水通道蛋白2

水通道蛋白2（精选8篇）

水通道蛋白2 篇1

1 水通道蛋白 2 与肺脏水液代谢功能失调之间的关系

《黄帝内经》曰: “饮入于胃,游溢精气,上输于脾。脾气散精,上归于肺,通调水道,下输膀胱。水精四布,五经并行,合于四时五藏阴阳,揆度以为常也。”这些指出正常水液是通过肺脏的通调水道作用来输布全身的,故肺脏水液代谢功能的失调可以引起多个脏腑水液代谢紊乱。有学者通过Bradford法检测正常组和哮喘组豚鼠尿中水通道蛋 白2( aquaporin-2,AQP-2) 含量得出: 哮喘组豚鼠小便量显著减少( P < 0. 05) 、尿AQP-2显著升高( P < 0-01) ; 提示肺失宣降状态下,AQP-2表达的增加抑制了豚鼠体内水液代谢速度,导致小便量明显减少;故认为AQP-2的正常表达是保证肺主行水和肺通调水道功能的基础[1]。有研究发现慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者过多二氧化碳潴留能增加肾脏AQP-2的表达,过多AQP-2能增加肾集合管对水的重吸收,从而使患者水负荷过重导致外周水肿的发生,而患者在水肿发生前即有尿液AQP-2的增加[2]说明了慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者的肺脏呼吸功能的失调可很敏感引起肾脏中AQP-2基因的表达,进一步促进了水肿发生。

2 AQP-2 与肾脏水液代谢功能失调之间的关系

《素问·水热穴论》指出: “少阴何以主肾,肾何以主水? 歧伯对曰: 肾者,至阴也,至阴者,盛水也;肺者,太阳也,少阴者,冬脉也,故其本在肾,其末在肺,皆积水也。”因此中医上认为肾脏功能失常是机体水液代谢功能紊乱的根本因素。同时肾脏的气化功能在水液的正常运行中起重要作用。在基础研究中有国内外学者通过对小鼠的AQP-2基因敲除、活组织的检测及酶联免疫法等得出: AQP-2存在于肾内髓部集合管主细胞胞浆内囊胞和顶质膜,还存在于末端结肠上皮顶质膜及内耳内淋巴囊上皮细胞中; 特异性参与尿液浓缩[3]及稀释[4],与尿液的生成及变化有重大关系。现代生物学研究证实:AQP-2为抗利尿激素依赖式水通道蛋白,在抗利尿激素为零值时主细胞管腔膜AQP-2数量极少,水渗透通透性也极低; 当血浆抗利尿激素水平显著升高时主细胞管腔膜AQP-2水通道蛋白数量急剧增加,水渗透通透性也显著升高[5],这与中医因肾阳虚衰引起的水液泛滥极为相似。在相关疾病的临床观察中发现: 随着先天性肾积水患儿肾积水程度的加重,其尿液中的AQP-2的浓度和尿渗透压均进行性下降,提示肾脏AQP-2表达与肾脏积水程度密切相关,指出AQP-2变化是先天性肾积水肾脏浓缩稀释功能受损的重要分子基础之一[6]。另有报道显示:急性和慢性肾功能衰竭时AQP-2表达均降低,并指出AQP-2的变化与肾集合管上皮细胞损伤程度密切相关; 同时自由基、一氧化氮、肿瘤坏死因子等都会导致肾集合管AQP-2蛋白表达下降[7]。国外学者用链脲佐菌素诱导糖尿病发现几天后的糖尿病大鼠肾脏髓质顶端及基底部的AQP-2含量明显高于正常组[8],这也证实下消初期可引起AQP-2的增多。在中医治疗肾脏疾病方面研究发现: 黄芪能上调阿霉素肾病大鼠肾髓质AQP-2mRNA的表达,同时降低肾脏AQP-2蛋白表达,认为这是黄芪能改善阿霉素肾病大鼠水钠潴留状态的重要原因[9]。且临床复方治疗肾气虚型研究结果表明: 上调肾小管和集合管主细胞的AQP-2基因表达能达到治疗作用[10]。而在泽黄煎剂对糖尿病大鼠肾脏水通道蛋白表达的调节研究中发现: AQP-2蛋白在肾集合管表达,而在肾小球和肾间质未见表达; 且观察到在早期泽黄煎剂能减少动物的尿量和尿蛋白排泄率与在晚期可以利水消肿,增加尿量以减少尿蛋白排泄率似乎矛盾[11]; 这是否说明中医在治疗糖尿病肾病或者其他所有疾病的整个过程中都起到正性作用,甚至能降低最后事件的发生都是很值得探索的问题。

