雌激素对5-羟色胺在体外狗冠状动脉上量效收缩的压低作用及超敏现象的启示

雌激素对5-羟色胺在体外狗冠状动脉上量效收缩的压低作用及超敏现象的启示 雌激素对5-羟色胺在体外狗冠状动脉上量 效收缩的压低作用及超敏现象的启示 52 中国临床康复舅卷舅28期20o6—o7—25出版 ChineseJournalofClinicalRehabilitation,^252006Vo1.10No.28 雌激素对5一羟色胺在体外狗冠状动脉上量效收缩的压低作用及 超敏现象的启示?. 陈亮,黄煌 ? 基础研究? 湘南学院基础医学部,湖南省郴州市423000 陈亮?,男.1964年生,湖南省郴州市人,汉族,中南大学在读硕士,副 教授,主要从事心脑血管病的基础研究工作. 中圈分类~-:R714.252文献标识码:A文章111~':1671—5926(2006)28-0052-03 收稿El期:2006-03—11修回El期:2006-04-04(O6—5O一3—2102/N?Y) Ectsof17beta-estradiolonserotonin-induceddose. dependentcontractionsof/nvitrot~flBinecoronaryarteryand enlightenmentofsupersensitivityphenomenon ChenLiang.HuangHuang DepartmentofBasicMedicine,XianguanUniversity,Chenzhou423000, HallanProvince,China ,Studyingformaster'sdegree,Associateprofessor, ChenLiang? DepartmentofBasicMedicine,XianguanUniversity,Chenzhou423000, HallanProvince,China Received:2006—)3一l1Accepted:20o6—— Abstraet A?:Toestablishdose.responsecurvesof17B.estradiolandserotonin (5-oncaninecoronaryartery,searchthevascularringwith supersensitivityphenomenonandobserveitschangeregularity. MTHoDS:I1leexperimentwasperformedattheFunctionalLaboratory ofXianguanUniversityfromJunetoDecember20o5.1Theexperimental animalswereselectedasmalemongreldogs,whoseheartswerecollected andrinsedincoldK-Hsolution.Fromtheviewofregulatingarterial tension,theinvitrocaninecoronaryarterymodelofmuscularperfusion wasappliedintheexperiment?Inhibitionof17B—estradiolon5一HT_ eliciteddose.responsecontractionininvitrocoronaryvascularringwithout supersensitivityphenomenon:Afterequilibrationperiodofvascularring, 5一HTofcumulativeconcentrationsof10.8—10mol/Lwereaddedto establishdose—responsecurvesascontrol.whichwasreconstructedafter 20.minuteincubationwith17B—estradiolof30nmol/L.1~mol/L, 3trmol/Lor10~mol/L.