脑内氧化应激参与心力衰竭时交感神经兴奋的研究

研究背景： 最近的流行病学调查表明，我国心力衰竭患病率呈逐年上升趋势，且有临床症状的患者5年存活率与恶性肿瘤相似。如何有效的延缓心力衰竭的发病率和病死率已经迫在眉睫，因此，探讨心衰的发生发展机制是目前研究的热点课题。 20世纪90年代以来，认识到心力衰竭发生发展过程中交感神经系统和肾素-血管紧张素-醛固酮系统相互作用，引起多种内源性的神经内分泌和细胞因子的激活，其激活又促进心肌重构，加重心衰，从而形成恶性循环。21世纪初以来，β受体阻滞剂成为了心力衰竭治疗指南的基础用药。充分说明了交感神经系统在心衰发生发展中的发挥重要作用。 心力衰竭发生后即刻，一方面，外周交感神经系统代偿性的兴奋性增高通过正向的变时、变力、变传导，来维持心输出量；另一方面，交感神经系统兴奋性的增强表现为血浆去甲肾上腺素水平的升高，其水平越高预后越差，血浆去甲肾上腺素水平是心力衰竭患者死亡率的独立预测因素；心力衰竭时交感神经激活程度直接与病人的预后密切相关。因此降低交感神经兴奋性成为治疗心衰的关键因素之一。 有报道表明，中枢神经激素系统的激活与心血管中枢活动增强密切相关，并可以明显改变外周交感神经的活动。Kang等人发现，心衰时下丘脑室旁核区活性氧簇和炎性细胞因子（如TNF-α和IL-1β）表达增加，氧化应激加强，并伴有外周交感神经活动增加，血浆去甲肾上腺素含量增加。NADPH氧化酶是人体内生成氧自由基的途径之一。Francis等人发现，活性氧簇含量增加与交感神经活动之间存在一定的联系。然而，中枢氧化应激引起心衰时交感神经兴奋的具体调控机制尚不十分清楚。 据此我们推测：心衰大鼠下丘脑室旁核内NADPH氧化酶的激活诱导活性氧簇生成增加进而引起交感神经兴奋性增强，参与心衰的发生发展。 目的： 观察心衰大鼠室旁核中NADPH氧化酶活性亚单位gp91phox和活性氧簇的表达情况，以及NADPH氧化酶与交感神经活动的关系，以探讨脑内氧化应激在慢性心力衰竭时对交感神经活动的影响。 方法： 健康成年雄性SD大鼠（250±30）g，随机分为四组：Sham+aCSF组、Sham+APO组、HF+aCSF组、HF+APO组。采用左冠状动脉前降支结扎术致心肌梗死制备大鼠心衰模型，对照组（SHAM）大鼠只穿线不结扎，随后用微型渗透压泵经侧脑室连续四周给予NADPH氧化酶抑制剂apocynin （10μg/hr）或人工脑脊液干预（aCSF,0.25μl/hr）。四周后，通过高效液相色谱法检测血浆去甲肾上腺素可明确各组大鼠交感神经活动情况；免疫荧光染色观察下丘脑室旁核gp91phox和IL-1β的表达；DHE染色观察室旁核活性氧簇的变化并与交感神经活动情况作对比，从而研究中枢NADPH氧化酶和活性氧簇的变化对交感神经活动的影响；ELISE法测定血浆和下丘脑IL-1β含量以明确中枢给药对外周和下丘脑炎性细胞因子的影响；并测定全心/体重、肺/体重的变化。 结果： 与假手术对照组相比，心衰模型组大鼠血浆去甲肾上腺素水平明显升高（P<0.05），下丘脑室旁核gp91phox表达增加、活性氧簇产生增加（P<0.05），下丘脑和血浆IL-1β含量明显增加（P<0.05），全心/体重比（WH/BW）和肺/体重比（LW/BW）明显增加（P<0.05）。侧脑室持续给予apocynin后，血浆去甲肾上腺素含量有所降低（P<0.05），室旁核gp91phox蛋白表达有所降低、活性氧簇生成有所减少（P<0.05），下丘脑IL-1β含量不具有统计学意义，血浆IL-1β含量有所降低（P<0.05），WH/BW和LW/BW有所降低（P<0.05）。 结论： 心力衰竭时大鼠下丘脑室旁核NADPH氧化酶被明显激活，活性氧簇产生增加，氧化应激明显加强，使交感神经活动增加，从而促进心力衰竭的发生发展。