3天給予倍他樂克20mg/(kg·d)灌胃25天;腹主動脈狹窄+倍他樂克+SCH23390組(A+B+S組):在A+B組基礎上腹腔注射SCH23390(0.1mg/kg·d)25天;假手術+倍他樂克+FODA組(B+F組):假手術大鼠給予倍他樂克(20mg/kg·d)灌胃,并腹腔注射FODA(1mg/kg·d)25天。

    1.2 大鼠心功能和心臟濕重的測定 各組大鼠于術后4周稱體重,用烏拉坦(1g/kg)麻醉后進行右頸總動脈插管,打開動脈夾,MS2000生物信號記錄系統下測定記錄動脈收縮壓(systolic arterial pressure,SAP)和舒張壓(diastolic arterial pressure,DAP),再繼續將導管插入左心室,記錄左室收縮峰壓(left ventricular systolic pressure, LVSP),左室內壓最低值(LVDP),左室舒張末壓(left ventricular end diastolic pressure,LVEDP),左室內壓最大上升速率(maximal rise rate of intraventricular pressure , +dp/dt max),測定完畢后,開胸迅速取出心臟,剪開心腔,以預冷的生理鹽水洗去血液,用濾紙吸干水分,用電子天平準確稱重左心室,計算左心室重量指數即左心室與體重的比值(left ventricular weight/ body weight, LVW/BW)。

    1.3 組織病理學觀測 左心室濕重稱量后,從A組與C組每只心臟的心尖部剪取心室肌組織100mg,用于心肌細胞膜蛋白液制備,剩余的大部分心臟與其余各組心臟置10%的中性福爾馬林液中,經常規石蠟包埋切片,進行HE染色,在光學顯微鏡下觀察,應用BI2000醫學圖像分析系統,每張切片隨機測量心肌細胞橫截面積(30±5)個,取其均值。

    1.4 心肌細胞膜蛋白液制備 將A組與C組每只心臟剪取的心室肌組織100mg剪碎,在冰浴下用超聲波細胞破碎機制備心室肌勻漿,2000r/min離心20min,取上清等量分裝3管。其中一管用雙縮脲法測定蛋白濃度,另兩管用于cAMP測定。

    1.5 cAMP分析 每只心臟的細胞勻漿反應管加DA1-R特異性激動劑FODA,非反應管加蒸餾水,所測定的兩管cAMP之差表示反應產生的cAMP。依文獻[6],反應管先加10-3mol/L的心得安以阻斷β腎上腺素能受體,再加10-3mol/L的FODA以能使DA1-R產生最大結合,非反應管加等量蒸餾水,反應管與非反應管均于37℃水浴中溫育10min后,立即置于冰水浴終止反應,然后測定cAMP濃度。

    1.6 統計學處理 實驗數據均以均數±標準差(x±s)表示,兩組間比較采用t檢驗,多組比較采用單因素方差分析,用SPSS10.0軟件處理。

    2 結果

    2.1 心功能指標 腹主動脈狹窄術后4周,A組、A+B組、A+B+S組大鼠的SAP和DAP均明顯高于C組(P<0.05);而B+F組的動脈血壓與C組比較差異無顯著性(P>0.05)(Fig 1)。

    術后4周,與C組比較,A組、A+B組、A+B+S組的左室收縮峰壓(LVSP)、左室壓最大上升速率(+dp/dtmax)均明顯升高(P<0.05);且這3組的左室內壓最低值(LVDP)、左室舒張末壓(LVEDP)也均比C組高(P<0.05)。B+F組的LVSP、+dp/dtmax與C組相比差異無顯著性(P>0.05),而B+F組的LVDP、LVEDP比C組明顯升高(P<0.05)(Fig 2)。

    2.2 心臟重量指標 大鼠術后4周處死時體重在各實驗組間差異無顯著性。與對照組比較,其他各組的LVW/BW均明顯增高(P<0.01)。其中,A+B組(阻斷β-受體)對腹主動脈狹窄引起的心臟重量增加無明顯影響,其全心重及左心室重與A組比較均未見差異有顯著性(P>0.05);A+B+S組LVW/BW均明顯低于A組與A+B組(P<0.05);B+F組LVW/BW與對照組比較差異也有顯著性(P<0.05)(Fig 3)。

