高血壓引起血管重塑的病理機制
近年來的臨床研究表明,心血管病死亡率與動脈中的鉛含量過高有關(guān),心血管病患者血鉛和尿鉛水平明顯高于非心血管病患者。長期接觸鉛可導(dǎo)致血壓升高、中毒性心肌炎和心肌損害等。
(一)鉛與心臟損害
近年來報道顯示,當血鉛上升到60μg/dl時,無論小孩或成人都可造成暫時性或永久性心血管損害和功能紊亂。臨床研究表明,心血管病死亡率與動脈中鉛過量密切相關(guān),心血管病患者血鉛和24h尿鉛水平明顯高于非心血管病患者。
鉛可使心臟冠狀動脈血流減少,心肌細胞三磷酸苷(ATP)含量下降,心肌纖維出現(xiàn)炎性改變。鉛中毒可引起動物的心肌呈彌散性退行性改變、收縮力下降、蛋白磷酸化和高能磷酸化過程受損等。急性和慢性鉛中毒的心臟損害表現(xiàn)為心肌炎、心電圖異常,如左束支傳導(dǎo)阻滯、節(jié)律紊亂、房室傳導(dǎo)異常、異位房性節(jié)律等,病理表現(xiàn)為心肌炎性及退行性變。Termya K等(1991)發(fā)現(xiàn),鉛負荷增高能引起心電圖P-R間期延長,兩者呈劑量-效應(yīng)關(guān)系,血鉛水平高于30μg/dl者,P-R間期延長的發(fā)生率明顯高于低血鉛者。鉛作業(yè)工人心電圖可發(fā)生Q-T改變,T波倒置。Chyeny Y等(1998)用X線熒光儀對775名48~93歲男性脛骨鉛含量測量表明,65歲以下男性脛骨鉛上升10mg/g可使Q-T延長5.03ms;消除混雜因素后,脛骨鉛上升危險性為1.22,提示慢性鉛蓄積可抑制心肌傳導(dǎo)。
(二)鉛與脂質(zhì)代謝
由于神經(jīng)系統(tǒng)有豐富的可被氧化的基質(zhì),因而對于鉛介導(dǎo)的氧化損傷尤為敏感。研究發(fā)現(xiàn),染鉛小鼠腦脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物明顯增高。且大腦不同區(qū)域內(nèi)的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物與該區(qū)域內(nèi)的鉛濃度呈顯著正相關(guān)。近年來的研究發(fā)現(xiàn),鉛可通過誘導(dǎo)活性氧自由基的產(chǎn)生對機體造成氧化損傷。除此之外,鉛還可通過降低質(zhì)膜對ROS的防御能力和削弱細胞的抗氧化防御能力等間接地導(dǎo)致氧化損傷。如減少細胞內(nèi)谷胱甘肽含量、抑制巰基依賴酶活性、干擾某些維持抗氧化物酶活性的必需微量金屬元素作用或通過改變質(zhì)膜的完整性及脂酸的構(gòu)型來增加細胞對氧化損傷的敏感性等。故鉛可通過誘導(dǎo)自由基的產(chǎn)生和削弱抗氧化防御系統(tǒng)功能的雙重作用引起腦組織的氧化應(yīng)激損傷。
進一步的研究發(fā)現(xiàn),鉛可使體內(nèi)的氧自由基增多,產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化,損傷心肌細胞膜和心肌微粒體膜,并能影響心肌微粒體膜的陽離子轉(zhuǎn)運酶,使主動脈等血管細胞內(nèi)鈣離子超負荷,心肌細胞內(nèi)鈣離子積聚,引起膜離子轉(zhuǎn)運失常,導(dǎo)致心肌細胞功能紊亂。血脂及脂蛋白水平與心血管疾病的關(guān)系已得到廣泛的證實,動物實驗顯示,鉛能致心肌脂肪退行性變及小動脈尤其是腎、腦和心冠狀動脈硬化。鉛能使脂質(zhì)過氧化增加,使SOD和·NO下降。對鉛作業(yè)的工人研究發(fā)現(xiàn),與正常人相比,鉛能增加總膽固醇,且兩者之間有劑量反應(yīng)關(guān)系。血鉛與高密度脂蛋白(HDL)之間亦有相關(guān)性,研究顯示HDL隨血鉛濃度上升而增加。由此可知,鉛對脂質(zhì)代謝及脂質(zhì)過氧化物的形成有一定影響。
