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心脏不仅是推动血液流动的动力器官,同时也具有内分泌功能,它可以生成和分泌钠尿肽激素。钠尿肽激素以钠尿肽家族(family of natriuretic peptides,NPs)的形式存在于人和哺乳动物体内,其成员有心房钠尿肽(atrial natriuretic peptide,ANP)、脑钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)、C-型钠尿肽(C-type natriuretic peptide,CNP)和D-型钠尿肽(dendroaspis natriuretic peptide,DNP)。此类激素的主要生物学作用是排钠利尿,参与水盐平衡和血压调节等,对维持人体内环境稳态发挥重要的作用。 ANP是钠尿肽家族中最先发现的肽类激素,由心房肌细胞合成和释放,并与心脏、血管、中枢神经系统、淋巴组织、生殖器官及肾脏组织等存在的钠尿肽受体(natriuretic peptide receptors,NPRs)结合,从而发挥舒张血管、降低血压、利钠利尿、抑制细胞增殖、调节免疫、保护细胞和参与脂质代谢等作用。研究表明,物理因素、体液因素和神经因素等均能影响ANP分泌。如增加血容量、心房膨胀或内压升高、缺血缺氧、细胞内高渗透压、细胞外K+和Na+均能调节ANP的分泌;内皮素、血管紧张素Ⅱ、糖皮质激素等体液因素也能影响ANP的释放,静脉注射血管紧张素Ⅱ、酚妥拉明、抗利尿激素和前列腺素等均可使血浆ANP浓度增加。相反,一氧化氮可抑制心房ANP的分泌。另外,肾上腺素能、胆碱能以及肽能受体对ANP分泌也有调节作用。然而心房肌细胞的牵张(stretch)刺激被认为是调节ANP分泌的最关键性因素。 缺氧是一种组织得不到充足的氧或不能充分利用氧时,组织的代谢、功能等发生异常变化的病理过程。而细胞膜上的钠泵(Na+-K+/ATPase)是利用水解ATP所释放出的能量来完成离子跨膜转运的酶类。所以,当组织缺氧时由于ATP生成不足,最终导致Na+-K+/ATPase的功能障碍和衰竭。早在1986年有研究报道,缺氧缺血是心房肌细胞分泌ANP的最有效因素之一,之后许多在体和离体实验也证实了此观点。在离体情况下,缺氧条件不仅能使体外培养的心房肌细胞增加ANP的释放,而且也可促进大鼠离体灌流心脏ANP的分泌。在体情况下,急性缺氧能使家兔血浆ANP浓度明显增高。另外,缺氧性肺动脉高压引起肺心病的患者血浆中,ANP含量明显高于正常人。但缺氧时ANP分泌变化与Na+-K+/ATPase活性相互关系尚不清楚。 因此,本实验利用家兔离体心房灌流装置和氮气制备急性缺氧模型,采用Na+-K+/ATPase抑制剂和逆向Na+-Ca2+交换体抑制剂,并结合组织学染色法及放射免疫技术,观察急性缺氧对家兔离体心房 ANP分泌的影响,探讨ANP分泌变化与Na+-K+/ATPase活性相互关系,为缺氧时研究ANP分泌机制及其功能提供必要的实验依据。 本实验结果如下: 1.与对照循环相比,急性缺氧明显促进心房ANP分泌(P<0.001),同时显著抑制心房搏动压(P<0.001)和心房搏出量(P<0.001)。 2.与对照循环相比,Na+-K+/ATPase抑制剂ouabain(6.0μmol/L)明显增加心房ANP分泌(P<0.001);而心房搏动压和心房搏出量起初出现轻微增高(分别为P<0.01,P>0.05),后明显下降(均为P<0.01)。 3.与对照循环比较,预处理ouabain(6.0μmol/L)后再造缺氧时,心房ANP的分泌依然显著增加(P<0.001),但与处理ouabain时的ANP分泌相比缺氧并未明显增加ANP的释放(P>0.05)。与仅缺氧时比较,预处理ouabain后再造缺氧,ouabain(6.0μmol/L)尽管并不完全阻断但能明显抑制缺氧诱导心房ANP分泌增加的效应(P<0.01)。心房搏动压和心房搏出量与对照循环比较仍显著下降(均P<0.01)。 4.心房组织HE染色结果显示,急性缺氧使心房组织出现心肌细胞间质水肿和心肌细胞水肿。而仅处理ouabain(6.0μmol/L)后只能观察到心肌细胞间质水肿,未能观察到心肌细胞的水肿。预处理ouabain(6.0μmol/L)后再造缺氧的心房组织与仅缺氧的心房组织呈现类似的变化,即同时出现心肌细胞间质水肿和细胞水肿。 5. HE染色结果进一步显示,预处理逆向 Na+-Ca2+交换体抑制剂KB-R7943(10μmol/L)后再给与ouabain(6.0μmol/L)的心房组织出现心肌细胞水肿,但未呈现细胞间质水肿。 以上结果提示: 1.急性缺氧明显增加家兔离体心房ANP的分泌。 2. Na+-K+/ATPase抑制剂ouabain能明显促进家兔离体心房ANP的释放,并显著抑制缺氧诱导ANP分泌增加的效应。 3.缺氧诱导心房ANP分泌增加的作用与Na+-K+/ATPase活性抑制以及心房肌细胞受到牵张刺激有关。