一、研究背景及目的随着生活水平的提高、人类寿命的延长,人口结构老龄化呈现世界性的发展趋势。世界卫生组织预计,60岁以上人口占全球人口的比例将从2006年的11 %上升到2050年的22 %。中国第五次人口普查显示,60岁以上老年人口已达1.3亿,占总人口的10.41 %,是目前世界上老年人口最多的国家,其中65岁以上人口达8,811万,占总人口的6.96 %,依照人口年龄结构的标准我国已经进入了老龄化国家行列。衰老过程中伴随着各种疾病的发生,尤其是心血管疾病,也是导致缺血性心脏病发病率和死亡率升高的一个主要独立危险因素。研究显示,机体衰老可导致全身胰岛素抵抗(Insulin resistance,IR),且IR与老年心血管疾病的高发病率密切相关。然而,IR的病理机制至今尚未阐明。此外,衰老还可引起血管发生改变包括动脉粥样硬化斑块的形成、血管反应性的改变等,理解衰老的进程,对减缓血管衰老,提高生存质量,降低老年人心血管疾病的发生有重要意义。本研究旨在通过研究老年大鼠胸主动脉血管的功能变化特点及其能量代谢的变化和线粒体功能的测定,对老年大鼠胸主动脉的动脉粥样硬化发展和IR发生进行初步的探究,为临床治疗老年性心血管疾病提供研究依据。二、研究方法1.动物实验分组:将实验动物分为两组(n=8)。①老年大鼠组(24月龄),②成年健康大鼠组(5月龄)。2.动脉血管环标本的制作及功能测定:取成年或老年雄性SD大鼠胸主动脉置于预冷的K氏液中。分离干净结缔组织,剪切成大约2-3 mm的环形标本。将血管环悬挂于37℃的8 ml K氏液的浴槽中,持续通95 % O2 + 5 % CO2混合气。连接张力换能器,记录血管环张力变化。平衡1h后,加入去甲肾上腺素(Norepinephrine,NE) l mol/l,以检验标本的活性,然后冲洗至基线。稳定40 min后开始实验。若血管的舒张幅度>80%表示内皮完整,表明血管内皮的损伤程度极小,完整性良好;若不舒张或舒张幅度<30%表示血管内皮损伤程度较大,功能不完整。3.血管一氧化氮( nitrous oxide, NO )含量测定:取各组血管灌流液,按照NO试剂盒要求,采用Griess呈色反应及比色方法测定NO含量,以NaNO2为标准品作标准曲线,用分光光度计测定吸光度(540 mm)并进行计算。4.血管能量代谢的测定:通过测量AMPK的蛋白表达,评测血管能量代谢的变化特点。5.线粒体功能的测定:采用782型氧气消耗仪器测定胸主动脉细胞内线粒体的氧气消耗,以此评价线粒体氧耗功能。三、结果1.老年大鼠的体重普遍的要高于成年大鼠的体重(276±5 vs 775±2 g,n=8, P<0.01)。成年大鼠的体重处于生长的高峰期,在整个实验的过程中可见体重迅速增加,与此相反的是,老年大鼠的体重相对处于稳定期。2.禁食12 h后,老年大鼠的全血血糖水平明显高于成年健康大鼠的全血血糖水平(4.21±0.06 vs 5.70±0.03 mmol/l,n=8, P<0.05)。老年大鼠的血浆胰岛素水平明显高于成年健康大鼠血浆胰岛素水平(14.4±0.2 vs 23.6±0.2 g,n=8, P<0.05)。由此可知,老年大鼠与成年健康大鼠相比,存在着全身IR。3.成年健康大鼠内皮细胞的NO产生量与老年大鼠内皮细胞的NO产生量相比差异显著(45.33±0.38 vs 9.07±0.15 umol/l,n=8, P<0.05)。4.成年健康大鼠AMPKα1的蛋白表达与老年大鼠AMPK的蛋白表达相比,老年大鼠蛋白表达降低显著(P<0.05)成年健康大鼠的线粒体氧气消耗与老年大鼠的线粒体氧气消耗相比,差异明显(2.42±0.03 vs 1.33±0.33 umol/min/g,n=8, P<0.05)。四、结论1.与正常健康成年大鼠相比,老年大鼠的体重增加明显,但是变化小,体重的增加明显可能会诱发和加重IR;胸主动脉的收缩舒张功能的特点是,收缩舒张功能均下降,其中舒张功能下降的程度更高,同时NO的含量明显下降,说明血管内皮功能发生紊乱,导致血管的舒张功能下降。2.与正常健康成年大鼠相比,老年大鼠的全血血糖和血浆胰岛素水平均明显升高,说明老年大鼠已然发生了全身性IR。3.与正常健康成年大鼠相比,老年大鼠胸主动脉能量代谢的主要蛋白酶AMPK的表达下降,直接影响到细胞的能量代谢,导致了血管功能的下降明显,加重了血管内皮功能紊乱和IR状态。4.与正常健康成年大鼠相比,老年大鼠细胞内线粒体的氧气消耗能力下降,使得线粒体产能供能下降,导致细胞、组织和器官的功能受损,亦可加重血管内皮功能紊乱和IR状态。