王世鑫探討染鉛對大鼠脾臟一氧化氮合酶(NOS)活力、一氧化氮(NO)含量的影響及其與血鉛相互關(guān)系。Wistar大鼠經(jīng)飲水(加0,18.4,184.0mg/L醋酸鉛,分別供對照組、低劑量組、高劑量組自由飲用)染毒,測定脾臟NOS活力、NO含量、SOD活力、MDA含量。結(jié)果NOS活力高劑量染鉛組7d時顯著低于對照組和低劑量組(P<0.05),90d高于對照組和低劑量組(P<0.05),低劑量組90d高于對照組(P<0.05);NO含量高劑量組和低劑量組60d、90d時均顯著低于對照組(P<0.05);SOD活力高劑量組14d、30d、60d、90d時均低于對照組(P<0.05),低劑量組30d、90d時顯著低于對照組(P<0.05);MDA含量高劑量組14d、60d、90d時均顯著高于對照組,60d時顯著低于低劑量組,90d時顯著高于低劑量組(P<0.05),低劑量組在各時點與對照組比較,差異無顯著性(P>0.05)。血鉛與脾臟NO含量呈倒S型劑量-效應(yīng)曲線;血鉛與脾臟SOD活力呈倒拋物線型劑量-效應(yīng)曲線;血鉛與脾臟MDA含量呈正拋物線型劑量-效應(yīng)曲線。王世鑫認為鉛可引起大鼠脾臟NOS活力、NO含量、SOD活力、MDA含量改變,表明鉛可引起體內(nèi)氧應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化損傷。
1.鉛所致氧化損傷的特點 Pb2+可增強其他金屬離子的氧化還原作用。Pb2+本身并不會在腦組織突觸間隙產(chǎn)生活性氧,但可以在其表面與Fe3+形成螯合物增強Fe3+在腦組織中的氧化還原作用,產(chǎn)生大量活性氧。鉛引起的氧化損傷具有組織特異性。對14d雞胚進行鉛染毒,染毒后9h脂質(zhì)過氧化積累達到最高,72h后正常。隨著谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶(GST)誘導(dǎo)和GSH的減少,肝谷胱甘肽還原酶(GR)顯著降低,但心臟和腦組織中的GR和GST活性隨GSH的減少而改變,而且肝腦心臟組織中無硒谷胱甘肽過氧化酶(non-Se-dependentGPx)和SOD活性增強。72h后,盡管肝、腦中谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)活性下降,但肝腦心臟組織中GST、CAT和SOD活性顯著升高。
2.影響氧化損傷的因素 影響鉛的氧化損傷作用的因素主要包括:①體內(nèi)自身抗氧化系統(tǒng):體內(nèi)存在自身抗氧化酶,如SOD、CAT、GPx等。SOD可以歧化體內(nèi)由Pb2+誘導(dǎo)產(chǎn)生的O·2,過氧化氫酶則可以清除體內(nèi)產(chǎn)生的H2O2,GPx可以清除由還原型谷胱甘肽(GSH)轉(zhuǎn)化為氧化型谷胱甘肽(GSSG)時產(chǎn)生的H2O2。體內(nèi)一些營養(yǎng)型抗氧化劑如維生素和β-胡蘿卜素也可以發(fā)揮抗氧化作用。②化學(xué)物:用醋酸鉛染毒體外培養(yǎng)的中國倉鼠(CHO)細胞,MDA含量上升,CAT活性降低,但用N-乙酰半胱氨酸共同培養(yǎng)后,MDA含量和CAT活性均轉(zhuǎn)為正常水平。體外將鉛化合物與不飽和脂肪酸混合于37℃培養(yǎng)24h,MDA水平顯著上升。鉛化合物的種類、濃度、不飽和脂肪酸的量均影響脂質(zhì)過氧化的程度。β-羥基茶堿可以明顯地降低MDA的水平。③營養(yǎng):食物中許多具有抗氧化性的營養(yǎng)成分,如維生素E和β-胡蘿卜素進入體內(nèi)可以發(fā)揮抗氧化作用。④體內(nèi)微量元素:鉛所致氧化損傷還和體內(nèi)Zn2+水平有關(guān),Zn2+可以在一定程度上保護細胞膜免受氧化損傷。⑤鉛所致氧化損傷與鉛毒效應(yīng)在一定程度上可以由氧化損傷解釋。