低氧性肺动脉高压中低氧性肺血管收缩的作用

高海拔低氧环境下,持续发生的低氧性肺血管收缩(hypoxic pulmonary vasoconstriction,HPV)能够诱导低氧性肺动脉高压(hypoxic pulmonary hypertension,HPH)的发生和发展。HPV是机体对低氧环境的一种生理反射机制,是肺组织特有的生理现象。但是在高原低氧环境下,HPV的持续发生会促进肺血管重构,导致右心室肥厚,从而加重肺泡缺氧的程度,造成缺氧的恶性循环,进而导致肺水肿、肺心病等重度高原病的发生。HPH早期出现HPV,慢性期形成难以逆转的低氧性肺血管重塑。因此,明确HPV的发生机制以及其在HPH中的作用,能够为高原病的防治提供靶点和思路;HPV发生时,及时、有效的治疗也能够为重度高原病的预防奠定基础。但是目前的研究,尚未能对HPV的发生机制和其在HPH中扮演的角色做一个清晰、全面的阐明。该文将对近年HPH中HPV的相关研究做一综述,旨在为该领域内的研究者以及HPH的临床治疗方面提供参考。

低氧性肺血管收缩的研究现状

低氧性肺血管收缩（ hypooxygen pulmonary vasculation, HPV）是肺血管的自动调节机制，能在缺氧的肺泡区域匹配通气血流比例，使静脉血流向更好的通气区域，保证氧气的供应。

电压依赖性钾通道与Miconazole在低氧性肺血管收缩中的作用

目的观察大鼠肺动脉平滑肌细胞(PaSMCs)膜上电压依赖性钾通道(Kv)与细胞色素P450氧化酶抑制剂Miconazole在低氧性肺血管收缩中的作用。方法采用急性酶分离法分离出大鼠肺动脉平滑肌细胞(PaSMCs),利用全细胞膜片钳技术记录PaSMCs的Kv通道的电流特性;用低氧液体灌流PaSMCs造成急性低氧模型,记录低氧作用前后Kv通道的电流变化;用不同浓度的Miconazole作用于PaSMCs,记录加药前后的电流变化。结果低氧液体灌流以及不同浓度的Miconazole对Kv均有明显的抑制作用,且Miconazole的抑制作用具有一定的浓度依赖性,在加用Kv的特异性的阻断剂4氨基吡啶(4AP)后再加用该药不能进一步抑制Kv电流。结论低氧和Miconazole均作用于Kv通道的同一部位,支持PaSMCs膜上的Kv通道在低氧性肺血管收缩中起重要作用,而细胞色素P450氧化酶可调节细胞内的氧化还原状态,可能系一重要的氧感受器。

应用亚硫酸钠快速制备低氧性肺血管收缩离体模型所需低氧性Krebs-Henseleit液的方法及评价

目的:探讨应用亚硫酸钠(sodium sulfite,Na2SO3)快速去氧制备低氧性肺血管收缩(hypoxia pul-monary vasoconstriction,HPV)离体模型所需低氧性Krebs-Henseleit(KH)溶液的可行性。方法:在暴露于空气的开放环境中将不同剂量Na2SO3加至0.5 L温度为37℃的KH溶液中,用i-STAT便携式临床分析仪检测加样1min后溶液pH值、氧分压(PO2)、二氧化碳分压(PCO2)和钠离子(Na+)浓度的变化;选择适合HPV模型条件的Na2SO3剂量溶入0.5 L KH液后,检测此低氧溶液在1、10、20、30、60和90 min时上述指标的变化。结果:大于0.2g(包括0.2 g)Na2SO3加至0.5 L KH液中可降低KH液的PO2(P<0.01),且随着剂量的增加,PO2降低。其中,1.5 g Na2SO3剂量可使0.5 L KH液达到HPV模型所需的低氧状态PO2(20～40 mmHg)并维持此低氧状态至少90min,溶液pH值、PCO2和Na+浓度均处于正常范围。结论:应用Na2SO3可制备HPV离体模型所需的低氧溶液,方法简单,快速可行,状态稳定,无需密闭。