    2.3 組織病理學觀測 在光鏡下觀察,對照組(C組)大鼠心肌組織由結締組織分割成大小不等的肌束,間質結締組織較稀疏,未見病理改變。其余各組心肌組織內肌纖維束較寬大,肌纖維間隙較疏松,縱切面心肌纖維增粗。心肌細胞橫截面積測量結果顯示:與C組相比,其余各模型組的心肌細胞橫截面積均明顯增大(P<0.05);A+B+S組的增大程度較輕,與A組和A+B組差異有顯著性(P<0.05)(Fig 3)。

    2.4 cAMP分析 FODA使心室肌細胞勻漿的cAMP含量增加,C組與A組cAMP增加量分別為17.3±1.9和29.4±2.7(pmol/mg protein/min),A組明顯高于C組,差異具有顯著性(P<0.01)。

    Fig 1. Systolic arterial pressure(SAP), diastolic arterial pressure(DAP)

    of control group and differenr treatment groups. Value are

    represented as means SD (n=5~8).*P<0.05, vs control group.

    Fig 2. LVSP, +dp/dtmax, LVDP and LVEDP control group and differenr

    treatment groups. Value are represented as means

    SD (n=5~8).*P<0.05,**P<0.01 vs control group.Fig 3. LVW/BW, cellar area of control group and differenr treatment groups.

    Value are represented as means SD (n=5~8).LVW/BW: Left ventricular

    weight/ body weight (LVW/BW). *P<0.05, **P<0.001, vs

    control group; #P<0.05 vs A+Bgroup

    3 討論

    在本實驗中采用大鼠腹主動脈狹窄建立心肌肥厚模型,狹窄術后4周大鼠血液動力學改變,動脈血壓升高,左心室收縮功能增強,舒張功能下降,病理切片中心肌細胞橫截面積增大,表明心肌肥厚模型復制成功。與對照組相比,其他各組大鼠左心室重量指數不同程度增高。前人在多巴胺類藥物對心臟效應的研究中發現多巴胺類藥物的正性肌力效應主要是通過β-受體起作用的,而不是DA受體本身的直接作用[2,3],故在研究DA受體與心肌肥厚的關系中應注意排除β-受體的影響。Ganguly等雖曾報道DA受體與心肌肥厚的發展有關,但他們沒有注意到β-受體的問題[5]。在本實驗中,我們發現阻斷β-受體未影響縮窄主動脈所致心肌肥厚的形成,但在阻斷β受體條件下給予DA1-R阻斷劑SCH23390,則明顯減弱了大鼠心肌肥厚的程度。SCH23390是DA1-R特異性阻斷劑,它對外周血流動力學沒有明確的影響效應,它對心肌肥厚的影響可能更容易被理解為是通過對心臟DA1-R的作用。這提示,SCH23390是通過阻斷心臟DA1-R的作用而抑制了心肌肥厚的發生。

    為了進一步驗證心臟DA1-R與心肌肥厚發生的關系,我們還從另一個角度觀察了DA1-R激動劑對正常大鼠心臟的效應。多巴胺(DA)是一種非選擇性DA受體激動劑,不僅能作用于DA1-R和DA2-R,還能作用于α和β受體。外源性FODA雖是特異性DA1-R激動劑,但在較高濃度時也可能激動β1腎上腺素受體[3]。因此在本實驗中,我們在用倍他樂克阻斷β1受體的條件下觀察了FODA通過DA1-R 的致心肌肥厚效應。結果表明在給正常大鼠注射DA1-R激動劑FODA 4周后,心臟重量指數明顯增加,形成了一定程度的心肌肥厚。但對心功能各項指標未見明顯影響,這是因為FODA的外周效應所致。FODA作為選擇性DA1-R激動劑,可通過刺激外周血管DA1-R直接擴張血管,還可通過增加腎血流以及激活腎小管上的DA1-R增加尿量和尿鈉排泄。這些對血液動力學的作用是降低壓力負荷與容量負荷,不可能成為構成心肌肥厚的因素。故可認為,FODA是通過心臟DA1-R 促進心肌肥厚的形成。