血中ALA作為鉛中毒的先兆,可以在多個組織器官分布蓄積,并誘導(dǎo)產(chǎn)生O·2、OH-、ALA自由基,產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)。鉛接觸工人血ALA升高的同時,血Pb2+、正鐵血紅蛋白、原卟啉、SOD均發(fā)生顯著改變,而且血ALA濃度與血Pb2+、原卟啉、正鐵血紅蛋白、SOD活性相關(guān)。鉛染毒可以導(dǎo)致小鼠體內(nèi)肝、腎、紅細胞中GSH水平升高,谷胱甘肽水平升高是一種代償反應(yīng),通過保持高水平的GSH可以減輕鉛毒性。鉛還可以抑制Na+-K+-ATP酶、ALAD酶活性,改變膜脂質(zhì)成分,導(dǎo)致膜完整性和功能改變,以及改變膜結(jié)合酶的活性。鉛所引起的溶血與紅細胞膜的脂質(zhì)過氧化有關(guān)。鉛引起的腎組織脂質(zhì)過氧化可以在一定程度上解釋長期接觸鉛引起的慢性腎病。而鉛引起的心肌微粒體酶的損害和抗氧化能力的降低在鉛中毒性心肌損傷中發(fā)揮著重要作用。
3.鉛可以引起多種組織細胞膜的脂質(zhì)過氧化 鉛所致氧化損傷的表現(xiàn)體內(nèi)有許多含不配對電子的氧衍生物,稱為活性氧類(reactiveoxygenspecies,ROS)。鉛或鉛化合物進入體內(nèi)后,利用化學(xué)熒光法可以測定體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧H2O2和O·2自由基,將Pb2+加入血紅蛋白(Hb)溶液中,立即出現(xiàn)熒光反應(yīng),而且熒光強度隨Pb2+-HbO3濃度升高而增強,超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)可以使熒光強度減弱,但當以0.15mol/L的NaCl取代Hb后不會出現(xiàn)熒光反應(yīng),說明Pb2+和HbO2相互作用可以產(chǎn)生H2O2和O·2。H2O2和O·2介導(dǎo)脂質(zhì)過氧化。鉛可以引起多種組織細胞膜的脂質(zhì)過氧化。
研究表明,鉛誘發(fā)組織中脂肪酸構(gòu)成的變化及增加脂質(zhì)過氧化物是鉛的毒性機制之一。鉛一方面作為氧自由基的啟動劑而誘發(fā)氧自由基的產(chǎn)生,氧自由基是啟動脂質(zhì)過氧化的關(guān)鍵因素,同時還可競爭性取代SOD活性中心的必需金屬鋅或銅而抑制氧自由基的清除酶SOD的活力,使血、肝、腦中脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的終產(chǎn)物如丙二醛(MDA)含量增高。另一方面,鉛作為巰基的親和物質(zhì),易與含巰基的酶或物質(zhì)結(jié)合而使相應(yīng)酶谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活力下降和巰基耗竭,使機體的抗氧化能力下降,進一步增強了脂質(zhì)過氧化作用的毒效應(yīng),從而引起機體的損傷。
Pb2+與自由基生成生物體內(nèi)的自由基主要為氧自由基,包括超氧陰離子、羥自由基、過氧化氫、單線態(tài)氧、脂氧自由基、脂質(zhì)過氧自由基、脂質(zhì)過氧化物等。自由基參與心血管系統(tǒng)的多種生理和病理過程。自由基生成增多或相應(yīng)抗氧化機制削弱都將導(dǎo)致氧化應(yīng)激,引起內(nèi)皮細胞功能失調(diào)、血管平滑肌細胞增殖、血管壁炎性反應(yīng)等,從而引起高血壓、腦卒中、動脈粥樣硬化、心肌梗死等多種疾病。Pb2+致高血壓大鼠體內(nèi)羥自由基、超氧陰離子及脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物增多,抗氧化劑、驅(qū)鉛劑DMSA、活性氧(ROS)凈化劑lazaroid、二甲硫脲(DMTU)以及SOD模擬劑tempol均可使其血壓下降。