二十二碳六烯酸对低氧性肺血管收缩的影响及机制

目的探讨二十二碳六烯酸(DHA)对大鼠低氧性肺血管收缩的影响及电生理机制。方法 12只雄性SD大鼠随机分为两组:低氧组和低氧+DHA组。将大鼠三级肺动脉制备成去除内皮的血管环,急性缺氧溶液诱导血管环收缩后用二十二碳六烯酸处理血管环,测定其舒张血管的作用。建立大鼠肺动脉平滑肌细胞全细胞膜片钳法并观察二十二碳六烯酸对肺动脉平滑肌细胞膜上钾离子通道的作用。结果二十二碳六烯酸(1μmol/L、10μmol/L)可显著舒张急性缺氧诱发的血管收缩(P<0.05,n=6),最大舒张率为48.63%±9.16%。二十二碳六烯酸可显著激活总钾离子电流(P<0.01)。在指令电位+60 mV时,细胞外给予10μmol/L二十二碳六烯酸后,该电流由121.52±17.43 pA/pF增加至209.81±12.57 pA/pF。该钾电流为混合电流,能被蝎毒素和4-氨基吡啶部分阻断。二十二碳六烯酸(10μmol/L)对肺动脉平滑肌细胞大电导钙激活的钾离子通道可产生显著激活作用(P<0.05,n=6),指令电压+60 mV时的增加率是125.21%±5.62%;对电压门控钾通道可产生显著抑制作用(P<0.05,n=6),指令电压+60 mV时的抑制率是63.21%±7.32%。结论二十二碳六烯酸可通过开放大电导钙激活的钾离子通道而舒张急性缺氧引起的肺血管收缩。

一氧化碳在低氧性肺血管收缩反应中的作用

目的和方法 :观察外源性一氧化碳 (CO)对大鼠离体肺动脉环低氧性收缩反应 (HPV)的影响 ,并通过观察血红素氧化酶抑制剂ZnPPIX对HPV的影响 ,探讨内源性一氧化碳在HPV中的作用及机制。结果 :低氧可使苯肾上腺素 (PE)预收缩的肺动脉环出现明显的收缩反应 ,肺动脉cGMP含量下降 ;用ZnPPIX孵育后 ,低氧后的肺动脉cGMP含量增加 ,低氧性肺血管收缩反应 (HPV)受抑 ;外源性CO可明显增加肺动脉cGMP含量 ,HPV明显受抑。结论 :外源性CO及ZnPPIX可增加低氧后的肺动脉cGMP含量 ,抑制HPV 。

低氧性肺血管收缩与肺微循环

正常生理情况下人体存在低氧性肺血管收缩(HPV)自我调节机制。本文将探讨HPV的生理过程及在ICU中各 种常见肺部疾患对其的影响。

钾离子通道在低氧性肺动脉高压中的作用及药物干预研究进展

钾离子(K^(+))通道是位于细胞膜上的一种跨膜蛋白,血管平滑肌细胞K^(+)通道通过膜电位在血管张力、细胞兴奋性和细胞增殖等方面发挥重要调控作用。肺动脉平滑肌细胞K^(+)通道功能障碍与低氧性肺动脉高压(HPH)的病理进程密切相关,K^(+)通道有望成为HPH的治疗靶点。对肺动脉平滑肌细胞K^(+)通道的种类以及在HPH中的研究进展、相关干预药物进行综述,旨在为HPH的发病机制研究和药物研发提供新思路。

