高血壓、同型半胱氨酸和冷環(huán)境所致血管內(nèi)皮細胞損傷保護效應藥物作用特征的研究.pdf

1、血管內(nèi)皮是一層位于血液與血管壁之間單層內(nèi)皮細胞，構(gòu)成了血液和組織間物質(zhì)交換和選擇性通透的屏障，能夠通過識別血液流動過程中的物理、化學信號，合成釋放各類生物活性因子做出應答。血管內(nèi)皮通過監(jiān)測、整合各類血管源性信號，不僅參與止血、抗凝、血管活性物質(zhì)代謝等過程，對于維持循環(huán)系統(tǒng)生理功能、調(diào)節(jié)血管張力、保持體液平衡也有著重要作用。由于血管內(nèi)皮分布廣泛且功能眾多，極易受到各種危險因子的侵害，血流剪切力改變、高血壓、高血脂、高血糖、高同型半胱氨酸、

2、冷暴露等因素均能造成血管內(nèi)皮細胞損傷，使其處于氧化應激狀態(tài)或發(fā)生炎癥反應，導致血管內(nèi)皮細胞功能紊亂的發(fā)生。
　　血管內(nèi)皮細胞功能紊亂也是導致各類心血管疾病發(fā)生的重要因素，在動脈粥樣硬化，移植物血管病，高血壓，充血性心臟衰竭，原發(fā)性肺動脈高壓、敗血癥和炎性綜合癥等各類心血管疾病中均伴隨著血管內(nèi)皮損傷和功能障礙。乙酰膽堿誘導的內(nèi)皮依賴性血管舒張反應現(xiàn)已被作為檢驗內(nèi)皮細胞功能紊亂程度的首選指標。而離體血管條實驗則是一類通過監(jiān)測離體血管收

3、縮與舒張反應并以此評價血管組織功能狀態(tài)或藥物作用特點的藥理學實驗方法。本研究以離體血管條實驗技術平臺為基礎，圍繞血管內(nèi)皮細胞保護，對高血壓、同型半胱氨酸和冷環(huán)境所導致的內(nèi)皮細胞功能損傷及與之相關的內(nèi)皮細胞保護藥物作用特點進行了研究，為研究新型抗高血壓、抗動脈粥樣硬化以及冷損傷的防治藥物提供實驗依據(jù)。
　　第一部分部分高血壓藥物擴張大鼠腸系膜阻力血管的作用特征
　　埃他卡林(iptakalim，Ipt)作為一類全新結(jié)構(gòu)類型的K

4、ATP通道開放劑，動物實驗和臨床試驗表明其具有確切、平穩(wěn)和持久的降壓作用，現(xiàn)已完成的臨床實驗研究結(jié)果表明，Ipt對血壓正常的受試者沒有明顯影響，對高血壓患者具有明顯的降壓作用，其作用平穩(wěn)，并且對心率無顯著影響，無嚴重不良事件發(fā)生，安全性較好。實驗室前期在研究Ipt擴張血管作用特點時發(fā)現(xiàn)，隨著大鼠腸系膜微動脈血管管徑的減小，Ipt的擴血管作用越強。由于阻力血管構(gòu)成了血壓調(diào)控的主體，且血管管徑越小，所形成的外周阻力也越大，Ipt選擇性擴張微

5、小血管的作用特點也與其在整體實驗上具有強效降壓的作用效果相一致。此外，還發(fā)現(xiàn)隨著血管內(nèi)灌注壓的增高，Ipt的擴血管作用也逐漸增強，該結(jié)果也與臨床試驗中Ipt選擇性作用于高血壓患者的特點相一致。上述研究結(jié)果表明Ipt在發(fā)揮擴血管作用時具有對高血壓狀態(tài)下阻力血管的選擇性。
　　本部分實驗對比研究了Ipt與血管緊張素Ⅱ受體阻斷藥、鈣通道阻滯藥、α1受體阻滯劑、鉀通道開放劑以及內(nèi)皮素受體阻斷劑等臨床常用高血壓藥物擴張大鼠腸系膜微動脈的作用

6、特點，結(jié)果顯示氯沙坦、纈沙坦、氨氯地平、硝苯地平、哌唑嗪、特拉唑嗪、吡那地爾、二氮嗪、波生坦等臨床常用降壓藥物在擴張微動脈血管時均不具有對管徑的選擇性，對(100-300)μm范圍內(nèi)的微動脈血管擴張作用效果無明顯差異。在擴張不同灌注壓下的微動脈血管時，上述藥物均表現(xiàn)出了對壓力狀態(tài)的一定選擇性，隨著灌注壓的降低，擴血管作用出現(xiàn)一定程度上的減弱。但與Ipt對壓力狀態(tài)的選擇性相比，上述藥物擴血管作用受壓力的影響明顯弱于Ipt，除Ipt外其他藥

7、物在20 mmHg壓力狀態(tài)時均表現(xiàn)出一定的擴血管作用。
　　第二部分NNMR靶向性創(chuàng)新藥物先導結(jié)構(gòu)HH103對同型半胱氨酸病理生理狀態(tài)下內(nèi)皮細胞保護作用的藥理學特征
　　同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)誘發(fā)的血管內(nèi)皮細胞功能紊亂是導致各類心血管疾病發(fā)生的重要因素，高血壓、動脈粥樣硬化和血栓等疾病的發(fā)生均與之相關。本實驗室前期研究表明，激活血管內(nèi)皮細胞非神經(jīng)性M受體(non-neuronal muscarini