    多巴胺(DA)受體屬G蛋白耦聯受體,其中DA1-R通過興奮性G蛋白(GS-蛋白),激活腺酐酸環化酶(AC)促進ATP轉化為cAMP,升高胞漿cAMP濃度而發揮生物效應。因此,在激動DA1-R 后,胞漿cAMP產生量的水平可反映心肌細胞DA1-R的反應性(數量或親和力)。在本實驗中,將心肌組織勻漿后,加入DA1-R選擇性激動劑FODA,并同時加β受體阻斷劑以阻斷FODA與β受體的結合,最后測定反應生成cAMP的量。結果顯示,腹主動脈狹窄的心肌肥厚大鼠的心肌組織cAMP生成量明顯高于對照組,表示肥厚心肌組織中DA1-R的反應性(數量或親和力)增高。這表明,在腹主動脈狹窄大鼠心肌肥厚發生的過程中,其心臟多巴胺DA1-R的反應性(數量或親和力)發生了改變。這進一步補充證實了前人用放射配體試驗觀察到的心肌肥厚時DA1-R密度增加的報道[4],說明心肌肥厚時DA1-R的功能加強了。

    腹主動脈狹窄引起大鼠心肌肥厚是心臟對血流動力學壓力超負荷的一種適應性反應,以心肌細胞內蛋白質合成增加和細胞體積增大為主要特征,其發生涉及多種不同的因素和機制。已有報道發現,急性壓力超負荷可迅速誘導大鼠心肌cAMP含量升高和蛋白質的表達[6];離體灌注心臟可刺激心肌cAMP升高和蛋白質合成,抑制蛋白激酶A(PKA)就抑制了心肌蛋白質合成[7,8]。這些報道并提示,心肌細胞內cAMP濃度升高引起蛋白激酶磷酸化級聯反應,啟動肥大基因表達,形成心肌肥厚[9]。在本研究中,刺激肥厚心肌的DA1-R所產生的cAMP遠比對照組生成的多,提示心肌DA1-R可通過cAMP信使途徑促進心肌肥厚的發生。

【參考文獻】
  1 Zeng C,Eisner GM,Felder RA,et al.Dopamine receptor and hypertension. Curr Med Chem Cardiovasc Hematol Agents, 2005,3(1):69-77.

2 Qin FZ(秦富忠),Zhang WF(張煒芳),Zhao RR(趙榮瑞),et al.Effects of dopexamine on cardiac hemodynamics during myocardial ischemia in rats in comparison with fenoldopam and procaterol. Acta Pharmaceutica Sinica,1998,33(2):106-110(Chinese,English abstract).

3 Qin FZ(秦富忠),Zhao RR(趙榮瑞),Zhu L(朱琳),et al. Effects of dopexamine on the electrophysiologic changes during myocardial ischemia and comparison with fenoldopam and procaterol.Acta Pharmaceutica Sinica,1995,30(3):161-167(Chinese,English abstract).

4 Ganguly PK, Mukherjee K, Chen Y. Altered renal dopamine receptor during development of cardiac hypertrophy. Am J Phsiol,1992,262(5):E569-573.

5 Ganguly PK, Mukherjee K, Sahai A. Renal dopamine receptors are involved in the development of cardiac hypertrophy. Mol Cell Biochem, 1995,144(1):81-84.

6 Feng B(馮兵),Chen YS(陳意生),Hw ZY(何作云),et al.Relation between myocardial cAMP and rennin-angiotensin system activation after acute pressure overload. Acta Physiologica Sinica ,2000,52(1):39-44(Chinese, English abstract).

7 Yamazaki T,Komuro I,Zou Y,et al. Protein kinase A and protein kinase C synergistically activate the Raf 1 kinase/mitogen-activated protein kinase cascade in neonatal rat cardiomyocytes. J Mol Cell Cardiol,1997,29(9):2491-2501.

8 Osaki J,Haneda T,Kashiwagi Y,et al.Pressure-induced expression of heat shock protein 70 mRNA in adult heart is coupled both to protein kinase A-dependent and protein kinase C-dependent systems. J Hpertens, 1998;16(8):1193-1200.

9 Jose PA,Eisner GM,Felder RA.Regulation of blood pressure by dopamine receptors. Nephron Physiol, 2003,95(2):19-27.


作者單位:1 030001 山西太原,山西醫科大學生理學教研室 2 200025 上海,上海交通大學基礎醫學院生理學教研室(通訊作者)


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