(5一}rrcontractiononthecoronarytings withsupersensitivityphenomenon:Itwasexperimentalprotocolsthat vascularringswereconsideredsupersensitivewhencontraction mediatedby10-7mol/L5一HTwasmorethan500mg.Thentherings werecontractedtwicecontinuouslyandchangesofthreeisometrictensions wererecorded(Effectsof17B—esh"adiolandverapamiloncontractile respenseto5一HTinrings:Afterincubationsof1I~mol/L.3~mol/Lor 10l~mol/L17B—estradioland10-6mol/Lverapamilfor20minutesinthe presenceof10mol几5一HT.thechangesofisometrictensionwere recorded.(I1lefinalconcentrationof5.HTwasstill10-7mo.and changesofisometrictensionwererecorded. RESULTS:?Vascularringwithoutsupersensitivityphenomenon:5-HT f10—10-smol/L)elicitedobviousdose—dependentcontractionsofarterial ring,Except30nmol/L,17B—estradiolof1~mol/L,3~mol/Lor 10~mol/Linhibitedremarkablythedose—responsecontractionof5一HT. withthecurveshiftedrishtward.andthesensitivityandthemaximum contractionsofvascularringreducedsignificantlyfP<0.05,0.O1,0001) ?Vascularringofsupersensitivityphenomenon:10mol几5HTevoked arapid,transientbutfoIcefulcontraction,andthecontractileintensitiesof previousthreetimesbecamestrorIgerinorder(P<0.05).3p.mol/L17B- estradiolfailedtoaffect5.HT.mediatedcontractionfP>0.05).However. 10I~mol/L17B—estradioland10-6mol/Lverapamilsignificantlyreduced thecontractileresponsesofvacularringfP<0.05,0.O1). CoNCLUSIoN:Varied5一HTreceptordensitiesarenotonlythepossible reasonforsupersensitivityphenomenonoccurring,butalsothepathological baseofvariantanginapectoris.Supersensitityphenomenonalsoexistsin otheranimalcommunitiesexcepthumanbeing. ChenL,HuangHEffectsof17beta—eslradiolonserotonin-induceddose-dependent contractionsofinvitrocaninecoronaryarteryandenlightenmentof supersensSvityphenomenon.踟,l昭l'0LinchuangKandu2006;10(28k52—41China} 陈亮.黄煌.雌激素对5一羟色胺在体外狗冠状动脉上?效收缩的压低作用及超敏 现象的启示U】_中[~115床康复.2006.10(28):52-4twww.zglckfcam] 摘要 目的:在狗的冠状动脉上建立1713一雌二醇和5一羟色胺之间作用的量效 曲线;寻找超敏血管环并观察其变化规律. 方法:实验于2005—06/12在湘南学院机能实验室完成.选用雄性杂交家 狗,取狗心放在冰冷的K—H液中.利用灌流肌槽这种体外模型.