3 AQP-2 与脾胃水液代谢功能失调之间的关系

《素问·至真要大论》: “诸湿肿满,皆属于脾。”《脾胃论·脾胃盛衰论》: “百病皆由脾胃衰而生也。”中医学认为水液的生成有赖于脾胃的水谷运化。有专家通过总结国内外脾主运化水液与水通道蛋白的研究文献后得出: 津液代谢是联系脾胃功能与水通道蛋白2的纽带,认为水通道蛋白的正常表达可能是脾主运化水液的分子生物学基础[12]。有研究表明在脾胃湿热证中,湿重于热时测量尿中AQP-2明显减少,而在热重于湿时尿中AQP-2明显增多[13]。观察脾胃湿热证大鼠湿、热偏重模型及在三仁汤、白虎加苍术汤的干预下大鼠尿液中AQP-2的变化的实验发现: 脾胃湿热证大鼠湿、热偏重模型存在AQP-2含量增高,而三仁汤、白虎加苍术汤对大鼠尿液中的AQP-2含量具有调节作用,能降低已增高的AQP-2的含量; 说明AQP-2对脾胃湿热证型有重要鉴别作用,且得出中医祛湿的作用机制可能是通过降低人体AQP-2的含量来达到调整细胞内外的水液平衡[14]。另有实验研究认为,AQP-2在胃体中间粘膜组织的表达减少可能是湿阻中焦证临床证候产生的原因之一,亦可能是口渴口干等津液代谢失调的根本原因[15]。

4 AQP-2 与心脏水液代谢功能失调之间的关系

《素问·五脏生成篇》: “诸血者,皆属于心。”《素问·痿论》: “心主身之血脉。”中医上认为津血同源,心脏亦是参与了水液代谢平衡的调节,故心气、心阳虚等的发生可引起水液平衡失调。卢武生等[16]在监测心力衰竭模型大鼠尿中AQP-2时发现,随着心肌梗死的面积的逐渐增多,尿中的AQP-2的浓度也逐渐升高; 但尿中AQP-1及AQP-3的表达并无明显变化,而同时水潴留亦增加,导致低钠血症的进一步加重,这表明AQP-2是特异性增加的。临床研究也证明慢性心力衰竭患者尿中AQP-2与其血钠浓度呈负相关[17],提示AQP-2是慢性心力衰竭患者调节水潴留的关键性蛋白。以上研究为心阳虚证提供了新的思路和研究基础。在高血压病的病因研究中,Roxas[18]发现对盐敏感的Dahl SS /Jr大鼠给予高盐饮食后,其肾脏中的AQP-2的转录显著增加,这说明APQ-2的表达改变可能是引起高血压病的一个原因之一。

5 AQP-2 与肝脏水液代谢功能失调之间的关系

《金匮·水气病篇》曰: “肝水者,其腹大不能自转侧,胁下腹痛。”故指出肝脏的疏泄功能失调可引起水肿等病症的出现。在肝硬化腹水研究中发现:腹水大鼠模型肾脏皮髓质的AQP-2蛋白及其mR-NA全面上调,而在解释多项采用由BDL制备的肝硬化( 代偿) 动物模型的实验中发现,血浆抗利尿激素( 又称血管升压素,vascular vasopressin,AVP) 水平正常,AQP-2在肾皮质中的表达降低,而在内髓中无明显改变,其直接原因是AQP-2表达的下调,这也可能是肝硬化代偿阶段对于水潴留的一种适当反应; 当进展至失代偿阶段时,伴随着血浆AVP水平的增高才会出现AQP-2的上调,并认为丹参能下调肝硬化腹水时肾组织中AQP-2的高表达[19]。临床中证实肝硬化腹水患者存在AVP和肾脏AQP-2浓度增高,且血浆AVP的变化亦影响AQP-2的表达[20]。

