失重/模拟失重对内皮细胞的影响实验研究进展

血管内皮作为血管壁的衬里,参与调节组织器官的局部血流和机体其它生理进程,在维持血管完整性和内环境稳定中发挥关键作用。内皮细胞对包括重力在内的机械应力刺激极为敏感,重力变化可对其形态和功能构成不同程度的影响。研究发现,失重/模拟失重通过诱导内皮细胞细胞骨架重塑、质膜caveolae重布,使其合成分泌血管活性物质、炎性介质的能力以及细胞表面粘附分子表达发生改变,这些分子变化又对内皮细胞的生长、增殖、凋亡、迁移和血管生成等具有精细调控作用。本文综合评述了失重/模拟失重对内皮细胞功能的影响,同时围绕文献报道中一些尚存争议的观点进行了适当讨论。     

肌管细化是失重性肌萎缩结构和功能变化的基础

本文通过新生大鼠原代培养获取骨骼肌肌管,利用水平回转器模拟失重效应,通过F-actin/G-actin以及F-actin/pERK免疫细胞化学染色,观察研究了模拟失重对肌管形态、微丝及磷酸化ERK表达的影响。通过建立的航天飞行失重性肌萎缩的细胞学模型研究发现:回转后肌管变细,F-actin染色减弱伴有G-actin染色增强,同时pERK染色减弱。表明回转模拟失重条件下肌管发生萎缩、微丝解聚并伴随信号转导活性分子磷酸化ERK表达下降。提示肌管细化是失重性肌萎缩结构和功能变化的结构基础     

模拟失重大鼠心肌收缩性能降低涉及细胞钙转运机制

本研究采用离体乳头肌灌流技术,观察了模拟失重４周大鼠大鼠心肌收缩性能的变化。同时采取改变细胞外液中Ｃａ＾２＋浓度,用Ｌａ＾３＋置换细胞膜部位Ｃａ＾２＋,以及快速冷却等干预实验方法,探讨模拟失重大鼠心肌收缩性能发生改变的可能机制。结果表明：模拟失重大鼠乳头肌钙反应的时间明显缩短;冷挛缩实验中的ＥＳＣ／ＲＣＣ６０与ＲＣＣ１／ＲＣＣ６０比值也显著降低。这些均提示模拟失重大鼠心肌收缩性能降低可能与心肌细胞     

失重状态下肌萎缩研究进展

失重条件下人和动物生理状态会发生一系列的变化,其中骨骼肌萎缩和力量下降较为显著,目前其发生的机制仍不明确且缺少特效的干预措施。本文从肌肉湿重及肌纤维横截面积的变化、肌纤维类型的变化、肌纤维超微结构的变化、肌梭的适应性变化四个方面进行简要阐述,探讨肌肉萎缩的可能发生机制。     

失重或模拟失重对大脑功能的影响研究进展

在失重或模拟失重环境中,机体会经历一系列的生理和心理变化。大脑作为"中央控制器",其基本功能是控制运动、感觉、认知、情感和记忆等。大脑功能受损将直接影响航天任务的完成,影响航天事业的发展。因此,失重或模拟失重对大脑的影响是航天医学亟待解决的重要问题。综述了失重或模拟失重对大脑功能影响的研究现状,并且从其对神经系统、血管的影响说明其作用机制,以期为解决失重对大脑功能造成的影响相关研究提供参考。     

模拟失重大鼠心肌肌球蛋白重链与肌钙蛋白表达的变化

目前 ,对失重 (微重力 )引起的心脏适应性变化及其在飞行后立位耐力不良发生中的重要意义尚缺乏深刻认识。推测心肌收缩蛋白的改变可能是模拟失重导致心肌收缩性能降低的主要原因之一。本实验的旨在观测中期 (4ＷＫ)模拟失重引起大鼠心肌蛋白含量 ,以及收缩蛋白的主要成份 -肌球蛋白重链 (ＭＨＣ)与肌钙蛋白可能发生的改变 ,籍此阐明模拟失重 4ＷＫ周大鼠心肌收缩性能降低的内在机理。1　材料与方法(1)实验动物分组　雄性ＳＤ大鼠ｌ6只。随机分为对照组 (ＣＯＮ)与悬吊组 (ＳＵＳ) ,每组 8只大鼠。尾部悬吊 4ｗＫ后 ,将大鼠麻醉 ,摘取心脏 ,…     