从调节 血管张力的角度出发进行实验.?1713一雌二醇对5-羟色胺量效收缩体 外冠状血管环(无超敏现象)的抑制作用:血管环稳定后,向浴槽中加入 累积浓度为10.8,10,10.10,10'6,10和10mol/L5-羟色胺.建 立5一羟色胺量效曲线,以此为对照;然后分别加入30nmol/L.1,3或 10~mol/L1713-雌二醇温育20min后,再重新建立5一羟色胺量效曲 线.?冠状血管环(超敏现象)的5一羟色胺收缩变化:凡10mol/L5一 羟色胺引发收缩力大于500mg的血管环即被定格为超敏血管环,用 10-7mol/L5-羟色胺再连续激发两次.并这3次张力的变化值.? 17B一雌二醇和维拉帕米对这类血管环收缩反应影响:分别用1,3和 10tmaol/L1713一雌二醇及10r6mol/L维拉帕米温育20min,加入10-7mol/L 5一羟色胺.并记录张力的变化.?再次加入1Omol/L5-羟色胺,并记 录张力的变化值.? 结果:?在无超敏现象的血管环:5一羟色胺(10~10mol/L)使动脉环 产生明显的剂量依赖性收缩,除30nmol/L浓度外,1,3,10~mol/L 1713一雌二醇温育后,5一羟色胺量效收缩明显抑制,现曲线明显右移, 血管环对5一羟色胺的敏感性和最大收缩明显降低(P<05.0.01, 0.001).?有超敏现象的血管环10mol/L5一羟色胺引发的是一次快速 而短暂的收缩活动,且前3次收缩强度依次加大(P<0.05),3p,mol/L 1713一雌二醇不能使其压低(P>0.05).10tunol/L17if-雌二醇和10r6m0 维拉帕米则使血管环收缩反应明显降低(P<0.05,0.01). 结论:5一羟色胺受体密度的不同可能是超敏现象发生的原因.有可能是 变异性心绞痛发生发展的病理基础,这种现象也存在于人以外的其他 动物种群. 主题词:血清素;超敏反应;狗;心绞痛,变异型;钙通道;雌二醇 0引言 5一羟色胺又称为血清素,是一种被科学界广泛研 究的生物活性物质,在心脑科学上的研究尤为突出.目 前还尚未见1713一雌二醇和5一羟色胺在狗体外冠脉上 的相关报道,所以,这个实验初衷想建立一个雌激素和 ' 5一羟色胺的量效曲线,但无意中发现了超敏现象,加 之,资料显示5一羟色胺与心血管疾病【l】,尤其是心绞痛 之间有联系阁,但还不够确切.因此,作者又进行大量 实验寻找超敏的血管环,观察其变化规律,进而利用超 敏现象为心血管疾患发病机制提供更为直观解释. 1材料和方法 设计:随机区组设计. 单位:湘南学院基础医学部. 材料:实验于2005—06/12在湘南学院机能实验 室完成.选用雄性杂交家狗,体质量(25+5)kg,把狗心 放在冰冷的K-H液中从屠宰场取回. ISSN1671—5926CN21—1470/R雌激素对5一羟色胺在体外狗冠状动脉上量效收 缩的 wm硝kCOrn~23385083@sino.com卧托'寻'压低作用及超敏现象的启示 药品:1713一雌二醇,5一羟色胺,前列腺素F和缓 激肽,上述药物购自Sigma公司,维拉帕米购白天津药 物研究院;1713一雌二醇用二甲亚砜溶解配制(每次实 验二甲亚砜在肌槽内的终浓度<0.5%),其他药物用蒸 馏水溶解. 设计,实施,评估者:为全部作者,均受过专业培 训,未采用盲法评估. 方法:改良液成分如下(mmol/L):l18.3NaC1,4.7 KC1,1.2MgSO4'1.22KH2PO4,2.5CaC12,25.0NaHCO3 和l1.1葡萄糖.将狗冠状动脉左前降支分离并剪切下 来,制成3mm的血管环,用不锈钢挂钩固定悬挂于盛 有K—H改良液的37?恒温肌槽内,持续通入体积分 数0.95O和体积分数0.05CO的混合气体.另一端 挂钩连接张力换能器(JH一2,北京航天医学研究 院),通过BL一420智能型生物信号显示与处理系统(成 都泰盟电子有限公司)记录等长收缩时张力的变化. 实验方法:血管环平衡1.5h,期间给予血管环2.0g 的张力,20min更换一次K—H液.待平衡后,先用 120mmol/LKC1诱导其收缩,激发钙通道活性,收缩 良好的血管环用于实验.部分血管环用棉签轻擦内皮 面数次,去除内皮.使用前列腺素Flxl0-5mol/L和 lxl0mol/L缓激肽检验内皮去除情况,内皮完全去 除的血管环不舒张或舒长值在l0%以内.此实验中, 标本内皮完全去除,以排除待内皮干扰.