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目的:高血压(hypertension,HT)是一种以动脉血压持续升高为主要表现的慢性疾病,常引起心、脑、肾等重要器官的病变。深入理解高血压发生、发展中的机制,对预防及治疗高血压有重要意义。血管张力的持续增加是高血压的基本病理生理机制,而血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)上的离子通道的活动在调节血管张力中起重要作用。研究证实大电导钙激活钾通道(large-conductance calcium-activated potassium channels,BKCa)是血管平滑肌分布最丰富、单通道电导最大(100300 pS)的K+通道,在血管张力调节中起负反馈调节作用。自发瞬时外向电流(spontaneous transient outward currents,STOCs)是由于细胞内局部[Ca2+]i显著增加(Ca2+火花)进而激活邻近细胞膜上的BKCa所产生的,STOCs的变化与细胞上BKCa的变化相关联。已有研究报道高血压的发病机制与BKCa的功能失调有关。最近几年雄激素(testosterone,TES)与高血压之间的联系成为研究的热点,TES对高血压的作用及其作用机制还不完全清楚。已在高血压动物模型上研究发现BKCa参与了TES舒张胸主动脉的作用,但动物实验的结果并不完全真实反映TES与人类高血压之间的关系。本课题以人体肠系膜动脉为研究对象,通过离体血管环实验观察TES对高血压患者肠系膜动脉的作用,以及全细胞膜片钳实验观察高血压患者肠系膜动脉血管平滑肌细胞BKCa宏观电流和STOCs以及它们对TES的反应性改变,探讨其作用机制。方法:(1)血管环实验:于溶液Ⅰ中迅速分离肠系膜动脉,选取内径为100200μm的肠系膜动脉将其剪成长约1.41.8 mm的血管环,用两根银丝平行穿过动脉环并用螺丝钉固定在氧饱和、37℃的DMT浴槽中。血管环经过张力换能器、生物放大器与生理记录仪相连,采用Chart软件采集数据并进行分析。KCl检验血管环活性并引起预收缩。观察TES对高血压患者肠系膜动脉血管环张力的作用。(2)全细胞膜片钳实验:将分离好的肠系膜动脉,纵向剖开剪成2 mm×2 mm的组织条块,用木瓜蛋白酶和Ⅺ型胶原酶进行两步消化成单个细胞。选取具有较强立体感,表面光滑的长条形平滑肌细胞进行实验,采用全细胞穿孔膜片钳技术记录BKCa宏观电流及STOCs。电流信号经膜片钳放大器Axopatch 200B输入计算机,经Clampex 10.1软件采集电流,Clampfit 10.1、MiniAnalysis 6.0软件系统进行数据分析。观察高血压患者BKCa电流密度及STOCs幅度和频率变化,以及它们对TES的反应性。结果:(1)100μM TES对肠系膜动脉血管环张力的影响:①TES引起HT组(高血压组)和NT组(血压正常组)血管环舒张百分比分别为78.92±6.25%、92.99±3.72%(nHT= 9、nNT =10,P>0.05)。②1mM tetraethylammonium(TEA,BKCa非特异性阻断剂)预处理NT组血管环前后TES的舒张百分比分别为92.99±3.72%、75.50±3.29%(n=10,P<0.05);1mM TEA预处理HT组血管环前后TES的舒张百分比分别为78.92±6.25%、76.36±3.97%(n=9,P>0.05)。③对照中TES的舒张百分比为92.99±3.72%,glibenclamide(GLI,KATP阻断剂),Nω-nitro-L-arginine methyl ester(L-NAME,NO合酶抑制剂),flutamide(Androgen Receptor,AR拮抗剂)分别预处理血管环后TES的舒张百分比分别为:88.56±1.08%(n=4,P>0.05)、88.84±3.03%(n=4,P>0.05)、86.02±1.97%(n=5,P>0.05)。(2)TES对肠系膜动脉血管平滑肌BKCa的影响:①在+30 +60 mV测试电位下,HT组BKCa电流密度明显小于NT组,其中+ 60mV测试电位下BKCa电流密度分别为4.14±0.78 pA/pF、7.61±1.02 pA/pF(nHT =6,nNT =12,P<0.05)。②在+60mV测试电位下,NT组加100μM TES前后BKCa电流密度分别为7.61±1.02 pA/pF、16.21±2.43 pA/pF(n=12,P<0.05 );而HT组加100μM TES前后BKCa电流密度分别为4.14±0.78 pA/pF、5.85±1.26 pA/pF(n=6,P>0.05)。(3)TES对肠系膜动脉血管平滑肌STOCs的影响:①测试电位为-20 mV时,HT组和NT组STOCs幅值分别为15.93±3.26 pA、40.26±3.75 pA(nHT =5,nNT=6,P<0.05);STOCs频率分别为1.52±0.28 Hz、2.27±0.47 Hz(nHT =5,nNT=6,P<0.05)。②TES对HT和NT组STOCs幅度和频率的影响:实验观察到TES使HT组和NT组STOCs幅度和频率都有增加的趋势。结论:(1)TES舒张HT组血管作用小于NT组。(2)1mM TEA预处理能部分阻断NT组TES的舒张效应,但HT组TEA预处理阻断TES的舒张效应不明显。(3)GLI、L-NAME、flutamide预处理均不能阻断TES的舒张效应。(4)与NT组相比,HT组BKCa电流密度更小,STOCs幅值及频率更低。(5)TES能使NT组肠系膜动脉血管平滑肌细胞BKCa活性明显增加,但HT组中TES的这种增加BKCa活性的作用不明显。此外,在HT组和NT组均可观察到TES使STOCs幅值及频率增高的现象。(6)TES舒张NT组血管的作用大于HT组,这与NT组肠系膜血管平滑肌BKCa有正常的反应性有关,在HT组肠系膜中的BKCa对TES的反应性降低,可能其舒张功能受损。