Ⅰ Nuclear factor-κB in hypothalamic paraventricular nucleus contributes to neurohumoral excitation i

来源 :山西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuzhidanxu
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心力衰竭(心衰)是多种心血管疾病发展的终末阶段,同时是多种疾病引发死亡的重要原因。其中,冠心病导致的心肌缺血始终是引发心衰的首要因素之一。目前针对心衰机制的研究较多,其中神经体液兴奋机制已普遍被接受,该机制认为心衰早期交感神经系统最先被激活,随之带动肾素—血管紧张素—醛固酮系统、下丘脑-垂体系统、细胞因子和肽类信号系统的激活,多因素共同作用不断加重心衰的病理过程。临床研究证实小剂量的β1受体阻断剂可明显降低慢性心衰病人的死亡率。因此,心衰时交感神经活动增强的机制已成为心衰研究的焦点之一。神经解剖学证实脊髓交感节前神经元接受重要的心血管中枢—下丘脑室旁核(PVN)神经元活动的调节,Kang等人发现心衰时该中枢肾素-血管紧张素系统(RAS)、炎性细胞因子(PIC)及氧化应激反应增强并明显影响外周交感神经放电,心功能随之恶化。但导致中枢内这些体液因子变化的因素尚未确定。以往的研究发现核转录因子-κB(NF-κB)是细胞内调节炎症及应激反应的重要因子之一,许多因素可以使胞浆内的IκB激酶(IKK)发生磷酸化,进而使抑制性蛋白IκB发生磷酸化并从NF-κB解离,暴露NF-κB的活性部位(p50或p65),与核内目的基因的启动子或增强子上特定的κB位点结合,启动和调控目的基因的转录。研究证明NF-κB对RAS、PIC及部分超氧化物的生成有至关重要的调节作用,但它在心衰时PVN区域的作用尚未见报道。 本研究首先探讨了PVN区域的NF-κB是否参与了心衰时外周神经体液的兴奋作用。取体重在250~275克之间的雄性SD大鼠,首先接受侧脑室插管术(通过此路径给药),2天后制作心衰动物模型或假手术模型,方法:经气管插管连接呼吸机,开胸结扎冠状动脉左前降支(假手术组不必结扎),关胸后大鼠给予正常饲养,同时经侧脑室插管连接渗透压泵给予干预药物-SN50(NF-κB作用的抑制剂,2μg/h.ICV)或空白对照药物(vehicle,人工脑脊液,0.25μl/hr.ICV)。4周后,测血流动力学观察心功能;计算右心室/体重比(RVW/BW),肺/体重比(lung/BW)反映左心前负荷变化;取脑组织及外周血,观察PVN区域神经元激活情况(Fra-LI的表达),NF-κB亚基p50以及NF-κB激活标志物之一p-IKKβ(磷酸化IκB激酶)的表达,测量外周血去甲肾上腺素(NE,代表交感神经活动情况)和血管紧张素Ⅱ(ANGⅡ,代表外周体液因素的变化)的水平。结果:心衰大鼠与假手术大鼠比较心功能明显低下(左室舒张末期压力LVEDP,±dp/dtmax比较,P<0.05),左心前负荷升高(RVW/BW,lung/BW,P<0.05),PVN区域的Fra-LI、NF-κBp50以及p-IKKβ表达增加(P<0.05),外周血NE和ANGⅡ升高(P<0.05);接受SN50治疗的心衰大鼠与vehicle治疗的心衰大鼠比较,LVEDP,RVW/BW和lung/BW有所降低(P<0.05),±dp/dtmax升高(P<0.05),PVN区域的Fra-LI、NF-κBp50以及p-IKKβ表达减少(P<0.05),外周血NE和ANGⅡ下降(P<0.05)。结论:以上结果说明心衰时PVN区域的NF-κB被明显激活并参与了心衰时外周神经体液兴奋机制。 随后,本研究更进一步探讨了心衰时PVN区域的NF—κB是否通过促进局部RAS、PIC及超氧化物的生成参与了心衰时外周神经体液的兴奋作用。采用的研究方法基本与第一部分相同,侧脑室给予的干预药物分别包括:洛沙坦(LOS,AT1—R阻断剂,20μg/h.ICV),己酮可可碱(PTX,TNF—α合成抑制剂,10μg/h.ICV),tempol(TEMP,氧化物清除剂,80μg/h.ICV),SN50或vehicle。