小檗碱对低氧性肺小动脉收缩的抑制作用

目的研究小檗碱在常氧条件下和低氧条件下对大鼠肺三级小动脉舒缩活动的影响作用。方法分离大鼠三级肺小动脉,常氧条件下用1μmol/L苯肾上腺素(PE)预收缩血管环,累积加入不同浓度(10^(-9)—10^(-3)mol/L)的小檗碱,检测常氧条件下小檗碱对PE预收缩的血管环舒缩活动变化,计算小檗碱舒张血管效应的半数有效剂量EC50。低氧条件下10μmol/L小檗碱预孵育血管环20 min,1μmol/L PE预收缩血管环,血管环张力上升到平台期后,立即低氧,记录小檗碱在低氧条件下对PE预收缩的血管环张力变化。结果常氧条件下低浓度(10^(-9)—10^(-4)mol/L)的小檗碱以浓度依赖方式舒张血管环,其舒张效应的EC50为7.87±1.826μmol/L;高浓度(10^(-3)mol/L)的小檗碱诱导血管环收缩。低氧条件下肺小动脉环呈双相收缩变化。用10μmol/L小檗碱预孵育肺小动脉环20 min后,再经1μmol/L PE预收缩血管环和低氧刺激,低氧诱导肺小动脉环首先出现的瞬时收缩和后期出现的持续性收缩消失,血管被逆转为舒张,且出现较长时间,舒张幅度显著增加(P<0.01)。结论小檗碱可以显著抑制低氧性肺血管收缩,血管被逆转为舒张。

钙库操纵性钙内流对低氧性肺血管收缩作用的研究进展

低氧性肺动脉高压(HPH)是一种常见的高原病,发病原因主要是早期的肺血管持续收缩,以及后期的肺血管重构。低氧诱导的肺血管收缩与肺动脉平滑肌细胞(PASMC)内Ca^(2+)浓度密切相关,而细胞膜上的电压依赖性钙通道(VDCC)、受体操纵性钙通道(ROCC)、钙库操纵性钙通道(SOCC)、Na^(+)/Ca^(2+)交换蛋白、Ca^(2+)泵以及细胞内钙库的释放都是涉及细胞内Ca^(2+)浓度的主要因素。其中SOCC的机制较为复杂且是影响Ca^(2+)内流的关键。综述了低氧诱导SOCC介导的钙内流对肺血管收缩作用的研究进展。

铁稳态在高原低氧性肺动脉高压中的研究进展

高原低氧性肺动脉高压是机体暴露高原极端环境时发生的复杂的病理生理及临床综合征,也是低氧性肺动脉高压(hypoxic pulmonary hypertension)中的重要类型之一,严重者可引起右心衰竭甚至过早死亡,因此是危害高原居民及急进高原者健康的主要疾病之一。包括高原低氧性肺动脉高压在内的低氧性肺动脉高压确切发病机制仍未完全明确,目前尚缺乏用于干预、治疗低氧性肺动脉高压的有效药物。近年来研究显示,各类型的肺动脉高压患者中普遍存在铁缺乏现象,且铁一方面通过调控低氧诱导因子的活性,影响其靶基因表达;另一方面参与线粒体铁硫簇的生物合成,影响细胞活性氧生成,从而调控低氧性肺动脉高压的发生和进展。更有趣的是,铁和低氧之间存在重要的分子对话机制。因此,铁稳态(iron homeostasis)可能参与和调节低氧性肺动脉高压的发生发展,同时调控铁代谢也有可能成为干预低氧性肺动脉高压的潜在靶点。故本文就铁稳态、铁代谢紊乱与低氧性肺动脉高压,以及干预铁代谢调控低氧性肺动脉高压的可能机制予以简要综述,以期为低氧性肺动脉高压的预防及临床治疗提供新的思路。