鉛接觸工人體內(nèi)GSH濃度降低,SOD、CAT及GPx活性下降在脂質(zhì)過氧化中起重要作用。紅細胞嘧啶5′-核苷酸酶(P5N)活性的降低也可說明脂質(zhì)過氧化。李忠等對16名鉛接觸者、14名鉛中毒者和20名非鉛接觸者進行了紅細胞嘧啶5′-核苷酸酶活性的測定,發(fā)現(xiàn)鉛可抑制紅細胞嘧啶5′-核苷酸酶活性,而且其抑制程度與鉛毒效應(yīng)密切相關(guān)。對鉛污染地區(qū)兒童血中的丙二醛(MDA)和SOD進行測定,MDA水平顯著高于非鉛污染地區(qū),而SOD活性在污染區(qū)明顯低于非污染區(qū)。長期低鉛染毒大鼠可使心肌微粒體膜的Na+-K+-ATP酶、SOD的活性及血鋅含量降低,心肌微粒體膜MDA及Ca2+-ATP酶活性增高,與對照組比較呈顯著性差異。大鼠飲用含醋酸鉛的水后,腎組織中MDA生成量明顯增加,且不受GSH含量的影響。SOD活性表現(xiàn)為先受抑制后升高再正常的變化,與組織中鋅含量先降低后正常的狀況一致,提示鉛可能通過取代酶活性中心的鋅而抑制其活力,進而引起脂質(zhì)過氧化。
沈波觀察某印刷廠鉛塵濃度相對穩(wěn)定的從事排版、檢字女工15名,年齡34~50歲,平均47.6歲。工齡12~19年,平均14.8年。車間鉛塵平均濃度0.0248±0.016 7mg/m3。對照組為同一地區(qū)、同年齡組的從事食品衛(wèi)生服務(wù)的女工15名。2組均排除吸煙、飲酒、半年服避孕藥及糖尿病、腫瘤等慢性病及近期急性感染等。鉛暴露工人的脂質(zhì)過氧化系統(tǒng)發(fā)生改變,表現(xiàn)為自由基清除物Cu-ZnSOD活性下降,脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA含量升高??赡茉驗镻b誘發(fā)產(chǎn)生自由基引起機體脂質(zhì)過氧化。自由基清除系統(tǒng)受損,Pb通過破壞O·2的清除酶SOD中二硫鍵與金屬離子(Zn、Mn)結(jié)合,從而抑制SOD活性。Pb引起Zn下降,抑制體內(nèi)產(chǎn)生Zn金屬硫蛋白(ZnMT)能力,不僅影響ZnMT清除OH·,而且降低其對自由基破損的保護作用。
(三)鉛與高血壓
在高血壓發(fā)病的眾多因素中,環(huán)境化學(xué)病因已越來越引起人們的重視。環(huán)境污染物重金屬鉛(Pb2+),特別是低劑量Pb2+,對心血管的毒性與高血壓的形成具有密切的關(guān)系。急性、慢性Pb2+中毒、偶然性Pb2+接觸及周圍環(huán)境Pb2+暴露,都可引起血壓升高或高血壓,在遺傳易感人群中,Pb2+可以加速高血壓的出現(xiàn)。散在性和周圍環(huán)境Pb2+暴露人群血Pb2+水平一般在0.1~0.5mg/L,微量Pb2+與高血壓的關(guān)系倍受關(guān)注。我國受Pb2+污染相當嚴重,Pb2+與心腦血管疾病,特別是與高血壓的關(guān)系,應(yīng)引起我們的高度重視。
1.流行病學(xué) 在人類職業(yè)性鉛暴露中觀察到,低劑量鉛攝入可使血壓上升,大劑量鉛攝入反而不引起血壓上升。Hu H等(1996)用骨鉛作為鉛暴露的生物標志物,采用活體X線熒光技術(shù)對臏骨和脛骨鉛含量與高血壓關(guān)系的研究表明:脛骨鉛貯存可作為鉛長期吸收及在皮質(zhì)骨吸收的標志,當百分位數(shù)從10%增至90%時,骨鉛含量由不到8μg/g上升到37μg/g,患高血壓的危險性增加1.5倍。Houston DK等(1999)用血鉛與骨鉛同時作標志物,發(fā)現(xiàn)當臏骨鉛由10%上升到90%位數(shù)時,患高血壓的危險性上升1.86倍。