结果:1)4周后,LOS与SN50的治疗均降低了心衰大鼠的LVEDP,RVW/BW和lung/BW(P<0.05),±dp/dtmax升高(P<0.05),外周血NE和ANGⅡ(P<0.05),LOS减少了PVN区域的NF—κBp50,p—IKKβ以及血管紧张素转换酶(ACE)表达(P<0.05),SN50下调了PVN区域ACE表达(P<0.05),该结果说明心衰时PVN区域的RAS参与了NF—κB的激活,NF—κB进一步促进了中枢RAS的神经体液兴奋作用;2)4周后,PTX与SN50的治疗均降低了心衰大鼠的LVEDP,RVW/BW和lung/BW(P<0.05),±dp/dtmax升高(P<0.05),外周血NE和ANGⅡ(P<0.05),PTX减少了PVN区域的NF—κBp50,p—IKKβ,TNF—α以及IL-1β表达(P<0.05),SN50下调了PVN区域TNF—α和IL-1β表达(P<0.05),该结果说明心衰时PVN区域的PIC参与了NF—κB的激活,NF—κB进一步促进了中枢PIC的神经体液兴奋作用;3)4周后,TEMP与SN50的治疗均降低了心衰大鼠的LVEDP,RVW/BW和lung/BW(P<0.05),±dp/dtmax升高(P<0.05),外周血NE和ANGⅡ(P<0.05),TEMP减少了PVN区域的NF—κBp50,p—IKKβ,DHE以及gp91phox表达(P<0.05),SN50下调了PVN区域DHE以及gp91phox表达(P<0.05),该结果说明心衰时PVN区域的氧化应激反应参与了NF—κB的激活,NF—κB进一步促进了中枢超氧化物的神经体液兴奋作用。 结论:综合以上结果说明: 1、心衰时PVN区域的NF—κB被明显激活并参与了心衰时外周神经体液兴奋的机制; 2、心衰时PVN区域的RAS参与了NF—κB的激活,NF—κB进一步促进了中枢RAS的神经体液兴奋作用; 3、心衰时PVN区域的PIC参与了NF—κB的激活,NF—κB进一步促进了中枢PIC的神经体液兴奋作用; 4、心衰时PVN区域的氧化应激反应参与了NF—κB的激活,NF—κB进一步促进了中枢超氧化物的神经体液兴奋作用。心血管中枢PVN区域的NF—κB对心衰的发生发展起着至关重要的推动作用。 胰岛的内分泌活动受自主神经调节,有研究认为自主神经功能异常可能是加重糖尿病的原因之一,其中包括交感神经的激活。为了深入探讨交感神经在2型糖尿病中的作用机制,本研究采用化学性交感神经阻断术来降低外周交感神经活动,即实验动物静脉给予6—羟基多巴胺(6—OHDA;100mg/kg),观察胰岛素分泌的变化,心功能和肾功能的改变,并探讨其可能机制。雄性SD大鼠(80-100g)给予高脂饮食,6周后,空腹状态下大鼠腹腔注射链尿佐菌素(STZ,35mg/kg,i.p.)制作2型糖尿病大鼠模型,对照组大鼠给予正常饮食,腹腔注射柠檬酸盐缓冲液。2天后取空腹血测血糖和胰岛素,同时静脉一次性注射6—OHDA或对照药物(vehicle,PBS溶解的维生素C溶液)。此后,所有实验大鼠给予正常饮食。4周后,免疫组化方法观察多巴胺—β—羟化酶(DBH,反映交感神经活动的指标)在胰岛、心脏和肾脏的表达,以证实这些组织内的交感活动被降低;取大鼠空腹静脉血,测血糖,胰岛素,肾功能指标(血尿素氮、肌酐);血流动力学测大鼠心功能(LVEDP和±dp/dtmax);免疫组化方法检测心脏PKC—βⅡ和肾脏TGF—β。Westernblot检测肾脏TGF—β。 结果显示: 6—OHDA降低了DBH在糖尿病大鼠和正常大鼠胰岛、心脏和肾脏的表达;vehicle治疗组糖尿病大鼠血糖、尿素氮和肌酐水平明显高于6—OHDA治疗组糖尿病大鼠,而胰岛素水平在两组间无明显差异;6—OHDA治疗组糖尿病大鼠心功能较vehicle治疗组糖尿病大鼠明显改善。糖尿病大鼠心脏PKC—βⅡ和肾脏TGF—β表达均高于正常大鼠,6—OHDA有效地降低了二者的表达。 上述研究结果提示: 1、阻断交感神经的作用能增加胰岛内β细胞的数量,但不能提高胰岛素的水平; 2、2型糖尿病早期,交感神经活动可诱导心肌PKC—βⅡ的表达,其结果促进心功能的减退; 3、2型糖尿病早期,交感神经活动可诱导肾脏TGF—β的表达,其结果促进肾功能的减退。
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