6 AQP-2 与大肠水液代谢功能失调之间的关系

《脾胃论》指出: “大肠主津,小肠主液。”故当大肠功能失常,则大肠中的水液不得吸收,水与糟粕俱下,就可出现肠鸣、腹痛、泄泻等病症。Gallardo等[21]在研究大鼠 的结肠上 皮细胞时 发现AQP-2mRNA的确在远端结肠隐窝表达,表面吸收上皮细胞也有少量表达( 胃肠道的其他部位没有发现表达) ; 而且发现AQP-2蛋白与H+-K+-ATP酶共存表达于表面吸收细胞的顶部,并发现水剥夺可提高原位杂交信号及AQP-2蛋白表达水平; 这些可证实AQP-2存在于结肠并参与水液调节,这说明AQP-2与大肠分清泌浊功能有关系。有研究发现: 用宣白承气汤从 肠论治慢 性阻塞性 肺疾病得 出,使AQPsmRNA表达增强是其产生相关效应的作用环节之一; 进一步证实大肠分清泌浊功能与AQP-2的表达密切相关,亦从侧面证明运用中医治疗相关水液代谢疾病时AQP-2与疾病的好转存在明显的相关性[22]。

7 AQP-2 与子宫水液代谢功能失调之间的关系

《黄帝内经·五脏别论》云: “女子胞,主月事及胎儿,为女子先天之本。”中医学认为女子胞功能失调可以引起月经周期及白带分泌的异常。国外学者发现AQP-2能够在外源性雌激素的诱导下表达于小鼠子宫肌层和内膜的腺上皮和腔上皮细胞[23]。有实验从AQP-2在人不同时期子宫内膜中的表达入手,证实了AQP-2在人子宫内膜中的表达,且在月经周期的不同时期表达量不同,从而为揭示雌激素作用下的水在人子宫内的转运机制提供了理论依据。但由于本实验所取标本有限,增生期的标本也限于增生早中期,目前无晚期标本,因此有关AQP-2在人增生晚期内膜中的表达有待更深的研究; 而AQP-2在人子宫内膜液体分泌中作用亦有待于进一步探索[24]。另有学者通过对子宫肿瘤组织的病理切片研究后发现: AQP-2存在于子宫内膜上皮细胞胞质及胞膜,且参与了宫腔液体的增减[25],指出AQP-2的变化是引起子宫液体分泌变化的重要原因之一。

8 AQP-2 与膀胱水液代谢失调之间的关系

《素问·灵兰秘典论》: “膀胱者,州都之官,津液藏焉,气化则能出矣。”故膀胱功能的失调可引起尿失禁、少尿等病症。现代研究发现AQP-2定位于人膀胱黏膜上皮细胞的细胞膜及胞质中,在研究腺性膀胱炎患者中发现: AQP-2在炎症组织中表达较正常组织弱,即其相关组织中的阳性指数( 阳性指数 = 阳性面积/测量组织面积×阳性强度灰度值)较正常膀胱粘膜组织明显减少且差异有显著性( P < 0. 01)[26],这些都说明了膀胱功能的失调可引起AQP-2表达的异常,进一步可引起膀胱水液功能的失调而导致尿量减少。但临床上相关研究较少,故可以从AQP-2的表达来研究膀胱水液失调为相关疾病的治疗提供新方法。

9 小结

科学研究表明: 人体中的三分之二是水,没有水就没有生命; 并且它能决定大分子的结构、活性和反应,在生命的 过程中处 于中心地 位[27]。而AQP-2为水通道蛋白中一员,是人体各脏腑水液正常代谢所必须的非常重要的通道。综上可知:中医脏腑与水液代谢的关系可以通过AQP-2的变化来反映; 当人体水液代谢正常时,AQP-2在各脏腑中都有正常表达; 而水液代谢紊乱时相关脏腑都可出现AQP-2浓度及相关AQPmRNA表达的明显变化。通过进一步研究各脏腑对AQP-2浓度变化影响来了解人体水液代谢情况,不但可以为中医相关脏腑疾病的诊疗提供更加科学的依据,也为中医理论的现代化研究提供新方法和新思路,对指导中医临床诊疗规范和丰富中医理论均有重要意义。

