[中图分类号]R544.1[文献标识码]A
[文章编号]1000-1530(2000)06-0557-04
Change of L-Arg/NO system in erythrocytes of essential hypertension patients
ZU Hong,ZHOU Guo-Peng
(Department of Gerontology,Peking University First Hospital,Beijing100034)
YAO Xing-Hai
(Department of Physiology,Capital University of Medical Science)
TANG Chao-Shu
(Central Laboratory,Peking Universing First Hospital)
ABSTRACTObjective:To study the change of L-Arg/NO system in erythrocytes of essential hypertension patients.Methods:The3H-L-Arg transport,NO synthase (NOS) production,NOS activity and the contents of cGMP were measured.Results:The Vmax for total transport of L-Arg via system Y+ deceased in erythrocytes of hypertension patients compared with control subjects,while the Vmax for the transport of L-Arg via system Y+L was unaffected in erythrocytes of hypertension patients.Km values for total L-Arg influx via Y+ system were not significantly different in erythrocytes in control or hypertension groups.The NOS activity produced and cGMP decreased significantly compared with those of the control and hypertension groups.Conclusion:The ability of erythrocytes utilizing L-Arg to produce NO is reduced when blood pressure rises.
KEY WORDSHypertension;Erythrocyte;Arginine/metab;Nitric oxide/metab
目前对高血压发病机制尚未完全阐明。已发现内皮细胞可以通过释放一些血管因子来调节血管张力,其中内皮细胞释放的内皮衍生舒张因子/一氧化氮(endothelium-derived relaxing factor/nitric oxide,EDRF/NO)具有维持血管张力,调节血压的作用。近来发现红细胞也有精氨酸/一氧化氮系统[1],可以生成一氧化氮,具有调节自身及其周围组织生理功能的作用。目前对原发性高血压病人红细胞精氨酸/一氧化氮系统研究很少,本文通过观察高血压时红细胞膜精氨酸的转运、细胞内NOS活性、生成量的变化,探讨红细胞精氨酸/—氧化氮系统的改变在高血压发病学上的意义。
1材料与方法
1.1研究对象
病例选择及分组:(1)原发高血压组按WHO高血压诊断标准(收缩压≥140 mmHg,和/或舒张压≥90 mmHg,1 mmHg=0.133 kPa),选择14例原发性高血压病患者,按WHO分期,Ⅰ期6人,Ⅱ期8人,平均年龄(57.2±8.0)岁,其中男性12名,女性2名,均除外高脂血症、糖尿病、心肌梗死、心绞痛、脑血管病、原发性肾疾病等。平均动脉压(120.6±12.7) mmHg。(2)对照组10名,体检身体健康的成年人10例,男7例,女3例,平均年龄(52.0±5.2) 岁,平均动脉压(86.5±6.4)mmHg。
1.2红细胞采集及制备
晨起肘正中静脉取血5 ml,38 g·L-1枸椽酸钠(体积比1∶9)抗凝,离心(1 400×g,10min)后去上清,再加入4倍体积的(mmol·L-1) NaCl 140;KCl 5;D-glucose 5;Mops10(pH7.4),离心(4 ℃1 400×g,10min)洗3次,吸去上清及上层淡黄色层,再重新离心洗3遍。之后红细胞悬浮于改良的Hank's平衡盐溶液中(MHBSS)(1mmol·L-1,pH7.4),取部分悬液用于红细胞计数。
