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(xué)機(jī)制.pdf

1、目的：人體各系統(tǒng)的生理活動(dòng)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(dòng)、直至個(gè)體的心理行為幾乎都存在著不同頻率的周期性波動(dòng)。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(shí)，一般為20～28小時(shí)；2、超日節(jié)律(Ultradian Rhythm)，節(jié)律周期明顯短于24小時(shí)，一般短于20小時(shí)；3、亞日節(jié)律(InfradianRh

2、ythm)，節(jié)律周期顯著長于24小時(shí)，一般長于28小時(shí)。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(rèn)識(shí)血壓的時(shí)間生物學(xué)特性、深入探討血壓生物節(jié)律的調(diào)節(jié)機(jī)制對于更好的防治高血壓病具有重要意義。 血壓水平的調(diào)節(jié)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。在這個(gè)過程中，腎素-血管緊張素(RAS)系統(tǒng)、兒茶酚胺

3、、血管內(nèi)皮源性活性物質(zhì)等起著至關(guān)重要的作用，上述血管活性物質(zhì)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(zhì)的晝夜波動(dòng)特征對于進(jìn)一步了解血壓近日節(jié)律的調(diào)控及其機(jī)制具有重要意義。此前，國外部分學(xué)者曾對腎素(Ren)、血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)等物質(zhì)的血漿水平或活性進(jìn)行了初步研究，證實(shí)上述物質(zhì)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(zhì)的組織分布以及分子水平的表達(dá)是否存在近日節(jié)律尚不清

4、楚，且血管活性物質(zhì)的晝夜波動(dòng)與血壓晝夜節(jié)律之間的關(guān)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(jìn)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(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)，生命體經(jīng)歷著周而復(fù)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(yīng)生存環(huán)境，生命體內(nèi)的各種生理、生化或代謝過程也不斷發(fā)

5、生著相應(yīng)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(shí)間生物學(xué)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(shí)驗(yàn)鼠血內(nèi)Ren、AngⅡ、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)的時(shí)間生物學(xué)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(dá)的周期性變化。同時(shí)研究了RAS系統(tǒng)的近日節(jié)律與血壓晝夜波動(dòng)特征之間的關(guān)系，旨在進(jìn)一步揭示人體血壓近

6、日節(jié)律的機(jī)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(jìn)食，給予嚴(yán)格的12小時(shí)光照/12小時(shí)黑暗。飼養(yǎng)12周后，分別于同日24小時(shí)內(nèi)不同時(shí)間點(diǎn)(02:00、08:00、14:00、20

7、:00每6小時(shí)一批)隨機(jī)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(dá)水平。應(yīng)用余弦擬合法分析三組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物血及心肌組織中各指標(biāo)含量或活性的時(shí)間生物學(xué)特征，采用零振幅檢驗(yàn)(zero amplitude test)評(píng)價(jià)各檢測指標(biāo)的近日節(jié)律是否確實(shí)存在，應(yīng)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(jì)學(xué)顯著性差異。 結(jié)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(dá)統(tǒng)計(jì)學(xué)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(jì)學(xué)顯著性差別。結(jié)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(dá)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(dá)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(dá)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(yàn)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(zhì)的峰值較M組、F組均提前，峰值時(shí)刻分別為21:13、21:48、20:36。此外，M組、F組各物質(zhì)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(dòng)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(dá)水平均具有晝夜節(jié)律，其節(jié)律特征與血中Ren、ACE等物質(zhì)相似，即三組的峰值相位出現(xiàn)于夜間時(shí)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(zhì)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(zhì)不同，M組、F組、D組AT1 mRNA的峰值時(shí)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(shí)間生物學(xué)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(dòng)節(jié)奏是基本同步的。但RenmRNA與ACEmRNA的節(jié)律峰值時(shí)刻略晚于相應(yīng)組血中Ren或ACE的峰值時(shí)刻。 6、對M組、F組、D組大鼠的血壓，應(yīng)用最小二乘法進(jìn)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(yàn)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(jié)果表明，大鼠血中Ren、ACE、AngⅡ與心肌組織Ren mRNA、ACE mRNA、AT1 mRNA的表達(dá)水平均具有近日節(jié)律性，各指標(biāo)之節(jié)律特征相似，且其節(jié)律的峰值時(shí)刻與血壓基本一致。這種節(jié)律可能是內(nèi)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(dòng)可能發(fā)