年齡、性別對腎素-血管緊張素系統(tǒng)和血壓的近日節(jié)律的影響及其分子生物學機制.pdf

1、目的：人體各系統(tǒng)的生理活動均具有明顯的節(jié)律現(xiàn)象，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(Circadian Rhythm，或稱晝夜節(jié)律，Diumal Rhythm)，節(jié)律周期接近24小時，一般為20～28小時；2、超日節(jié)律(Ultradian Rhythm)，節(jié)律周期明顯短于24小時，一般短于20小時；3、亞日節(jié)律(InfradianRh

2、ythm)，節(jié)律周期顯著長于24小時，一般長于28小時。在人類最為常見且研究最多的是近日節(jié)律，心血管系統(tǒng)的多數(shù)生理與病理現(xiàn)象均屬此類。近年研究發(fā)現(xiàn)，人體血壓呈現(xiàn)為典型的近日節(jié)律特征，并且在高血壓患者中，血壓的晝夜節(jié)律特征具有重要臨床意義。因此，充分認識血壓的時間生物學特性、深入探討血壓生物節(jié)律的調節(jié)機制對于更好的防治高血壓病具有重要意義。 血壓水平的調節(jié)是一個非常復雜的過程。在這個過程中，腎素-血管緊張素(RAS)系統(tǒng)、兒茶酚胺

3、、血管內皮源性活性物質等起著至關重要的作用，上述血管活性物質的水平或活性變化將對血壓水平產(chǎn)生顯著影響。因此，深入探討血管活性物質的晝夜波動特征對于進一步了解血壓近日節(jié)律的調控及其機制具有重要意義。此前，國外部分學者曾對腎素(Ren)、血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)等物質的血漿水平或活性進行了初步研究，證實上述物質的血濃度或血漿活性存在典型的晝夜節(jié)律現(xiàn)象。但這些研究多數(shù)僅限于血循環(huán)水平。上述物質的組織分布以及分子水平的表達是否存在近日節(jié)律尚不清

4、楚，且血管活性物質的晝夜波動與血壓晝夜節(jié)律之間的關系亦有待深入探討。生命體的各種節(jié)律現(xiàn)象是在漫長的生物進化過程中逐漸產(chǎn)生并作為一種遺傳信息保持下來的。自地球上出現(xiàn)生命伊始，伴隨著地球的公轉與自轉，生命體經(jīng)歷著周而復始的溫度(一年四季的溫度差異與晝夜溫度差異)與亮度(主要是晝夜之間的明暗交替)的周期性變化。由于年齡不同，生命體經(jīng)歷的周圍環(huán)境的周期性變化的多少有所不同；由于性別不同，為適應生存環(huán)境，生命體內的各種生理、生化或代謝過程也不斷發(fā)

5、生著相應的變化，并逐漸成為一種重要的遺傳特征與基本生命現(xiàn)象。 本研究旨在探討不同性別的老齡大鼠和青年大鼠RAS系統(tǒng)的時間生物學特征及年齡和性別對大鼠RAS系統(tǒng)及血壓的近日節(jié)律的影響，研究了實驗鼠血內Ren、AngⅡ、血管緊張素轉換酶(ACE)的時間生物學特征以及心肌組織中Ren、ACE、血管緊張素Ⅱ1型受體(AT1受體)mRNA表達的周期性變化。同時研究了RAS系統(tǒng)的近日節(jié)律與血壓晝夜波動特征之間的關系，旨在進一步揭示人體血壓近

6、日節(jié)律的機制。 方法：將96只SD大鼠分為三組，每組各32只：組1(M組)為雄性17月齡大鼠(重量400g～440g)，組2(F組)為雌性17月齡大鼠(重量380g～420g)，組3(D組)為健康雄性3月齡大鼠(重量250g～275g)。大鼠被放在與周圍環(huán)境隔離的控制室，溫度控制在(25±3℃)，自由進食，給予嚴格的12小時光照/12小時黑暗。飼養(yǎng)12周后，分別于同日24小時內不同時間點(02:00、08:00、14:00、20