血管环收缩 稳定后,可进行下面的实验. 1713一雌二醇对5一羟色胺量效收缩体外冠状血管 环(无超敏现象)的抑制作用:血管环稳定后,向浴槽 中加入累积浓度为l0?,l0,10,l0,10,10彤和 10mol/L5一羟色胺,建立5一羟色胺量效曲线.以此 为对照,用K—H液反复冲洗,平衡30min,然后分别 加入30nmol/L,1,3和10I~mol/L1713"雌二醇温育 20min后,再重新建立5一羟色胺量效曲线. 冠状血管环(超敏现象)的5一羟色胺收缩变化情 况:凡10mol/L5一羟色胺引发收缩力大于500mg的 血管环即被定格为超敏血管环,用10mol/L5一羟色 胺再连续激发两次,并记录这3次张力的变化值. 1713一雌二醇和维拉帕米对这类血管环收缩反应影 响:分别用1713一雌二醇1,3和10I~moL/L1713一雌二醇 及10mol/L维拉帕米温育20min,加入10mol/L 5一羟色胺,并记录张力的变化值. 最后一次5一羟色胺收缩强度:再次加入10mol/L 5一羟色胺,并记录张力的变化值. 每个实验项目都作同步的溶媒对照(溶媒对照 组):向浴槽中累积加入当次实验时间一致的二甲亚 砜,观察对血管环舒缩活动的影响并记录张力变化值. 主要观察指标:?1713一雌二醇对5一羟色胺量效 收缩冠脉(无超敏现象)作用的影响.?1713一雌二醇和 和维拉帕米对超敏现象血管环收缩反应影响. 统计学分析:实验数据均以x:f-s表示.在无超敏现 象实验组,收缩效应以收缩百分率表示,以累积终浓度 10彤mol/L5一羟色胺诱发最大收缩的百分率表示(即 收缩百分率=5一羟色胺各累积浓度诱发的张力变化 值/对照组10moL/L5一羟色胺张力变化值x100%). 参照徐端正等[31报道的方法计算量效曲线实验中5一羟 色胺的激动剂产生其50%最大效应所需摩尔浓度的 负对数值(PD值),以便1713-雌二醇处理后,比较血 管环对这5一羟色胺敏感性的变化.超敏现象实验组收 缩效应以张力变化实测值表示,数据由第一作者采用 SPSS8.0软件包完成统计处理,统计学处理两组间比 较用t检验,3组或3组以上资料用方差分析 (ANOVA),P<0.05为差异有显着性意义. 2结果 2.11713一雌二醇对5一羟色胺量效收缩体外冠状血管 环(无超敏现象)的抑制作用5一羟色胺(1一lmol/L) 使动脉环产生明显的剂量依赖性收缩,除30nmol/L 外,1,3和10/~mol/L1713一雌二醇温育20min后,5一 羟色胺量效收缩明显抑制,表现曲线明显右移,血管环 对5一羟色胺的敏感性和最大收缩明显降低(见图1), 对照组和30nmol/L,1,3和10I~mol/L1713一雌二醇 组PD2值依次为6.19壬0.19,6.08?0.25,5.31?0.18, 4.65+0.31和3.93+0.09. 20 00 8O 60 40 20 O +对照组 176一雌二醇 _o.3Onmol/L _曼-1~mol/L— u-3p.mo1/L — 10p.mo1/L - 8一,.5一,_o.,—O一,.,一, lgc(5-羟色胺)/tool?. 与对照组相比,I尸<0.05,b尸<0.Ol,<0.001(n=2O) 图11718一雌二醇对5一羟色胺量效收缩体外冠状血管环(无超敏现象) 的抑制作用 2.2超敏现象冠状血管环的5一羟色胺收缩变化情况 10mol/L-羟色胺第1次的收缩力(533+133)mg, 第2次的收缩力(649+156)mg,第3次的收缩力 (788+189)mg,第3次与第1次比较差异有显着性意 义(P<0.05);但三者与同样浓度下无超敏现象冠状血 管环的收缩力比较差异有非常显着性意义(P<0.001), 见图2,且与10mol/L5一羟色胺引发的收缩力 (397+52)mg相比,差异亦有显着性意义(P<0.05). 最后一次加入10,mol/L5一羟色胺收缩力为 (723+106)mg,与第3次的收缩力(788+189)mg相比 差异无显着性意义(P>0.05). 2.31713一雌二醇和维拉帕米对超敏现象血管环收缩 ISSN1671-5926CN21—1470/Rl毛册}中国临床康复2006年7月25日第lO卷第 28期 反应影响3I~mol/L不能抑制10mol/L5一羟色胺 的收缩作用(P>0.05),10I.Lmol/L176-雌二醇和 10mol/L维拉帕米使10mol/L5一羟色胺的收缩作 用明显减弱(P<0.05或0.01).