急性低氧大鼠肺动脉平滑肌内质网钙信号的变化及意义

目的:观察急性低氧大鼠肺动脉平滑肌内质网钙信号的变化及意义。方法:细胞水平:钙荧光探针(Fura-2/AM)负载大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs),荧光分光光度法,细胞外液无Ca2+及含Ca2+,在常氧(37℃、5%CO2、21%O2、74%N2)和急性低氧(37℃、5%CO2、2%O2、93%N2)时,检测理阿诺碱(RD)和环匹阿尼酸(CPA)等对细胞浆内游离钙离子浓度([Ca2+]i)的影响;离体血管环水平:相同条件,离体血管灌流方法检测肺动脉环张力变化。结果:(1)急性低氧时[Ca2+]i升高:常氧组[Ca2+]i为(96.99±7.16)nmol/L,低氧组为(257.06±32.48)nmol/L(P<0.01)。(2)与低氧组比较,预先用RD或普鲁卡因(procain)抑制内质网理阿诺碱受体敏感钙库,随后再给予低氧刺激时[Ca2+]i不升高,为(100.91±11.21)nmol/L(P<0.01);而用CPA或thapsigargin(TG)抑制内质网摄取Ca2+,再给低氧刺激时[Ca2+]i呈升高状态(P>0.05),而在细胞外液含钙及低氧下CPA及TG引起[Ca2+]i进一步升高(P<0.05)。(3)低氧引起肺动脉环收缩:常氧对基础张力无影响,低氧引起肺动脉环收缩,最大收缩张力达(49.28±8.64)g/g,P<0.01。(4)与低氧组比较,预先用RD或procain抑制内质网理阿诺碱受体敏感钙库,再给予低氧刺激,肺动脉环不收缩,最大收缩张力(3.75±1.14)g/g,P<0.01;而用CPA或TG后,再给予低氧刺激,肺动脉环呈收缩状态(P>0.05),而在细胞外液含钙及低氧下CPA及TG引起肺动脉环进一步收缩(P<0.05)。结论:急性低氧可以引起内质网释放Ca2+,至少来自理阿诺碱受体敏感钙库的Ca2+释放参与了低氧肺血管收缩的发病机制;这可能是PASMCs自身具有的,既不依赖细胞外Ca2+内流,也不依赖血管内皮。

低氧性肺动脉高压发病机制研究进展

肺动脉高压是以肺血管阻力进行性增加和肺血管重塑为特点,最终导致右心衰竭或死亡的一种肺血管疾病。低氧可引起肺动脉压生理性升高,发生低氧性肺血管收缩,而低氧持续存在时,则形成不可逆性的肺血管重构,这也是低氧性肺动脉高压（HPH）发病的重要病理学基础。

硫化氢在低氧性肺动脉高压发病中的作用

低氧性肺动脉高压(HPH)是临床众多心肺血管疾病发生、发展中重要的病理过程,也是决定这些疾病的进展及预后的重要因素之一。HPH又是复杂的病理生理过程,其发病机制迄今尚未完全阐明。近来发现,一直被称为有毒废气的硫化氢(H2S)可在机体内源性生成,外源性给予H2S可以缓解HPH和肺血管结构重建,其作用机制包括舒张血管、调节血管平滑肌细胞增殖/凋亡失衡、抑制肺动脉细胞外基质异常堆积等,进而揭示了H2S在HPH中的重要调节作用。

