運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練改善高血壓的中樞谷氨酸機(jī)制研究.pdf

1、[研究背景與目的]
　　 血壓(blood pressure，BP)升高和交感輸出增加是高血壓的主要病理特征，并與高血壓的不良預(yù)后密切相關(guān)。眾所周知，頭端延髓腹外側(cè)區(qū)(rostral ventrolateral medulla，RVLM)是交感輸出中樞調(diào)控的共同通路，對(duì)維持基礎(chǔ)BP和交感緊張性活動(dòng)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，而RVLM結(jié)構(gòu)和功能異?？赡苁菍?dǎo)致原發(fā)性(神經(jīng)源性)高血壓的主要原因。高血壓心血管功能失調(diào)與RVLM縮血管神經(jīng)元的谷氨

2、酸能(glutamatergic)興奮性緊張性傳入和γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid，GABA)能抑制性緊張性傳入失衡有關(guān)。RVLM微量注射谷氨酸受體拮抗劑犬尿烯酸(kynurenicacid，KYN)可使高血壓大鼠基礎(chǔ)BP明顯下降，提示高血壓時(shí)RVLM谷氨酸能興奮性緊張性傳入增加。因此，RVLM谷氨酸能興奮性緊張性傳入增加是導(dǎo)致高血壓基礎(chǔ)BP升高和交感輸出增加的重要原因。
　　 越來越多的研究證實(shí)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練(e

3、xercise training，ExT)能改善心血管疾病如高血壓和慢性心力衰竭的心血管功能失調(diào)。ExT可有效降低高血壓患者和動(dòng)物的血壓水平，減少心輸出量，增強(qiáng)壓力反射敏感性。然而，ExT改善高血壓的心血管功能紊亂的確切機(jī)制尚不明確。中樞心血管網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)重塑可能是ExT影響心血管功能的重要機(jī)制，研究證實(shí)ExT可通過減少交感神經(jīng)活動(dòng)來改善高血壓，而ExT降低由于RVLM刺激導(dǎo)致BP升高和交感活動(dòng)增加的幅度，提示RVLM在介導(dǎo)ExT改善心血

4、管調(diào)控中發(fā)揮著重要作用。然而，目前尚不清楚ExT是否影響高血壓RVLM谷氨酸能緊張性傳入的增加。
　　 本研究通過檢測(cè)ExT后自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats，SHR)RVLM谷氨酸的濃度變化以及相關(guān)功能改變來探討ExT對(duì)RVLM谷氨酸能緊張性傳入的影響。
　　 [方法]
　　 本研究實(shí)驗(yàn)對(duì)象為8周齡雄性正常血壓Wistar-Kyoto(WKY)大鼠和SHR，根據(jù)其

5、在跑步機(jī)上的跑步能力篩選出積極型大鼠(80％)，隨機(jī)分為WKY大鼠安靜對(duì)照組(WKY-Sedentary，WKY-Sed)、WKY大鼠運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組(WKY-Training，WKY-ExT)、SHR安靜對(duì)照組(SHR-Sedentary，SHR-Sed)和SHR運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組(SHR-Training，SHR-ExT)。ExT組置動(dòng)物跑步機(jī)上進(jìn)行12周低強(qiáng)度ExT(5d/w；60min/d；速度為15～25m/min)。8周齡時(shí)(ExT前)通

6、過無創(chuàng)計(jì)算機(jī)尾動(dòng)脈壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)BP和心率(heartrate，HR)以及接下來每4周測(cè)一次基礎(chǔ)BP和HR。大鼠在20周齡時(shí)訓(xùn)練結(jié)束后至少休息24h再進(jìn)行接下來的在體或離體實(shí)驗(yàn)。
　　 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練或安靜對(duì)照12周后，通過靜脈注射去氧腎上腺素(10μg/kg)檢測(cè)記錄各組大鼠壓力反射誘發(fā)的心率減慢。RVLM雙側(cè)微量注射KYN(2.7nmol)后持續(xù)至少60min記錄心血管參數(shù)：BP、HR和腎交感神經(jīng)活動(dòng)(renal sympat

7、hetic nerve activity，RSNA)。在這些實(shí)驗(yàn)前、后檢測(cè)基礎(chǔ)inte-RSNA和RSNA最大值以觀察其交感緊張度。用高效液相色譜法(high-performance liquid chromatography，HPLC)檢測(cè)24h尿中去甲腎上腺素(norepinephrine，NE)的排出量。用ELISA檢測(cè)比目魚肌的檸檬酸合酶(citrate synthase，CS)濃度。采集RVLM組織稱重后，通過HPLC檢測(cè)RV

