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背景和目的糖代谢紊乱与高血压关系密切。大量临床研究资料表明,糖尿病患者的高血压患病率较非糖尿病患者高,而高血压患者中约半数存在胰岛素抵抗。胰岛素抵抗指的是机体的靶细胞对胰岛素的敏感性和/或反应性降低,胰岛素的生物学作用下降,导致早期代偿性胰岛素水平升高的病理生理状况。因此,高胰岛素血症通常被认为是机体对胰岛素抵抗早期的代偿反应,是胰岛素抵抗的标志之一[1,2,3,4]。临床上糖尿病合并高血压时,往往是高血糖和高胰岛素血症两种状态共存。因此,明确高血糖和高胰岛素血症对血管功能,尤其是对血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMC)舒张收缩功能的影响对研究糖尿病时合并高血压、动脉粥样硬化等疾病的发生发展机制有重要的意义。一氧化氮(NO,nitric oxide)是体内目前已知作用最强烈的舒血管因子。在人体内,一氧化氮是由一氧化氮合酶(NOS,nitric oxide synthase)催化L-精氨酸和分子氧生成的,NOS量的多少及活性高低直接决定着NO的生成量。在心血管系统中,生理状况下,内皮细胞的eNOS起主要作用,但血管平滑肌细胞不仅能对NO产生反应,其本身也能表达一定量的NOS,参与自身舒缩功能的调节。小分子鸟苷酸蛋白A (RhoA)及其下游的靶分子RhoA激酶(Rho-associated kinase,ROCK)则主要是通过抑制血管平滑肌细胞肌球蛋白轻链磷酸酶(myosin light-chain phosphatase,MLCP)活性,影响MLCP与肌球蛋白轻链激酶(myosin light-chain kinase,MLCK)间的平衡,间接提高MLCK的活性,引起VSMC收缩,在VSMC收缩机制中同样扮演重要角色。而血管平滑肌细胞胞内游离钙离子水平(intracellular free Ca2+concentration, [Ca2+]i)则是直接决定血管平滑肌张力和血管反应的主要信号分子,其与NOS、RhoA、ROCK有着密切的联系。目前关于高血糖和高胰岛素血症对几者作用的报道不多。因此,本研究拟明确高血糖和高胰岛素对NOS,RhoA/ROCK和细胞钙的作用,这对阐明糖代谢紊乱时血管功能异常的分子机制和控制糖代谢紊乱相关的高血压有重要的临床意义。材料和方法一、细胞培养及分组健康雄性SD大鼠一只,鼠龄10周,断颈法处死,原代培养其胸主动脉血管平滑肌细胞,经平滑肌细胞α-肌动蛋白(α-actin)鉴定为平滑肌细胞后,取第4～10代同代细胞用于实验。将细胞随机分为以下六组:①对照组(Control组,葡萄糖浓度5.5mmol/l),②高糖组(High Glucose组,HG组,葡萄糖浓度25mmol/l),③高胰岛素组(High Insulin组,HI组,胰岛素浓度50μU/ml),④生理浓度胰岛素组(Normal Insulin组,NI组,胰岛素浓度10μU/ml),⑤高糖+高胰岛素组(HG+HI组),⑥高糖+生理浓度胰岛素组(HG+NI组)。二、蛋白表达检测待细胞融合达90%以上时,分别给予上述组合葡萄糖和/或胰岛素刺激24h,提取细胞蛋白,Western blotting法检测细胞iNOS、eNOS、RhoA、ROCK-1蛋白的表达;三、细胞内钙水平测定比率荧光成像系统测定上述不同浓度葡萄糖和/或胰岛素孵育血管平滑肌细胞30 mins后,VSMC胞内游离钙离子浓度对血管紧张素II(angiotensin II,AngII)的反应情况。结果1.高糖组iNOS、eNOS表达减少,[Ca2+]i升高,RhoA、ROCK-1表达明显升高;2.高胰岛素组iNOS、eNOS表达明显升高,[Ca2+]i明显降低,RhoA、ROCK-1无明显改变;3.生理浓度胰岛素组iNOS、eNOS表达明显升高,[Ca2+]i、RhoA、ROCK-1无明显改变;4.当同时给予胰岛素和葡萄糖共刺激时,胰岛素可拮抗高糖对上述四种蛋白表达及[Ca2+]i的影响。结论1、高糖可能通过激活RhoA/ROCK通路及抑制NOS蛋白表达产生促血管平滑肌细胞收缩效应;2、生理浓度和高浓度胰岛素均可拮抗高糖对血管平滑肌细胞NOS、[Ca2+]i的影响,可能对血管具有保护作用。