航天飞行后心血管失调的外周效应器机制假说

作者及其同事曾用尾部悬吊大鼠模型模拟失重时的血液头向转移和重新分布变化,较系统地研究了模拟失重下心肌与动脉血管结构和功能的适应性改变。联系２０世纪９０年代空间研究与地面模拟研究最新进展,多们认为,除血量减少因素外,心血管系统的两个主要效应器－心肌和动脉血管平滑肌,在失重时发生的适应性结构和功能改变可能是导致航天飞行后心血管失调的重要原因之一。     

模拟失重大鼠心肌与血管组织的热应激诱导HSP70表达

为研究模拟失重是否可以引起大鼠心肌与血管组织HSP70的诱导表达发生改变,用尾部悬吊大鼠模型模拟失重,以研究失重对生理的影响,用Northern杂交与Western印迹分析检测4周模拟失重大鼠热应激后并在室温下恢复1h(SUS-H1)或2h(SUS-H2_心肌,血管组织HSP70表达的变化,结果表明,热应激后,各组大鼠心肌组织的HSP72 mRNA表达的均显著增加,但SUS－H2大鼠心肌组织的表达显著低于CON－H2组;各组大鼠心肌组织HSP72表达也均显著增加,但SUS－H1与SUS－H2大鼠的表达与相应对照组相比,则仅呈降低趋势,其底动脉血管组织的HSP72 mRNA与HSP72诱导表达均显著增高,而在股动脉则两者仅呈降低趋势,上述结果提示,模拟失重可导致大鼠心肌发生类似衰老的心肌改变;身体前,后部血管组织HSP70的诱导表达变化可能与血管的分化性适应方向一致。     

肌卫星细胞在失重肌萎缩中的可塑性变化及机制

肌卫星细胞在骨骼肌生长发育和出生后骨骼肌损伤修复中起着重要的作用,但是有关肌萎缩中肌卫星细胞的可塑性变化、作用及其机制尚不清楚.本研究采用小鼠尾悬吊模拟失重效应诱导失重肌萎缩,动态分析了失重肌萎缩发生过程中不同类型肌纤维的肌卫星细胞数量和增殖、分化潜能可塑性的改变,发现在失重肌萎缩过程中,处于安静状态的肌卫星细胞显著增多、激活增殖的肌卫星细胞显著减少,而具有成肌分化潜能的肌卫星细胞有持续减少趋势.此外,在失重肌萎缩比目鱼肌单根肌纤维移出的体外培养中,证明了失重肌萎缩肌纤维肌卫星细胞可塑性降低的特征性变化.进一步,通过对比分析Smad3基因敲除及其同窝野生型小鼠,在失重肌萎缩中肌卫星细胞可塑性的差异性变化,揭示了Smad3在调控失重肌萎缩肌卫星细胞可塑性变化中的关键作用.     