摘要：经过多年的研究,目前对水通道蛋白2(aquaporin-2,AQP-2)的蛋白质基本结构、功能及作用机理方面都有较清晰的了解。但关于中医脏腑水液代谢功能失调与AQP-2关系的研究较少。从动物实验、临床观察、药物治疗等方面,都证实中医各脏腑的水液失调均可直接或间接引起AQP-2基因表达的变化,主要表现在相关组织或尿中APQ-2浓度的变化,并都存在相关性联系。这些为中医相关脏腑水液功能失调的深入研究提供现代医学基础。

关键词：水通道蛋白2,水液代谢,脏腑

水通道蛋白2 篇2

目的 丙泊酚具有脑保护作用,其分子机制尚不清楚.水通道蛋白4 (aquaporin 4,AQP-4)与脑损伤后脑水肿有关.文中探讨大鼠脑缺血-再灌注损伤后AQP-4基因的表达规律及丙泊酚的作用.方法 雄性SD大鼠108只,体重(220±20)g,随机等分为3组,即假手术组:仅开颅,不做缺血再灌注处理;缺血再灌注损伤组(I/R组);丙泊酚组:I/R组、丙泊酚组经右股静脉置管后分别用微量泵持续给予等渗盐水2?ml/(kg・h)和丙泊酚20?mg/(kg・h),在大脑中动脉阻断前开始用药,至再灌注3?h后停止给药,各组又分为缺血2?h后再灌注0.5、1、3、6、12及24?h 6个亚组,每亚组6只大鼠.测定各组大鼠脑含水量,分别用RT-PCR和Western blot检测脑内各时相点AQP-4的mRNA和蛋白水平.结果 再灌注后3?h开始,脑组织含水量即有增加.与I/R组相比,再灌注损伤后3、6、12及24?h 丙泊酚组脑组织含水量均明显下降(P<0.05或0.01) .脑缺血-再灌注损伤后,脑组织AQP-4 mRNA表达升高(P<0.05或0.01),于12?h达峰值,而蛋白则于6?h达峰值.再灌注后24?h AQP-4 mRNA表达仍明显高于假手术组.与I/R组相比,丙泊酚组各点AQP-4 mRNA和蛋白的.表达均明显下降(P<0.05或0.01).结论 丙泊酚可部分抑制脑缺血-再灌注损伤后AQP-4的表达,减轻脑水肿,可能是其脑保护作用机制之一.

作 者：水祥兵 朱克军 任传路 缪明永 时多 SHUI Xiang-bing ZHU Ke-jun REN Chuan-lu MIU Ming-yong SHI Duo 作者单位：水祥兵,朱克军,任传路,SHUI Xiang-bing,ZHU Ke-jun,REN Chuan-lu(解放军第一00医院麻醉科,苏州,215007)

缪明永,时多,MIU Ming-yong,SHI Duo(第二军医大学生化教研室,上海,33)

水通道蛋白2 篇3

关键词：水通道蛋白2,血管加压素,安体舒通,双氢克尿噻,呋塞米

水通道蛋白2(aquaporin-2,AQP2)是体内调节水重吸收作用的最关键的蛋白,主要位于肾脏集合管主细胞管腔侧和靠近管腔侧的囊泡内,受血管加压素(arginine vasopressin,AVP)调控,现已明确AQP2是肾脏重吸收水分浓缩尿液从而调节机体水平衡的关键蛋白[1],与慢性心力衰竭(congestive hear failure,CHF)的水钠潴留密切相关,尿液AQP2浓度的监测可能是心力衰竭水潴留的重要检测指标[2]。利尿剂是临床常用药物,主要用于调节机体水钠代谢,已广泛用于治CHF。利尿剂和AQP2两者之间的相互联系一直是临床较为关注的问题,但是利尿剂如何影响慢性心力衰竭患者尿液中AQP2浓度知之甚少。本实验就在慢性心力衰竭患者服用安体舒通、双氢克尿噻和呋塞米治疗前后对血浆AVP、尿液AQP2浓度的改变进行检测,研究利尿剂对肾脏AQP2的调控,探讨AQP2在CHF水钠潴留中的作用,验证其作为临床防治CHF及水钠失衡的监测指标的重要意义。