7、:00每6小時一批)隨機處死M組、F組、D組中的各8只大鼠并留取血漿、血清、和心肌組織。分別檢測大鼠血中Ren、ACE、AngⅡ的濃度或活性與心肌組織Ren mRNA、ACE mRNA與AT1 mRNA的表達水平。應用余弦擬合法分析三組實驗動物血及心肌組織中各指標含量或活性的時間生物學特征，采用零振幅檢驗(zero amplitude test)評價各檢測指標的近日節(jié)律是否確實存在，應用方差分析法比較各均值之間差異的顯著性，p<0.05

8、視為有統(tǒng)計學顯著性差異。 結果：1、方差分析顯示，D組血中Ren活性、ACE、AngⅡ水平均顯著高于M組和F組(P<0.001)，而F組較M組有降低趨勢，但未達統(tǒng)計學顯著性差異。提示不同年齡的大鼠其RAS系統(tǒng)的活性水平亦不同：青年雄性大鼠血漿或血清中的Ren、ACE、AngⅡ的水平或活性顯著高于老齡雄性和雌性大鼠。老齡雄性大鼠與老齡雌性大鼠的Ren活性、ACE、AngⅡ的水平或活性無統(tǒng)計學顯著性差別。結果表明，大鼠RAS的活性水

9、平隨年齡增長而降低，性別對老齡大鼠RAS的活性水平無顯著影響。 2、對M組、F組、D組大鼠心肌組織Ren mRNA、ACE mRN與AT1 mRNA的表達水平行方差分析顯示，青年雄性大鼠(即D組)Ren mRNA、ACE mRNA的表達水平顯著高于M組和F組；M組與F組，無顯著差別。與之相反，AT1 mRNA的表達水平在D組最低，而在F組最高。 3、余弦擬合分析與零振幅檢驗示，M組、F組、D組大鼠血漿或血清Ren、ACE

10、、AngⅡ濃度或活性均呈現(xiàn)典型的近日節(jié)律(P<0.05)。M組Ren活性、ACE、AngⅡ的最高值分別位于23:17、23:33、23:20，F(xiàn)組大鼠Ren活性、ACE、AngⅡ的峰值分別位于23:27、0:00、23:53。而D組三種物質的峰值較M組、F組均提前，峰值時刻分別為21:13、21:48、20:36。此外，M組、F組各物質余弦曲線的振幅均較D組減小，提示老齡大鼠組血清Ren、ACE、AngⅡ的晝夜波動幅度較青年大鼠組減小。

11、 4、大鼠心肌組織Ren mRNA、ACE mRNA與AT1 mRNA的表達水平均具有晝夜節(jié)律，其節(jié)律特征與血中Ren、ACE等物質相似，即三組的峰值相位出現(xiàn)于夜間時段，而D組較M組和F組提前出現(xiàn)。在老齡雄性和雌性大鼠組，兩種物質的節(jié)律振幅均減低。而AT1 mRNA的節(jié)律特征卻與前兩種物質不同，M組、F組、D組AT1 mRNA的峰值時刻依次為20:44、20:26、22:09，F(xiàn)組較M組提前，D組最晚出現(xiàn)，且M組與F組節(jié)律振幅

12、均較D組增大。 5、血中Ren、ACE、AngⅡ與心肌組織Ren mRNA、ACEmRNA，其節(jié)律的時間生物學特征基本一致。說明血中與心肌組織中RAS系統(tǒng)的晝夜波動節(jié)奏是基本同步的。但RenmRNA與ACEmRNA的節(jié)律峰值時刻略晚于相應組血中Ren或ACE的峰值時刻。 6、對M組、F組、D組大鼠的血壓，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)零振幅檢驗示，各測量值均呈現(xiàn)典型的晝夜節(jié)律變化(P<0.05

13、)，M組、F組、D組血壓的峰值分別位于0:42、3:41及23:19。D組較M組、F組提前，F(xiàn)組血壓的峰值出現(xiàn)最晚，且M組、F組、D組血壓的節(jié)律振幅大致相同。上述結果表明，大鼠血中Ren、ACE、AngⅡ與心肌組織Ren mRNA、ACE mRNA、AT1 mRNA的表達水平均具有近日節(jié)律性，各指標之節(jié)律特征相似，且其節(jié)律的峰值時刻與血壓基本一致。這種節(jié)律可能是內源性的，并影響著血壓的晝夜節(jié)律。RAS系統(tǒng)各組分濃度或活性的晝夜波動可能發(fā)