钙蛋白酶介导模拟失重大鼠心肌肌钙蛋白抑制亚基的降解

本文旨在观察尾部悬吊模拟失重大鼠心肌钙蛋白酶(calpain)与钙蛋白酶抑素(calpastatin)表达的变化,以探讨心肌肌钙蛋白抑制亚基(cardiac troponin I,cTnI)降解的可能机制。采用尾部悬吊模拟失重大鼠模型,Western blotting技术观测心肌calpain-1、calpain-2与calpastatin的表达;PD150606抑制calpain活性,分析cTnI降解程度的变化。结果显示:与同步对照组相比,悬吊2周与4周组大鼠心肌calpastatin表达呈显著性降低(P0.05),calpain-1表达未改变,calpain-2表达略有降低;但是,心肌calpain-1/calpastatin及calpain-2/calpastatin的比值在悬吊2周与4周组明显增高(P0.05,P0.01)。悬吊4周组cTnI降解显著高于对照组(P0.01);然而,用calpain非特异性抑制剂PD150606处理后,对照组及悬吊组cTnI的降解均被显著抑制(P0.01)。这些结果提示模拟失重大鼠心肌calpain活性增高可能增加cTnI的降解。     

模拟失重实验动物模型的建立与评价

随着航天技术不断发展，航天员太空飞行的时长不断增加。研究发现，航天失重环境可能会使航天员的生理和心理发生一定变化，对航天员的身体健康产生一些影响。为探究这些影响的机制并找出合理的对抗措施，使用实验动物建立模拟失重模型进行深入的研究至关重要，选择与人体组织器官、生理机能和习性相似的实验动物建立模拟失重模型，能更好地帮助相关研究。失重模型应参照能否模拟出由于失重引起心血管骨骼、肌肉等主要系统的变化，来评估模拟失重模型是否成功建立。本文对现有的地面模拟失重动物模型建立和相关研究情况进行了概述，以期为开展相关研究工作提供参考借鉴。     

模拟失重对大鼠心肌力学与生物化学的影响

观察为期４周模拟失重对大鼠心肌收缩性能与收缩蛋白性质的影响,发现模拟失重大鼠左心室乳头肌等长收缩的力学特征发生下列变化：发展张力峰值降低２９％（Ｐ〈０．０１）;达到张力峰值的时间延长１０％（Ｐ〈０．０５）;舒张一半的时间缩短１１％,但未达到显著水平（Ｐ〉０．０５）。心肌力学参数的这些变化表明模拟失重使大鼠心肌收缩性能降低。进一步研究显示,模拟失重大鼠左室心肌肌原纤维Ｃａ＾２＋,Ｍｇ＾２＋－ＡＴＰ酶     

模拟失重对大肠杆菌K12基因表达及表型的影响

【目的】通过低剪切力模拟失重(Low-shear modeled microgravity,LSMMG)连续传代培养大肠杆菌,检测大肠杆菌在模拟失重条件下的表型变化及基因改变。【方法】利用旋转细胞培养系统模拟失重环境对大肠杆菌K12进行连续传代培养,对菌株进行增殖速率、耐酸性和生物膜形成的测定,以此评估LSMMG对大肠杆菌K12表型的影响。利用转录组测序检测模拟失重条件下差异表达的基因,与表型作比对。【结果】模拟失重导致大肠杆菌增殖速率降低,耐酸性下降,生物膜形成能力增强;模拟失重条件下,营养代谢相关差异表达基因有25个,其中20个表达下降,2个与耐酸相关基因表达均下降。【结论】模拟失重会引起大肠杆菌表型及相应的基因变化,其中生物膜形成能力的增强可能对航天飞行造成潜在威胁。     