1 对象和方法

1.1 研究对象

CHF患者303例(男160例,女143例),年龄27~86岁,平均(62±24)岁,均为2008年1月~2010年4月在我院心内科住院患者;按心功能分级(NYHA标准):Ⅰ级55例,Ⅱ级85例,Ⅲ级71例,Ⅳ级92例;所有患者入选前1周内均未用利尿剂,无明显肝、肾功能不全,原发病:缺血性心肌病169例,扩张性心脏病103例,风湿性心脏病31例。分别随机归入安体舒通组(98例)、双氢克尿噻组(103例)、呋塞米组(102例)。3组在平均年龄、性别、心衰疾病、心功能级别构成比上无显著差异,具有可比性(P<0.01),见表1。

1.2 治疗方法

所有CHF患者均予吸氧、强心、扩张血管,包括血管紧张素转换酶抑制剂、β受体阻滞剂等治疗,病情相对稳定,在此基础上各组分别加用口服利尿剂,呋塞米组:20 mg每日1次,双氢克尿噻组:25mg每日1次,安体舒通组:20 mg每日1次,连续服药7 d,服药前及服药后第7天留取血浆、尿液标本待检。其中呋塞米片(上海朝晖药业有限公司,国药准字H31021074);安体舒通片(江苏永大药业有限公司,国药准字H32020050);双氢克尿噻片(山东仁和堂药业有限公司,国药准字H37020788)。

1.3 标本留取

已明确所有受试者,实验前2周均未使用降压、利尿药物,夜间禁水、禁食、平卧8 h,清晨空腹采肘静脉血,采血管中预先加入0.13 mmol/L EDTA-2Na(乙二胺四乙酸二钠)溶液(每毫升全血20μL),15min内4℃以3 000 r/min,离心10 min,吸取血浆-70℃低温保存,待检;集患者晨起后空腹第1次尿液于无菌容器中,混匀后取15 m L,尿液在4℃以3 000 r/min,离心10 min,取上层尿液5 m L,-20℃备用,待检。

1.4 血浆AVP浓度测定

血浆AVP浓度测定采用放射免疫法:选取血浆AVP放射免疫法试剂盒(第二军医大学神经生物学研究所),采用FM-2000γ免疫计数器(西安凯普机电有限责任公司),严格按试剂盒所附说明书及放免仪操作指南以顺序饱和加样法进行操作,检测血浆AVP浓度。

1.5 尿液AQP2浓度的测定

根据相关文献报道,患者尿液AQP2浓度的测定采用间接ELISA法[3]。以兔抗AQP2纯化多克隆抗体(美国Cheminico公司)为一抗,以HRP标记过的羊抗兔IgG(北京纽英伦生物技术有限公司)为二抗,参照AQP2阳性对照多肽(已与BSA偶联,美国Alpha Diagnostic公司),采用ELX800酶联免疫检测仪(美国Dio-Tek instrument公司)检测尿液AQP2浓度:首先予方阵滴定法检测其最适工作浓度显示一抗最适浓度为2μg/m L、二抗最适稀释度为1∶1 000,同时选取AQP2阳性对照多肽配制标准品,应用0.05%SDS-PBS等倍、稀释标准品,浓度分别为5、2.5、1.25、0.625、0.315、0.15625、0.078125、0.0390625及0μg/m L,相当于AQP2浓度900、450、225、112.5、56.25、28.125、14.0625、7.03125及0 pmol/mL,待测;稀释后的尿液标本和标准品各取100μL加入96孔酶标板,阴性对照孔0.05%SDS-PBS100μL,在37℃预包被30 min,然后4℃过夜;每1个孔用洗涤缓冲液0.05%Tween-PBS清洗1次,晾干后加入封闭液3%BSA-PBS100μL,37℃,45 min;每孔加入用0.25%BSA-PBS稀释至2μg/m L的羊抗AQP2纯化多克隆抗体(一抗)100μL,37℃下封闭2h,用洗涤缓冲液清洗4次,每次1 min,去除一抗;稍晾干后加入用稀释液0.25%BSA-PBS稀释成1∶1 000 HRP标记的羊抗兔IgG(二抗),37℃,温育90min,再次用洗液清洗4次,每次1 min;每孔加临时配制的0.01%TMB底物缓冲液100μL 37℃下孵育15 min;每孔加2 mol/m L的H2SO4终止反应,酶标仪上测450 nm处的OD值,对照孔调零,根据标准品对应OD作出标准曲线,得出各标本尿液AQP2浓度,本法批内差异为6.3%,批间差异系数为7.1%。