Korrick SA等(1999)發(fā)現(xiàn),非職業(yè)暴露女性臏骨鉛蓄積量高于脛骨,分別是17.3±11.1μg/g和13.3±9.0μg/g,當骨鉛由10%上升90%位數(shù)時臏骨鉛達25μg/g,消除混雜因素后,患高血壓的危險性上升2倍。Staesstec JA等(1995)對13次一般人群和10次鉛作業(yè)人群調(diào)查資料進行分析,結(jié)果顯示消除混雜因素后,血鉛與血壓在男女性都有相關(guān)性,當血鉛上升1倍時收縮壓上升1mmHg(0.4~1.6mmHg),舒張壓上升0.6mmHg(0.2~1.0mmHg)。研究人員對1 000多名孕晚期婦女跟骨和脛骨的鉛水平進行檢測后發(fā)現(xiàn),隨著骨鉛水平的升高,血壓亦呈上升趨勢。骨鉛水平反映了以前接觸毒性物質(zhì)的情況,鉛并非高血壓的主要危險因素,只是孕婦骨鉛增加與妊娠高血壓之間有一定關(guān)系。以前接觸鉛較多的人群高血壓發(fā)生率也較高。
W Joel Schwartz對NHANESⅡ資料分析發(fā)現(xiàn),血鉛下降50%可使男性血壓平均下降2mmHg,女性下降1mmHg以上,根據(jù)Framing-h(huán)arm研究預(yù)測,這種改變在美國每年可減少24 000人患心肌梗死,100 000人患心血管疾病。如果全美兒童血鉛均值下降1μg/dl,則每年能減少63.3萬例高血壓、3 200例心肌梗死和1 300例中風(fēng)新發(fā)病患者。
2.鉛致高血壓的機制 鉛誘發(fā)的高血壓表現(xiàn)為血管對生理性刺激的反應(yīng)異常,即動脈收縮性增強或自發(fā)性收縮。鉛致高血壓的機制如下:
①細胞內(nèi)外鈣平衡的破壞:許多實驗證明,鉛可導(dǎo)致細胞內(nèi)鈣離子過量積聚,增加細胞內(nèi)鈣離子能使血管平滑肌的緊張性和張力增加,用去氧胺或去甲腎上腺素處理鉛暴露鼠尾動脈螺旋條發(fā)現(xiàn)收縮力加強,容易引起高血壓。
②交感神經(jīng)興奮性增加:通過作用于中樞和外周交感神經(jīng)連接處,增加交感神經(jīng)的興奮性。而交感神經(jīng)的興奮使血管收縮反應(yīng)增強。還可增加α2受體對刺激的反應(yīng)性,以及心臟和血管β腎上腺素和多巴胺受體對刺激的反應(yīng)性。
③細胞內(nèi)外鈉轉(zhuǎn)運機制的障礙:鈉-鉀轉(zhuǎn)運酶(Na+-K+-ATP酶)含有一個巰基,鉛能與之結(jié)合抑制Na+-K+-ATP酶活性,與利鈉素產(chǎn)生協(xié)同作用,引起水鈉潴留。鉛抑制Na+-K+-ATP酶活性,增加胞內(nèi)Ca2+濃度,從而增加血管對如去甲腎上腺素和血管緊張素Ⅱ等收縮性激素的反應(yīng)性。驅(qū)鉛劑DMSA能降低Na+-K+-ATP酶抑制,中止內(nèi)皮素引起的靜脈收縮和醛固酮釋放,緩解鉛誘導(dǎo)的血壓升高。
④Pb2+對腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)的影響:RAAS包括血管緊張素原、腎素、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)和血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)液調(diào)節(jié)。重金屬所致的高血壓與RAAS的功能變化有關(guān)。慢性Pb2+暴露使血漿腎素(PRA)升高,并導(dǎo)致血管緊張素Ⅰ(AngⅠ)及血漿醛固酮水平上升,Pb2+對RAAS系統(tǒng)的影響依賴于Pb2+的攝入劑量、途徑、染毒時間,還與動物的性別和年齡有關(guān),短期Pb2+暴露可以促進腎素的分泌,而慢性、高水平的Pb2+暴露則使腎素水平下降。激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)(KKS)和RAAS之間有密切的關(guān)系。