见图3. l200 lO00 萄8OO 6OO 篓4OO 200 O 第一次第二次第三次对照组 (超敏)(超敏)(超敏)(无超敏) 与第一次收缩值相比,<0.05;与对照组相比,<0.001(n---6) 图210mol/L5-羟色胺在两种冠状血管环的收缩变化对比 l200 1000 看8OO 6OO 篓4OO 200 O 与对照组相比.<0.05,甲<0.01(n--6) 图3176-雌二醇和维拉帕米对超敏现象血管环收缩反应的影响 2.4各个实验项目的溶媒对照组结果溶媒二甲亚 砜对血管环收缩活动无影响. 3讨论 在无超敏现象冠状血管环实验过程中,176一雌二 醇对5一羟色胺引发的收缩有较强的抑制作用,使5一 羟色胺量效曲线右移,血管环对5一羟色胺的敏感性和 最大收缩明显降低.5一羟色胺的缩血管效应与电压依 赖性钙通道开放[41,Ca内流增强有关旧,176一雌二醇具 有Ca通道拮抗作用【6J,可阻断电压依赖性钙通道,抑 制Ca舢内流,使血管平滑肌舒张.这可合理解释二者对 5一羟色胺量效曲线压低作用,但可能不是惟一机制; 上述资料本身显示5一羟色胺的收缩与实验动物种属 差异和组织类型等有相关性[71,且机制错综复杂,因 此,不能排除176一雌二醇抑制5一羟色胺缩血管反应 还可能通过其他未知途径起作用. 超敏现象血管环在10-75一羟色胺的收缩值远远大 于无超敏现象血管环10-5的收缩值,前3次收缩值依 次增强,且第3次收缩与第1次相比较即有显着差异, 并且经过多项实验后,血管环收缩强度依然强劲,未见 疲劳征象,可见这种血管环收缩潜能极大.变异性心绞 痛是冠状动脉突然而强烈痉挛罔,5一羟色胺与变异性心 绞痛之间存在密切联系121,但以往的研究几乎都从血清 水平进行;试想,在体状况下,有超敏现象的个体,较低 浓度5一羟色胺(无任何先兆)亦会使其冠状动脉突然而 强烈收缩,资料显示在其他收缩剂生理浓度的基础上, 5一羟色胺缩血管效应会变更强烈且持久网,此时的状况 很可能直接演变成为变异性心绞痛,这个现象给变异 性心绞痛的发生一种直观的解释;另外,血管环痉挛一 次比一次强烈,血管口径一次比一次小,血流量一次比 一 次少,那么,迟早会发展成为心肌梗死,这也符合变 异性心绞痛的发展规律罔,补充说明的是,这6个超敏 现象血管环来自6个不同心脏,是从将近百颗心脏中 找到的(其他无超敏现象的血管环作自由基等项实 ,同一条冠脉制成的5根血管环只有一根具 验),并且 有超敏现象,目前对超敏现象最合乎逻辑的推理:在这 些冠脉血管上存在一个5一羟色胺受体密度极大的部 位,且该部位非常狭窄,超敏现象发生率大约6%. 资料证实在人类的变异性心绞痛存在5一羟色胺 1D8受体介导的超敏现象【】01,并且体外实验发现,在低 浓度5一羟色胺作用时,变异性心绞痛患者血管环收缩 强度要远大于稳定型心绞痛患者…1.这次又在狗的冠 状动脉发现这种超敏现象,说明这种现象可能是存在 动物种群的一种普遍现象.另外,实验中看到176-雌 二醇(10I.Lmol/L)亦能够明显压低超敏现象血管环的 收缩,提示钙通道拮抗剂的特性对超敏现象血管环仍 然发挥了有效作用,进一步用维拉帕米证实,能够很好 的抑制超敏现象血管环的收缩,与临床治疗相符,治疗 变异性心绞痛以钙通道拮抗剂疗效最好【81,且在动物 模型量化其抑制作用. 综上所述,本实验为变异性心绞痛的发生和发展 积累了证据,用更直观地描述了变异性心绞痛,这也许 会为临床治疗变异性心绞痛治疗提供一定指导意义, 也间接证实其他种群象人类一样,存在着对5一羟色胺 的超敏现象.' 4参考文献 1HirowatariY.HaraK.TakahashiH.Serotonin:anovelmarkerforatherosclerotic vasculardisease.R/mhoByori2004;52(8):693-703 2FiguerasJ,DomingoE,CortadellasJ,etd.Comparisenofplasmaserotoninlevels inpatientswithvariantanginapectorisversushealedmyocardialinfarction. 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