1.6 统计分析

应用SPSS13.0软件包进行统计学分析,计量资料采用均数±标准差表示,符合正态分布的两组均数间比较用t检验;多组间均数比较采用方差分析,其中任意两组均数两两比较用LSD-t检验、多个实验组与对照组均数差别的多重比较用Dunnett-t检验、各实验组多个样本均数两两之间的全面比较用SNK-q检验;以上检验均以双侧P<0.05为差异有显著性。

2 结果

2.1 各利尿剂组用药前后血浆AVP浓度比较

呋塞米组较用药前增加明显(P<0.05),双氢克尿噻组、安体舒通组用药前后均差异无显著性(P>0.05),见表2。

注:覮与用药前比较,血浆AVP浓度明显增加,P<0.05

2.2 各利尿剂组用药前后尿液AQP2浓度比较

与用药前比较,各利尿剂组CHF患者尿液中AQP2浓度明显增加(P<0.05),其中呋塞米组增加最为明显,双氢克尿噻组次之,安体舒通组最弱,见表3。

注:覮与用药前比较,尿液AQP2浓度明显增加,P<0.05

3 讨论

AQP2是心力衰竭时水潴留的关键靶蛋白,且随着心功能等级的升高而升高,是临床监测充血性心力衰竭及高血压水重吸收状态的重要指标[3,4]。CHF是临床常见疾病,笔者在相关实验中发现患者血浆AVP水平的升高可能导致左心室舒张收缩功能受损,是心力衰竭时水钠潴留机制之一[5]。AVP主要通过V2受体作用于AQP2蛋白,使AQP2表达增多。因此,AQP2被认为是维持体内水平衡调节的必需物质和调节肾脏集合管对水通透性的关键水通道蛋白[4]。有研究显示,在未用利尿剂的情况下,充血性心力衰竭患者尿液AQP2浓度较健康对照组明显增加,且在伴有低钠血症的充血性心力衰竭患者尿液AQP2增加更明显,说明AQP2基因表达在充血性心力衰竭的水潴留和低钠血症中起关键作用[6]。尿液样本法可以较准确地反映尿液AQP2排出的水平,提示尿液AQP2浓度反映心力衰竭严重程度,是临床防治CHF及水钠失衡的监测指标[3]。呋塞米、安体舒通和双氢克尿噻均为临床常用利尿药物,通过对肾脏不同部位的作用对水钠代谢起着极为重要的调节作用。相关实验证明:在正常人群和心力衰竭患者服用呋塞米后,尿液增加,引起机体血中AVP的含量升高,尿液AQP2浓度增高[7]。林晟等在实验中发现,3种利尿药物对正常大鼠尿液和肾脏中的AQP2的影响各不相同[8],本实验中也观察到3种药物均可明显增加尿液AQP2浓度,即增加AQP2经尿液中的排泄,以呋塞米的作用最强,双氢克尿噻次之,安体舒通最弱。呋塞米引起尿液中AQP2大量排出,呋塞米通过上调V2受体基因能增加正常大鼠肾脏AQP2基因m RNA转录和AQP2蛋白表达,这和尿液中AQP2浓度增加相一致,被认为可能与过多利尿后引起AVP分泌增加有关,是机体防止水钠过多丢失引起的继发性代偿反应[9]。双氢克尿噻虽然引起正常大鼠尿液中的AQP2浓度增高,但其血浆AVP浓度未见显著升高,究其原因与V2受体基因下调有关。这提示,双氢克尿噻对AQP2基因的表达和从尿液中排泄有不同的影响,AQP2基因表达的下降也部分参与了双氢克尿噻利尿的作用机制,其促进尿液中AQP2的排出的机制并不清楚,是否通过非AVP途径所致则仍需要进一步的研究[10]。安体舒通作用下的患者尿液AQP2浓度有一定程度增加,血浆AVP浓度未见显著升高,安体舒通作为醛固酮受体拮抗剂是一种较弱的利尿药,其对水通道蛋白的作用与血管紧张素转换酶抑制剂和血管紧张素转受体拮抗剂类药物相似,但在本实验中改变不明显,这可能与安体舒通作用较弱以及起效时间较长有关[10]。综上所述,临床常用几种利尿药均能增加正常大鼠尿液中的AQP2排出浓度,其机制之一可能是通过调V2受体的基因表达来影响肾脏AQP2基因,但在利尿剂的作用中是否存在AVP以外的对AQP2的调节因素尚需进一步的研究证实。