8、LM谷氨酸和GABA濃度；用蛋白印跡雜交分析(Western Blot)和免疫熒光法檢測(cè)RVLM內(nèi)谷氨酸受體表達(dá)、c-fos和囊泡膜谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體2(vesicularglutamatetransporter2，VGLUT2)的蛋白表達(dá)量；通過實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)尾端延髓腹外側(cè)區(qū)(caudal ventrolateral medulla，CVLM)和RVLM谷氨酸脫羧酶(glutamic acid decarboxylase，GAD)基因的

9、表達(dá)量。
　　 [結(jié)果]
　　 1、ExT效力評(píng)價(jià)
　　 ExT開始時(shí)(8周齡)，SHR-Sed組大鼠BP和HR明顯高于WKY-Sed組，且隨周齡增大，這兩組BP和HR的差異加大。12周ExT后，SHR-ExT組大鼠BP明顯低于SHR-Sed組，SHR-ExT組大鼠HR較SHR-Sed組明顯減慢，但是ExT對(duì)WKY大鼠BP和HR均無明顯影響；SHR-Sed組大鼠靜脈注射去氧腎上腺素引起壓力反射誘發(fā)的HR減慢程度明

10、顯低于WKY-Sed組，而SHR-ExT組大鼠HR減慢程度與WKY-Sed組無顯著差異。安靜對(duì)照或ExT方案結(jié)束時(shí)(即20周齡)，ExT組大鼠體重明顯低于安靜對(duì)照組；ExT組大鼠比目魚肌的重量明顯重于安靜對(duì)照組；SHR-Sed組大鼠24h尿NE水平明顯高于WKY-Sed組，而SHR-ExT組大鼠24h尿NE水平明顯低于SHR-Sed組；ExT組大鼠比目魚肌的檸檬酸合酶濃度明顯高于安靜對(duì)照組。
　　 2、ExT對(duì)大鼠RVLM注射谷

11、氨酸受體阻斷劑引起B(yǎng)P、HR和RSNA變化的影響
　　 WKY-Sed組或WKY-ExT組大鼠雙側(cè)RVLM注射谷氨酸受體阻斷劑KYN(2.7nmol)對(duì)其基礎(chǔ)BP、HR和RSNA基本無影響；而SHR雙側(cè)RVLM注射KYN后，SHR-Sed組與SHR-ExT組大鼠基礎(chǔ)BP、HR和RSNA均顯著下降，但是SHR-ExT組大鼠的下降幅度明顯低于SHR-Sed組。提示ExT可減少SHRRVLM注射谷氨酸受體阻斷劑引起B(yǎng)P、HR和RSNA

12、下降的幅度。
　　 3、ExT對(duì)大鼠RVLM谷氨酸濃度和谷氨酸受體表達(dá)的影響
　　 SHR-Sed組大鼠RVLM谷氨酸濃度明顯高于WKY-Sed組，而SHR-ExT組明顯低于SHR-Sed組，但是WKY-Sed組與WKY-ExT組之間無顯著差異。SHR-ExT組大鼠RVLM囊泡膜谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體2(VGLUT2)的蛋白表達(dá)明顯低于SHR-Sed組。SHR-Sed組大鼠RVLM谷氨酸受體蛋白表達(dá)量明顯高于WKY-Sed組，而S

13、HR-ExT組明顯低于SHR-Sed組，但是WKY-Sed組與WKY-ExT組之間無顯著差異。SHR-Sed組大鼠RVLM的c-fos蛋白表達(dá)量明顯高于WKY-Sed組，而SHR-ExT組明顯低于SHR-Sed組。提示ExT可下調(diào)SHRRVLM谷氨酸濃度及受體表達(dá)，使得SHRRVLM神經(jīng)元興奮性降低；ExT對(duì)WKY大鼠RVLM谷氨酸濃度及其受體表達(dá)無明顯影響。
　　 4、ExT對(duì)大鼠RVLMGABA濃度和GAD67基因表達(dá)的影響

14、
　　 SHR-Sed組大鼠RVLM的GABA濃度明顯低于WKY-Sed組，而SHR-ExT組明顯高于SHR-Sed組，但是WKY-Sed組與WKY-ExT組之間無顯著差異。SHR-Sed組大鼠RVLM的GAD67基因表達(dá)量明顯低于WKY-Sed組，而SHR-ExT組明顯高于SHR-Sed組，但是WKY-Sed組與WKY-ExT組之間無顯著差異。SHR-Sed組大鼠CVLM的GAD67基因表達(dá)量低于WKY-Sed組，而SHR-E