8、c receptor，NNMR)能夠有效減輕動脈粥樣硬化損傷。檳榔堿作為NNMR激動劑能夠通過提高eNOS表達，促進NO釋放，抑制黏附因子和趨化因子IL-8受體的過度表達有效對抗高血脂誘發(fā)大鼠動脈粥樣硬化的發(fā)生。我們以檳榔堿為結(jié)構(gòu)母核，設計合成了新結(jié)構(gòu)化合物HH103并對其擴張血管及對抗同型半胱氨酸損傷的藥理學作用進行了研究。
　　在離體血管實驗上對比HH103和檳榔堿的擴血管特征發(fā)現(xiàn)，HH103的作用效果更強，兩者均具有完全的內(nèi)

9、皮依賴性。但與檳榔堿的作用特征所不同的是，M受體非特異性阻斷劑阿托品不能拮抗HH103的擴血管作用，同時在前期研究中發(fā)現(xiàn)HH103不能誘發(fā)離體豚鼠回腸收縮，表明該化合物不激活M受體。通過添加一氧化氮合酶阻斷劑L-NAME或環(huán)氧合酶阻斷劑吲哚美辛(indomethacin，Indo)發(fā)現(xiàn)HH103和檳榔堿的擴血管作用均受到一定抑制，經(jīng)兩種阻斷劑共同孵育后二者的血管舒張作用與去除內(nèi)皮后的作用效果無明顯差異，提示HH103和檳榔堿的擴血管作用

10、與誘導血管內(nèi)皮細胞釋放NO和PGI2有關。
　　通過Hcy孵育大鼠尾動脈血管復制損傷模型發(fā)現(xiàn)，Hcy能夠劑量依賴的造成血管內(nèi)皮依賴性舒張反應減弱，而對硝普鈉(sodium nitroprusside，SNP)引起的非內(nèi)皮依賴性舒張無明顯影響。HH103預處理能夠明顯改善Hcy損傷后的尾動脈內(nèi)皮依賴性舒張反應，使用L-NAME阻斷NO或Indo阻斷PGI2后，HH103對上述舒張作用的改善作用均受到一定抑制。此外在內(nèi)皮細胞增殖實驗中

11、，HH103能夠劑量依賴的對抗Hcy對內(nèi)皮細胞的增殖損傷。實驗結(jié)果表明HH103促進內(nèi)皮細胞釋放NO和PG2不僅介導了血管的舒張反應還在一定程度上發(fā)揮了改善內(nèi)皮細胞功能、減少內(nèi)皮損傷的作用。除此之外HH103還能夠劑量依賴的刺激內(nèi)皮細胞釋放NO，以及對抗角叉菜膠誘發(fā)小鼠尾動脈血栓形成的作用。
　　綜上所述，以檳榔堿為母核合成的新化合物HH103在擴張血管方面的作用效果優(yōu)于檳榔堿，該作用不通過激活M受體實現(xiàn)，顯示其具有作為NNMR特

12、異性激動劑存在的可能。此外，HH103能夠?qū)笻cy造成的血管內(nèi)皮功能損傷以及內(nèi)皮細胞增殖抑制，并具有顯著的抗血栓形成作用，此類藥理學作用與其刺激內(nèi)皮細胞釋放NO和PGI2有關。
　　第三部分冷環(huán)境所致血管舒縮功能的變化特征以及內(nèi)皮細胞活性藥物的作用特征
　　冷損傷主要包括直接的細胞凍結(jié)損傷和外周缺血誘發(fā)的組織損傷。外周缺血主要是由于冷環(huán)境條件下體表血管收縮以及內(nèi)皮細胞損傷導致炎性反應發(fā)生進而誘發(fā)形成血栓阻塞微循環(huán)所致。由于

13、冷損傷多具有不可逆性，因此我們從冷環(huán)境條件下體表及肢端的外周循環(huán)障礙及低溫導致的內(nèi)皮細胞損傷入手，研究低溫條件下血管舒張及收縮功能變化，探討通過擴張肢端血管、保護血管內(nèi)皮細胞，改善血液循環(huán)、減少冷損傷發(fā)生的可行性。
　　通過體外血管環(huán)實驗研究發(fā)現(xiàn)，冷暴露能夠明顯降低血管收縮能力，隨著溫度的降低相同濃度苯腎上腺素(phenyllphrine，PE)作用下的血管張力值出現(xiàn)明顯下降;與之相對應的是SNP誘發(fā)的血管非內(nèi)皮依賴的舒張反應逐漸

14、增強，提示低溫條件下的血管更易于舒張，冷暴露引起的外周血管收縮更易于被藥物所拮抗。哌唑嗪、山莨菪堿等非內(nèi)皮依賴的擴血管藥物在低溫條件下的作用效果優(yōu)于37℃組，起效濃度更低、擴血管作用更強。由這一作用特點推測此類藥物作為預防藥物服用時對正常體溫下的血液循環(huán)影響較小，當體表溫度降低時能有效擴張外周血管，改善微循環(huán)。
　　本研究發(fā)現(xiàn)，低溫會引起乙酰膽堿(acetylcholine，Ach)內(nèi)皮依賴地擴血管作用減弱，導致血管內(nèi)皮細胞對血管

15、舒張的調(diào)節(jié)功能出現(xiàn)一定損傷。使用不同濃度維生素E（vitamin E，Vit E）孵育血管能夠明顯增強低溫條件下血管內(nèi)皮依賴的舒張作用。同時還發(fā)現(xiàn)洗必泰液在直接孵育血管時會引起內(nèi)皮細胞功能損傷，在使用時應注意控制藥物濃度，避免因受凍部位通透性改變造成內(nèi)皮損傷。
　　以上結(jié)果表明冷暴露過程中血管舒縮功能和內(nèi)皮細胞的調(diào)節(jié)作用均有改變，冷環(huán)境下血管收縮能力減弱，非內(nèi)皮依賴的擴血管藥物作用增強。此外，冷環(huán)境還會引起內(nèi)皮細胞功能損傷，Vit