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PACAP27对ANP分泌的影响及其机制研究心脏作为内分泌腺,生成和分泌钠尿肽激素。钠尿肽激素以钠尿肽家族(familyof natriuretic peptides,NPs)形式存在于人和哺乳动物体内,其成员有ANP(atrial natriuretic peptide,ANP)、BNP(brain natriuretic peptide,BNP)、CNP(C-type natriuretic peptide,CNP)和DNP(dendroaspis natriuretic peptide,DNP)。这类激素共同的生物学作用是排钠、利尿,参与水盐平衡和血压调节。
ANP是心房肌细胞生成和分泌的钠尿肽家族第一个成员。它与心脏、血管、中枢神经系统、淋巴组织、生殖器官及肾脏组织等以结合形式存在的钠尿肽受体(nalriuretic peptide receptor,NPR)结合而发挥舒张血管、降低血压、利钠利尿、抑制细胞增殖、调节免疫和保护细胞以及参与脂质代谢等作用。ANP的分泌受较多因素的调节,如心房肌细胞受到牵拉刺激(比如静脉血容量突然增加)时,心房肌细胞高尔基体附近的分泌颗粒增加ANP的释放。而且一些体液因素也可影响ANP的分泌。整体情况下,糖皮质激素刺激ANP的分泌,静脉注射血管紧张素Ⅱ、酚妥拉明、内皮素、抗利尿激素和前列腺素均可使血浆ANP浓度增加。相反,一氧化氮则可抑制心房ANP的分泌。离体情况下,升高渗透压和Na<+>的浓度增加以及缺氧均可促进离体心脏分泌ANP。另外,肾上腺素能、胆碱能以及肽能受体也参与调节ANP的分泌,只是对各自作用效果尚存在争议。
垂体腺苷酸环化酶激活肽(pituitary adenylate cyclase activating polypeptide,PACAP)是1989年Miyata等人在牛的下丘脑中分离出来的一种能够激活腺苷酸环化酶的神经肽。PACAP属于分泌素、胰高血糖素、血管活性肠肽及生长激素释放激素家族的新成员,它包括PACAP38和PACAP27两种类型。PACAP广泛分布于许多动物的下丘脑、中枢神经系统、周围神经系统以及非神经组织内,并充当神经递质/调质及神经营养因子。
现已证实,大鼠心房肌组织含有PACAP38和PACAP27,且其受体在心脏也有分布,但PACAP对心房ANP分泌的调节尚不甚清楚。因此,本项研究利用放射免疫技术,采用离体搏动的心房灌流模型,观察和探讨PACAP27对家兔心房ANP分泌的影响及其作用机制,为阐明ANP分泌机制及其功能研究提供理论依据。本项研究结果如下:
1.PACAP27(100 nmol/L)明显抑制家兔心房ANP分泌的(p<0.01)同时显著增加cAMP逸出量(p<0.001)和心房搏出量(p<0.01)。
2.PACAP受体阻断剂PACAP6-27(1.0 μmol/L)明显增加ANP的分泌(p<0.01),而对cAMP逸出量和心房搏出量并不产生显著影响。在PACAP6-27存在下给予PACAP27(100 nmol/L)时,ANP的分泌量降低(p<0.05)的同时cAMP的逸出量显著增加(p<0.001),此时心房搏出量没有明显改变。
3.L.型Ca<2+>通道阻断剂nieardipine(1.0 μmol/L)增加ANP分泌量的同时(p<0.05)显著降低心房内压和心房搏出量(p<0.001);在nicardipine存在下给予PACAP27(100 nmol/L)时,心房ANP分泌量依旧增加(p<0.05)的同时心房内压和心房搏出量仍显著降低(p<001)。
4.蛋白激酶非选择性抑制剂staurosporine(1.0 μmol/L)明显增加ANP分泌量的同时伴随着心房内压和心房搏出量显著降低(p<0.01);在staurosporine存在下处理PACAP27(100 nmol/L)时,心房ANP分泌量仍递增的(p<0.01)同时心房内压和心房搏出量进一步下降。(p<0.001)。
5.cAMP依赖的蛋白激酶抑制剂H-89(3.0μmol/L)使心房ANP分泌量明显增加(p<0.05),并抑制心房内压和心房搏出量(p<0.05);在H-89存在下给予PACAP27(100 nmol/L),使心房ANP分泌量依旧增加(p<0.05)的同时心房搏出量仍显著降低(p<0.05),但对心房内压没有发生明显变化。
6.腺苷酸环化酶的直接激活剂forskolin(1.0μmol/L)明显抑制ANP分泌(p<0.01)的同时显著增加心房搏出量(p<0.01)和cAMP逸出量(p<0.01),且在一定范围内,cAMP的生成与ANP分泌的抑制效应呈负相关(Y=-5.268 X+9.506,r<2>=0.971,p<0.001)。
7.L-型Ca<2+>通道阻断剂nifedipine(1.0 μmol/L)明显增加ANP分泌(P<0.01)的同时显著抑制心房搏出量(P<0.01)。但nifedipine未能改变forskolin对ANP分泌的抑制(P<0.01)和促进cAMP生成增多的效应(P<0.01)。在nifedipine存在下,forskolin增加心房搏出量的作用被消失并呈现抑制效应(P<0.01)。
8.蛋白激酶非选择性抑制剂staurosporine(1.0 μmol/L)对ANP分泌和cAMP逸出量没有产生明显影响,但显著降低心房搏出量(P<0.01)。在staurosporinc存在下,forskolin仍明显增加cAIMP逸出量,但对ANP分泌的抑制效应得到缓解(P<0.01)。此时,心房搏出量明显受到抑制(P<0.01)。
以上结果提示:
1.PACAP27和腺苷酸环化酶直接激活剂forskolin促进cAMP生成增多的同时抑制心房ANP的分泌;
2.PACAP27对ANP分泌的抑制作用是通过AC-cAMP-PKA和L-型Ca<2+>通道的信号转导途径实现的;
3.Forskolin通过AC-cAMP-蛋白激酶依赖而非依赖于L-型Ca<2+>通道的信号转导途径抑制ANP的分泌。