KKS主要包括激肽釋放酶、激肽酶、緩激肽等。激肽釋放酶使無活性的腎素原成為有活性的腎素,激肽酶Ⅱ可將AngⅠ轉(zhuǎn)換為AngⅡ,緩激肽在激肽釋放酶的作用下生成,使血管平滑肌舒張,在激肽酶的水解下失活。KKS和RAAS在功能上相互拮抗但又相互影響。Pb2+致高血壓大鼠在ACE活性增高的同時,激肽酶Ⅱ水平明顯上升,使AngⅡ水平升高、緩激肽減少,導(dǎo)致血管收縮加強,血壓上升。由于激肽酶水解緩激肽后產(chǎn)生的精氨酸可以生成NO,因而緩激肽的減少導(dǎo)致NO生成減少,血管阻力相應(yīng)增加。RAAS和KKS之間的關(guān)系復(fù)雜,它們均受神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié),Pb2+在這個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的作用方式及機制還未闡明。
⑤Pb2+與血管平滑肌細胞的增殖:血管壁的結(jié)構(gòu)改變是高血壓病理學(xué)變化的普遍特征。血管平滑肌細胞(VSMC)是血管壁的主要細胞成分,它的增殖是動脈粥樣硬化形成、高血壓和血管再狹窄的共同的病理基礎(chǔ)之一。Pb2+濃度大于0.5μmol/L作用24h,使培養(yǎng)的血管平滑肌細胞密度呈濃度依賴性增加,誘導(dǎo)血管平滑肌細胞DNA合成;抑制血小板源生長因子PDGF、酸性成纖維細胞生長因子(aFGF)等血管平滑肌生長因子刺激的VSMC的 DNA合成,而鋅、銅、錳、鎳等重金屬都無此效應(yīng)。Pb2+可能是一種獨特的VSMC增殖刺激因子。Pb2+在低濃度時可增加由絲裂原引發(fā)的細胞DNA合成及花生四烯酸聚集,但對未經(jīng)絲裂原刺激的細胞,它并不影響DNA合成及細胞數(shù)量。低濃度Pb2+使VSMC細胞密度增高、接觸抑制性降低、肌動蛋白絲較少且纖細,呈現(xiàn)快速分裂細胞的特點,而高濃度Pb2+使細胞密度降低,細胞邊界粗糙、輪廓不清,肌動蛋白絲粗且排列無序,細胞內(nèi)多見2個或多個分裂核,細胞蛋白含量增高,表明高濃度Pb2+抑制了有絲分裂的發(fā)展。由Pb2+引起的肌動蛋白絲的形態(tài)學(xué)變化顯示Pb2+對VSMC細胞骨架的直接影響,而細胞骨架的變化與細胞表型轉(zhuǎn)化以及細胞重塑等病理過程有著十分密切的關(guān)系。探討Pb2+致細胞骨架蛋白及核骨架蛋白表達影響的變化規(guī)律及機制,對闡明Pb2+致高血壓形成的作用機制具有重要意義。
血管平滑肌上的受體主要有腎上腺素受體、5-羥色胺受體、血管緊張素受體、組胺受體、多巴胺受體、毒蕈堿樣乙酰膽堿受體、嘌呤受體、前列腺素受體及肽類和生長因子受體等。有關(guān)Pb2+對VSMC受體表達的研究較少。在Pb2+誘發(fā)的高血壓動物模型中,有對β-腎上腺素受體激動劑的反應(yīng)性持續(xù)缺失的現(xiàn)象,同時伴有去甲腎上腺素引起的血管收縮效應(yīng)的增強,對于α2-腎上腺素受體的密度及親和力均影響。隨著Pb2+濃度的升高,動物血漿去甲腎上腺素水平升高,心臟與主動脈β-腎上腺素受體密度降低,但是腎臟β-腎上腺素受體密度在一定劑量范圍內(nèi)明顯升高;血壓與心臟、主動脈β-腎上腺素受體密度呈明顯負相關(guān),但在腎臟呈正相關(guān)。Pb2+不影響體外培養(yǎng)的VSMC-β-腎上腺素受體的表達。有學(xué)者證實,腎交感神經(jīng)刺激或兒茶酚胺可以引發(fā)動物或人腎素分泌的增加,此效應(yīng)通過激活腎內(nèi)β-腎上腺素受體介導(dǎo)。由Pb2+誘發(fā)的高血壓中,腎素水平的升高可能和β-腎上腺素受體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)密切相關(guān),但在其他類型的低腎素或高腎素模型中同樣發(fā)現(xiàn)了類似的β-腎上腺素受體上調(diào)現(xiàn)象。