1.3红细胞L-精氨酸转运
为了去除细胞内物质浓度变化通过跨膜刺激对跨膜转运的影响,将红细胞在无任何底物的环境中37 ℃孵育3 h,以达到零转运状态。在零转运状态下,可以通过用N-ethylmalmide(NEM)抑制Y+载体,从而将转运分为Y+和Y+L两种。将红细胞悬液用0.2 mmol·L-1NEM在25 ℃下抑制15min,后用2-mercaptoethanol(10mmol·L-1)终止反应。后将红细胞洗涤、沉淀,以供转运测定。
取1ml MHBSS红细胞悬液(1×107cells/ml),放入成对的离心管中,分别加入不同浓度的3H-L-精氨酸(5~400 mol·L-1),37 ℃孵育5min,测量L-精氨酸的初始摄入。之后用冷等张溶液MgCl2107;Mops10(pH7.4)冲洗细胞,用0.1%(体积比)三硝基甲苯X-1000.5ml,超声10s溶解细胞。用5%(体积比)三氯乙酸1ml沉淀蛋白,之后用β-液闪烁计数仪测定放射活性。细胞悬液中的蛋白含量用改良的Micro-lowry法测定。经NEM处理后的红细胞[3H]-L-精氨酸摄入由Y+L系统介导,未被NEM抑制的[3H]-L-精氨酸摄入减去Y+L介导的摄入即可得Y+介导的摄入。
1.4红细胞NOS的提纯及NOS活性的测定
1.4.1NOS提纯将红细胞(5×107cells)反复冻融及超声5 s溶解,离心,获得溶血产物,再加入50mmol·L-1 Tris-HCl,取10 ml加入2 ml 2′,5′-ADP-agarose平衡缓冲液,孵育10min后,经过加热柱提纯。NOS经过DEAE-BioGel A离子交换柱提取,再经过50mmol·L-1 Tris-HCl,1mmol·L-1DDT,120 mmol·L-1 NAC洗提。蛋白浓度用改良的micro-Lowry法测定,以牛血清白蛋白为标准。
1.4.2NOS活性测定在100 μl提纯的NOS(20 μg)中,加入0.5 mmol·L-1 NADPH,1.5mol·L-1 CaCl2,50μmol·L-1 Tetrahydr-bioptein,74×103Bq[3H]-L-精氨酸,总容积120ml,空白对照用MHSS代替,37 ℃孵育15min,加入2ml冷终止液30 mmol·L-1 HEPES,3mmol·L-1 EDTA pH5.5,经Dowex AG 50W-X8(Ns+型)阳离子交换层析柱,4ml水提取,加入闪烁液,用β-液闪烁计数仪测定[3H]-胍氨酸浓度。
1.5红细胞cGMP含量测定
红细胞悬液与0.1 mmol·L-1 L-精氨酸共同孵育30min,22900×g离心10s,去上清,加入50μ1乙醇,真空离心去除溶剂,红细胞重新悬浮于300μ1缓冲液中,50 mmol·L-1 Tris-HCL,4mmol·L-1 EDTA,pH7.5,振荡10min,离心,取100μl上清用放免法测cGMP。红细胞cGMP含量以每5×107红细胞中cGMP的量(pmol)表示。
1.6统计学方法
实验结果以±s表示,用非配对t检验,及相关回归进行统计学处理,以P<0.05为差异有显著性,以P<0.01为差异有极显著性。
2结果
2.1原发性高血压患者一般情况
14例高血压患者的平均动脉压明显高于对照组[(120.6±12.7)mmHg比(86.5±6.4)mmHg,P<0.05],但两组间年龄无明显区别[(57.2±8.0)岁比(52.0±5.2)岁,P>0.05]。
2.2高血压时红细胞L-Arg的转运
从表1可以看到,红细胞膜L-Arg的转运呈高亲和型,高血压时红细胞L-Arg的总摄入的最大转运速率(Vmax)较正常对照组明显降低[每107细胞(3.64±0.14)nmol·min-1比(5.43±0.20)nmol·min-1,P<0.01],但两组L-Arg转运的亲和力(Km)无差异。正常对照组通过Y+通道介导的最大转运速率为每107细胞(4.50±0.27)nmol·min-1,底物与载体的亲和力为(35.5±4.7)μm,高血压组Vmax明显下降为每107细胞(2.62±0.19)nmol·min-1,与正常对照组差异有显著性(P<0.001),底物与载体的Km为(34.0±7.0)μm,与正常组差别无显著性,说明Y+通道介导的L-Arg转运在高血压时下降。比较Y+L通道的活性,发现在正常组及高血压组转运的Vmax差别没有显著性,而Km在高血压时是增加的。
2.3高血压红细胞NOS的活性及cGMP含量
高血压组红<
