不同光照方案對內(nèi)皮源性血管活性物質(zhì)近日節(jié)律的影響.pdf

1、目的：生物節(jié)律是億萬年自然進化賦予生命的一種基本特征。業(yè)已證實，人體各系統(tǒng)的生理功能均具有明顯的節(jié)律性，從分子生化現(xiàn)象、組織器官的生理活動、直至個體的心理行為幾乎都存在著不同頻率的周期性波動。依照節(jié)律的周期長短可將之分為三種類型：1、近日節(jié)律(circadianrhythm，或稱晝夜節(jié)律，diurnalrhythm)，節(jié)律周期接近24小時；2、超日節(jié)律(ultradianrhythm)，節(jié)律周期明顯短于24小時；3、亞日節(jié)律(infra

2、dianrhythm)，節(jié)律周期顯著長于24小時。生物節(jié)律具有內(nèi)源性和可遺傳性，同時又受到環(huán)境信號的整合與校準，其中光信號是產(chǎn)生并調(diào)控生物節(jié)律的主要授時因子。在人類最為常見且研究最多的生物節(jié)律是近日節(jié)律。大量研究證實人類心血管系統(tǒng)的各種生理現(xiàn)象(如心率、血壓、傳導功能等)與病理事件(心肌缺血/梗死、心律失常、心原性猝死等)均表現(xiàn)為典型的近日節(jié)律。另一方面，近年來心血管領(lǐng)域最重要的研究進展之一在于闡明了血管內(nèi)皮活性因子在調(diào)節(jié)心臟、循環(huán)功能

3、和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中的作用，如保持血管張力、抑制血小板聚集、維持機體凝血纖溶平衡、降低血管內(nèi)皮通透性、減少黏附分子的表達、抑制血管平滑肌增殖等。研究表明，內(nèi)皮素(endothelin，ET)、一氧化氮(nitricoxide，NO)、一氧化氮合成酶(nitricoxidesynthase，NOS)等物質(zhì)的血漿濃度或活性均存在晝夜節(jié)律現(xiàn)象，且其時間生物學(chronobiology)特征與心血管系統(tǒng)疾病的晝夜分布密切相關(guān)。但上述血管活性物質(zhì)的組

4、織分布以及分子水平的表達是否存在近日節(jié)律性尚不清楚，且光信號對血管活性物質(zhì)的時間生物學特征的影響亦有待于深入探討。在此背景下，本試驗以大鼠為試驗對象，檢測不同光照方案下飼養(yǎng)的大鼠血漿及心肌組織中內(nèi)皮素-1(ET-1)、NO和內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelialnitricoxidesynthase，eNOS)水平和活性，及心肌組織eNOSmRNA的表達，旨在探討上述內(nèi)皮源性血管活性物質(zhì)的近日節(jié)律特征及光照對其影響。 方法：

5、清潔級健康雄性SD大鼠96只(購自河北醫(yī)科大學實驗動物中心)，體重250-300克，常規(guī)飼養(yǎng)于河北省人民醫(yī)院動物中心，自由進食，室溫維持在22±2℃。隨機分為三大組：正常對照明暗交替組12小時明：12小時暗(LD；08:00到20:00光照，20:00到次日8:00黑暗)、24小時持續(xù)光照組(LL)、24小時持續(xù)黑暗組(DD)。每組各32只。飼養(yǎng)8周后，分別于不同時間點(02:00、08:00、14:00、20:00)處死，留取血漿、血

6、清和心肌組織。分別采用放免法、比色法和硝酸還原法檢測血液和心肌組織中ET-1、NO、eNOS的含量及活性。采用反轉(zhuǎn)錄PCR法檢測心肌組織eNOSmRNA的表達。研究血液和心肌組織中ET-1、NO、eNOS晝夜節(jié)律特征，比較三組間時間生物學特征有無顯著區(qū)別。 結(jié)果：1.經(jīng)方差分析顯示，DD組血漿及心肌組織ET-1水平顯著高于LD組(P＜0.01)，而LL組顯著低于LD組(P＜0.05)。DD組血清及組織NO含量顯著高于LD組(P＜

7、0.01)，而LL組顯著低于LD組(P＜0.01)，三組間存在統(tǒng)計學差異。三組間血清及心肌組織eNOS活性無顯著差異(P＞0.05)。說明光信號的刺激可對血漿及心肌組織中ET-1、NO水平產(chǎn)生影響。對LD組大鼠血中ET-1、NO、eNOS結(jié)果應用最小二乘法進行余弦擬合，得出各自的擬合曲線及特征值。經(jīng)零振幅檢驗顯示，各測量值均呈現(xiàn)典型的晝夜節(jié)律變化(P＜0.05)，其峰值分別位于02:00、06:00及07:00。LL組ET-1、NO、e

8、NOS也呈現(xiàn)節(jié)律性(P＜0.05)，其最高值分別位于05:00、07:00及17:00。DD組血ET-1、NO、eNOS存在節(jié)律性(P＜0.01)，且振幅較大，峰值位于22:00、04:00及06:00。說明正常大鼠血中ET-1、NO、eNOS存在近日節(jié)律特征，光照和黑暗組其峰值位相發(fā)生改變。LD組大鼠心肌組織ET-1、NO、eNOS呈現(xiàn)典型的近日節(jié)律特征(P＜0.05)。其峰值分別位05:00、07:00及02:00。LL組心肌組織E

9、T-1、NO、eNOS水平也呈現(xiàn)近日節(jié)律性(P＜0.05)，其最高值分別位于07:00、15:00及16:00。DD組ET-1、NO、eNOS存在節(jié)律性(P＜0.01)，峰值位于20:00、08:00及02:00。方差分析示，各組大鼠心肌組織eNOSmRNA表達的平均水平無顯著變化(P＞0.05)。LD組大鼠心肌組織eNOSmRNA表達呈現(xiàn)典型的晝夜節(jié)律變化(P＜0.01)，其峰值位于01:00。LL組和DD組eNOSmRNA表達也呈現(xiàn)

10、典型近日節(jié)律性(P＜0.05)，其最高值分別位于07:00和02:00。以上結(jié)果說明正常大鼠心肌組織eNOSmRNA表達的時間生物學特征存在近日節(jié)律性，光照和黑暗組其峰值位相均發(fā)生改變。LD組eNOS在心肌組織mRNA表達、組織及血清活性峰值位相分別位于01:00、02:00和07:00，心肌組織及血清eNOS活性峰值位相分別較心肌組織eNOSmRNA表達滯后1小時和6小時，提示心肌組織eNOSmRNA表達和心肌組織eNOS活性呈一致性

11、，而血清eNOS活性峰值位相較為滯后。 結(jié)論：1.正常大鼠血和心肌組織中ET-1、NO、eNOS含量或活性存在典型的近日節(jié)律特征；心肌組織中eNOSmRNA表達亦呈現(xiàn)明顯的近日節(jié)律。2.明暗周期的交替對于大鼠血和心肌組織中ET-1、NO、eNOS晝夜節(jié)律的維持起重要作用。然而其晝夜節(jié)律的出現(xiàn)又不完全取決于明暗周期的存在，而是由機體內(nèi)部固有的內(nèi)源性節(jié)律所決定的。3.外源性光信號能影響ET-1、NO、eNOS晝夜節(jié)律的表達形式，可對