慢性阻断血管紧张素Ⅱ1型受体不能完全防止模拟失重大鼠血管的适应性结构变化

我们以前的工作提示,在模拟失重所引起的血管区域特异性适应变化中,局部肾素．血管紧张素系统（local reninangiotensin system,L-RAS）可能发挥关键调控作用。本文以losartan慢性阻断血管紧张素Ⅱ1型受体（angiotensin Ⅱtypelreceptor,AT1R）,观察模拟失重是否仍能引起血管的这种适应性改变,并检测大血管管壁L-RAS主要成分的表达是否也发生相应变化。以尾部悬吊大鼠模型模拟失重的生理影响。制作基底动脉、胫前动脉、颈总动脉和腹主动脉的HE染色切片,在光学显微镜下进行形态观测：用免疫组织化学技米测量颈总动脉和腹主动脉壁的血管紧张素原（angiotensinogen,AGT）及AT-R的表达变化。结果表明：4周模拟失重引起大鼠基底动脉中膜和颈总动脉管壁各平滑肌肌层肥厚,而胫前动脉和腹主动脉则发生萎缩性改变;给予losartan4周引起上述4种血管皆发生萎缩性变化;阻断AT1R,模拟失重仍然能引起基底动脉、颈总动脉发生相对肥厚性改变和腹主动脉萎缩加重。4周模拟失重还引起颈总动脉壁中AGT和AT1R表达上调,而腹主动脉壁及血管周围组织中AGT和AT1R表达下调;给予losartan4周仅引起腹主动脉壁中AGT和AT1R表达减少;阻断AT1R,模拟失重使腹主动脉壁AT1R表达进一步减少。结果提示,4周模拟失重引起大鼠脑、颈部与后身大、中动脉血管的形态结构改变和L-RAS主要成分表达发生上调或下调,血管L-RAS在其中可能发挥关键性调控作用;但在慢性阻断AT1R的条件下,其它调控机制仍可能在脑血管适应性调节中发挥一定作用。     

模拟急性失重致左心功能代偿提高及其调节特性——人体超声斑点追踪应变研究

航空航天失重条件下,循环系统重力方向的流体静压梯度改变引起回心血量增加,心脏形态和功能发生相应改变,其变化特征及代偿机制尚不清楚.本研究旨在明确模拟急性航空负重力及航天微重力条件下心脏前负荷及心脏功能变化的特点及其主要代偿机制,为航空航天心脏保护提供理论依据.研究共纳入健康男性志愿者27例,通过旋转床模拟急性微重力(0...     

模拟失重大鼠肠系膜小动脉平滑肌细胞电压依赖性钙离子通道电流的改变

本工作旨在探讨短、中期模拟失重下人鼠肠系膜小动脉血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)电压依赖性钙离子通道(voltage-dependent calcium channels,VDC)功能的改变。以尾部悬吊大鼠模型模拟失重对不同部位血管的影响。采用全细胞膜片钳实验技术,以Ba^2 作为载流子,测定1周及4周模拟失重人鼠肠系膜小动脉VSMCs的VDC电流密度、稳态激活与失活曲线及有关参数,并与对照组结果进行比较。研究表明,本实验所记录到的内向电流主要为钡离子通过长时程VDC(L-VDC)所形成的电流。与对照组相比,1周模拟失重大鼠肠系膜小动脉VSMCs的L-VDc电流密度仪呈降低趋势;但4周模拟失重人鼠肠系膜小动脉VSMCs的L-VDC电流密度则已显著降低。此外,与对照组相比,1、4周模拟失重大鼠肠系膜小动脉VSMCs的膜电容、翻转电位与L-VDC的一些动力学特征值,如通道的开放与关闭速率,通道电流稳态激活与火活曲线及其特征拟合参数V0.5与K的值,均末见有显著改变。结果提示：模拟失重下后身小动脉VSMCs的VDC功能降低可能是模拟失重引起人鼠后身动脉收缩反应性降低及适应性萎缩变化的电生理机制之一。     

脂联素与心血管疾病

脂联素是由脂肪组织分泌的一种细胞因子,与心血管疾病密切相关。脂联素通过抗炎和抗氧化抑制动脉粥样硬化发生。脂联素可促进血管生成,并具有保护心肌免受缺血再灌注损伤和减轻高压力负荷导致的心肌肥厚的功能。脂联素主要通过激活腺苷酸活化的蛋白激酶、环磷酸腺苷-蛋白激酶A等信号通路而发挥对心血管的保护作用。该文主要针对脂联素在心血管系统中的作用及其分子机制的研究进展作一综述。     