低劑量Pb2+呈濃度依賴性方式降低VSMC的AngⅡ受體密度,此現(xiàn)象與Pb2+誘發(fā)的細胞增殖相伴行,但AngⅡ受體的親和力未發(fā)生變化;經(jīng)低濃度Pb2+處理的細胞在無Pb2+時依然出現(xiàn)高增殖狀態(tài),隨著細胞傳至一定代數(shù),AngⅡ受體水平和細胞增殖也隨之恢復(fù)正常。從低、高劑量處理細胞獲得的條件培養(yǎng)基未使對照組的細胞密度及AngⅡ受體參數(shù)發(fā)生變化,表明Pb2+對于細胞的影響似乎是直接的,并非由穩(wěn)定的可溶性生長因子介導(dǎo)。內(nèi)源性生長因子的表達可以介導(dǎo)AngⅡ的促VSMC增殖效應(yīng),促VSMC增殖的一些生長因子也可以下調(diào)AngⅡ-Ⅰ型受體(AT1R)的基因表達或使其mRNA穩(wěn)定性減弱。但是Pb2+選擇性下調(diào)AngⅡ受體的分子機制仍不明確。
血管結(jié)締組織成分主要由糖蛋白和蛋白多糖組成,它們構(gòu)成了血管細胞的胞外基質(zhì),內(nèi)皮、平滑肌和成纖維細胞均可產(chǎn)生基質(zhì)物質(zhì)。胞外基質(zhì)的種類已經(jīng)超過50種,但其功能與結(jié)構(gòu)已較清楚者不多。胞外基質(zhì)成分有膠原、片蛋白、網(wǎng)蛋白、串珠素、纖維連接蛋白、彈性纖維、血栓固定蛋白、富半胱氨酸酸性分泌蛋白等。血管平滑肌是血管中主要的細胞成分,它主要合成蛋白聚糖,包括硫酸軟骨素蛋白聚糖、多功能蛋白聚糖、富含亮氨酸的硫酸軟骨/硫酸皮膚素蛋白聚糖、核心蛋白聚糖和雙糖鏈蛋白聚糖以及硫酸乙酰肝素蛋白聚糖等。血管中的蛋白聚糖與血管彈性、血管通透性、脂質(zhì)代謝、止血、凝血以及血管疾病的發(fā)病機制方面都有一定的關(guān)系。其中,硫酸肝素蛋白多糖(串珠素)可以促進堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)與其受體結(jié)合,bFGF以自分泌的方式促進VSMC生長;硫酸軟骨素蛋白聚糖Versican與透明質(zhì)酸結(jié)合可削弱細胞間的黏附,使VSMC易于遷移、增殖。Pb2+抑制串珠素的合成,導(dǎo)致VSMC對內(nèi)源性bFGF的應(yīng)答減弱;Pb2+還可以選擇性地抑制硫酸軟骨素蛋白聚糖Versican的生成,抑制VSMC增殖,這些現(xiàn)象與Pb2+誘導(dǎo)VSMC增殖的事實相矛盾,但是Pb2+誘導(dǎo)VSMC的增殖是否與它對細胞外基質(zhì)代謝的影響無關(guān),尚不明確。VSMC分泌的蛋白多糖與低密度脂蛋白(LDL)的結(jié)合、滯留是發(fā)生動脈粥樣硬化的一個重要始動因素,但是Pb2+作用下蛋白多糖的減少似乎與脂質(zhì)的聚集不能聯(lián)系在一起。
⑥鉛的腎臟毒性與高血壓:在人和動物中,急慢性鉛中毒都可引起腎臟損害,腎是鉛的重要靶器官。在鉛暴露人群中,高血壓與輕度腎臟疾病密切相關(guān)。慢性鉛暴露可通過兩種途徑經(jīng)腎臟引起高血壓。第一種途徑:鉛作用于腎小管使通透性上升,導(dǎo)致腎小球壞死,間質(zhì)纖維化,腎小管變性。第二種途徑:鉛作用于RAS系統(tǒng)和Ca2+信號系統(tǒng)導(dǎo)致腎血管收縮,血壓上升。鉛干擾腎擴管性前列腺素合成及離子轉(zhuǎn)移亦與血壓升高有關(guān)。急性中毒血鉛>0.6mg/L可引起近球小管損害,但不會引起高血壓,同樣鉛引起血壓進行性升高可不伴有腎損害。在鉛誘發(fā)高血壓和腎損害中,高血壓不是腎臟損害的病因,而是腎臟損害的結(jié)果,鉛在一定程度上是兩者的病因。
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