慢性痛导致低氧性肺动脉功能异常

目的研究慢性病理性神经痛对低氧性肺动脉高压发生发展的影响及可能机制。方法 30只SD大鼠随机分为5组:常氧组、慢性痛+常氧组、低氧组、慢性痛+低氧组和慢性痛+低氧+Alda1(乙醛脱氢酶2特异性激动剂)组,每组6只。慢性痛采用经典的大鼠背根节慢性压迫(chronic compression of dorsal root ganglia,CCD)模型。造模成功后用间断性低压低氧法建立大鼠低氧性肺动脉高压模型,然后分离大鼠三级肺小动脉,检测不同组大鼠的肺血管环舒张、收缩功能变化,同时测定各组大鼠血液循环中4-羟基壬烯酸(4-hydroxy-2-nonenal,4-HNE)的水平和肺动脉上乙醛脱氢酶(Aldehyde dehydrogenase,ALDH)2的表达。结果低氧导致肺小动脉的舒张功能减弱(P<0.05),收缩功能亢进;但是在慢性痛状态下,低氧组大鼠肺小动脉舒张功能进一步减弱(P<0.01),而肺小动脉收缩功能更加亢进(P<0.01)。与此同时,低氧促进大鼠血液中4-HNE的水平升高(P<0.01),而慢性痛+低氧组大鼠循环血液中4-HNE的水平增高更为显著(P<0.01),提示慢性痛+低氧组大鼠肺动脉舒缩、功能异常可能是由长期慢性神经痛产生大量的4-HNE造成的。使用ALDH2的激动剂Alda1后能够显著改善慢性痛和低氧导致的肺小动脉舒张、收缩功能异常,促进肺小动脉舒张(P<0.01),抑制收缩(P<0.01),而且Alda-1能够显著上调慢性痛和低氧降低的ALDH2的表达(P<0.01),减少循环血中4-HNE的水平(P<0.01)。结论慢性病理性神经痛促进循环中4-HNE的水平增高,加重肺小动脉舒张、收缩功能异常,降低ALDH2的表达,促进低氧性肺动脉高压的发生发展。慢性神经痛可能是促进、加重低氧性肺动脉高压发生发展的诱因之一。

HIF-1α与TDAG8在低氧性肺动脉高压发病中的研究进展

肺动脉高压(PH)是一组临床特征为肺循环压力的异常升高,最终导致右心室衰竭和死亡的疾病[1]。根据病理生理机制、临床表现、血液动力学特征及治疗方法,PH在临床上分类,分为五类[1]。低氧启动的低氧性肺血管收缩及肺血管重塑,致低氧性肺动脉高压(Hypoxic pulmonary hypertension,HPH)的形成[2],为PH分类的第3类[1]。当低氧时肺血管平滑肌受各种调节因素调控,发生肺血管重塑时,表明HPH形成[1-2]。近年来,HIF缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor 1-α,HIF-1α)通过调节血管生成、红细胞生成、炎症和增殖的数百种基因,在HPH发病中起关键作用[3]。

低氧性肺动脉高压中线粒体钙信号转导

低氧性肺动脉高压(hypoxic pulmonary hypertension,HPH)的两大病理特征分别为低氧性肺血管收缩(hypoxic pulmonary vasoconstriction,HPV)和低氧性肺血管重构(hypoxic pulmonary vascular remodeling,HPVR)。以往研究表明,细胞内Ca^(2+)储库在HPV和HPVR中起着关键的作用,然而近年来越来越多的人对线粒体在其中的作用产生了兴趣。在低氧条件下,线粒体中的Ca^(2+)信号转导在调节血管收缩、细胞迁移及细胞增殖等生命活动中具有重要意义。本文综述了HPH发生发展过程中,肺动脉平滑肌细胞和内皮细胞中线粒体Ca^(2+)信号转导通路。导致线粒体中Ca^(2+)水平升高的途径主要有:①内质网和肌浆网内Ca^(2+)通过雷尼丁受体(ryanodine receptor,RyR)或者三磷酸肌醇受体(inositol triphosphate receptor,IP3R)释放进入线粒体;②线粒体相关内质网膜(mitochondria-associated ER membranes,MAMs)表面有专门的Ca^(2+)通道以及多种蛋白,能够促进线粒体对Ca^(2+)的摄取;③Ca^(2+)单向传递体(mitochondrial Ca^(2+)uniporter,MCU)可介导Ca^(2+)流入线粒体基质;④Ca^(2+)经线粒体膜上的钙转运蛋白、Na^(+)/Ca^(2+)交换蛋白进入线粒体。

复方丹参注射液对家兔低氧性肺血管收缩反应的影响

本实验观察了复方丹参注射液对低氧性肺动脉高压家兔肺循环、体循环、心电图 ST 段及动脉血气含量的影响。结果表明:复方丹参注射液可对抗低氧所致肺动脉压升高,降低肺血管阻力;心输出量和每搏输出量皆明显高于对照组;同时可改善缺氧动物动脉血氧分压和降低严重缺氧所致心电图ST段下移程度。