心肌肥厚中L-型钙通道与ryanodine受体分子间信号耦联的衰退

心脏压力负荷导致心肌肥厚的过程是心衰发生的关键环节。已有研究表明,控制心脏收缩的细胞钙致钙释放过程在心肌肥厚及心衰状态下发生缺损,但分子机制尚未阐明。我们以主动脉结扎手术建立压力负荷的大鼠心肌肥厚模型：实验组分为假手术组、代偿性肥厚组（CHT）和失代偿性肥厚组（DHT）,以松钳一共聚焦成像技术研究单个L-型钙通道（LCC）与ryanodine受体（RyR）间的钙信号耦联。我们发现DHT中LCC—RyR分子耦联潜伏期延长49％,耦联成功率降低47％,失败概率提高72％,证明DHT进入了一种“分子间衰退”状态。出人意料的是,心功能正常的CHT也发生分子间衰退,并与锚定肌质网与细胞膜的junctophilin蛋白表达下降有关,表明分子间耦联衰退在细胞功能变化显现之前已经潜性地发生。与此一致,细胞兴奋期钙释放同步性降低,但钙释放总量和细胞钙瞬变在CHT并无变化。这些结果提示,在一个我们称为“稳定余量”（stability margin）的范围内,分子间耦联衰退不会影响细胞兴奋收缩耦联能力,只有分子间耦联衰退超出稳定余量,心衰才会发生。潜性的分子间耦联衰退的发现对早期防治心衰有重要意义。     

模拟失重增强大鼠脑动脉血管平滑肌细胞大电导钙激活钾通道功能

本工作旨在探讨短期模拟失重大鼠脑动脉血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells,VSMCs）大电导钙激活钾通道（large conductance calcium-activated potassium channels,BKCa channels）功能的改变。以尾部悬吊大鼠模型模拟失重对脑血管的影响。应用激光扫描共聚焦显微镜测定VSMCs胞内游离钙浓度（[Ca^2＋]i）;采用细胞贴附模式,记录BKCa通道的单通道活动。结果表明,模拟失重1周后,大鼠脑动脉VSMCs的[Ca^2＋]i比对照组显著升高（P〈0．05）：BKCa通道的开放概率（Po）与平均开放时间（To）显著增加（P〈0．05）,而单通道电导与平均关闭时间（Tc）则无显著变化。总之,1周模拟失重可引起脑动脉VSMCs的BKCa通道功能显著增强,且与细胞[Ca^2＋]i的升高同步出现。结果提示,脑动脉VSMCs的离子通道机制可能参与介导模拟失重引起的脑血管适应性变化。     

短期模拟失重可增强大鼠脑动脉平滑肌细胞L-型Ca~(2+)通道对血管紧张素Ⅱ的反应性

已有研究表明模拟失重可引起大鼠脑动脉发生区域特异性变化,其中Ca2+通道和肾素-血管紧张素系统(renin-angio-tensin system,RAS)可能发挥着重要的作用。本研究旨在探讨血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ,Ang Ⅱ)对短期模拟失重大鼠脑基底动脉血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)L-型Ca2+通道(L-type calcium channel,CaL)功能的影响。模拟失重(尾部悬吊)3d后,用木瓜蛋白酶法分离大鼠脑基底动脉VSMCs。采用全细胞膜片钳技术,以Ba2+作为载流子,测定CaL电流密度,然后观察Ang Ⅱ对该电流的影响。结果显示,模拟失重3d对大鼠脑基底动脉VSMCs的膜电容和接入电阻无明显影响,但可致VSMCs的CaL电流密度显著增加。不过,模拟失重对CaL的电压激活特性和稳态激活曲线亦无明显影响。对照组和模拟失重组大鼠脑基底动脉VSMCs的CaL电流密度在给予Ang Ⅱ处理后均显著增加,且模拟失重组的增加幅度显著大于对照组。以上结果提示,3d短期模拟失重即可引起大鼠脑动脉VSMCs的CaL发生适应性改变,且可导致其对...