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水通道蛋白4的研究进展 篇4

1 AQP4基本结构及分布

AQP4基因位于人类染色体18q11.2与q12.1的连接处,包含4个外显子,负责127、55、27、92位氨基酸序列的编码,3个内含子位于其间。从结构上看,其包括6个跨膜结构和A、C、E 3个细胞外环和B、D 2个细胞内环。AQP4的四级结构是由相对分子质量约34 KD的4个具有独立活性的且均含有6条疏水性跨膜结构的单体组成的四聚体,每个单体的6条疏水性跨膜结构形成类似沙漏的水通道,仅允许单线通过1个水分子。

AQP4主要分布于中枢神经系统的星形胶质细胞、脉络丛上皮细胞、室管膜上皮细胞等支持细胞中,并大量表达在星形胶质细胞足突、胶质界膜、软脑膜及室管膜与其下星形胶质细胞的空隙中,目前尚未发现其在兴奋性细胞中表达[1]。此外,AQP4呈极性分布于星形胶质细胞足突上,锚定蛋白和细胞周围环境对其这种分布起到了一定的作用[2]。由此可以简单的通过AQP4的分布及表达特点推断其与中枢系统的水平衡有关。

2 AQP4与Kir4.1

内向整流钾离子通道4.1(Inwardly rectifying K+channel,Kir4.1)是中枢神经系统的一种膜蛋白,其具有内向整流的特点并能通过调节胞外过高的钾离子浓度而维持内环境的稳态。其主要分布在胶质细胞、软脑膜、室管膜、视网膜Müller细胞等等。

研究表明,AQP4与Kir4.1在结构和功能上均存在共耦联的关系,两者的C末端均通过α-syntrophin的PDZ结构域锚定在胶质细胞的细胞膜上,AQP4表达的变化可以影响细胞内外水分子的运动,进而导致Kir4.1对钾离子通透性的改变,出现相应的电位变化。病理状态下,在颞叶癫痫患者的海马组织中发现AQP4的表达明显升高而Kir4.1却表达下调,钾离子平衡破坏,AQP4和Kir4.1的锚定蛋白复合体功能受损[3],提示两者可能通过功能耦联共同参与了癫痫的病理过程。虽然大部分研究肯定了AQP4与Kir4.1在功能上的耦联关系,但仍有些学者对此提出了怀疑,认为胶质细胞中Kir4.1介导的K+的摄取功能与AQP4没有联系[4]。目前来说,两者之间的作用机制及是否存在相互作用还有待于进一步研究。

3 AQP4与脑水肿

人体中60%的成分是水,尤其在脑组织中其所占比例更是高达70%,脑水肿即由于各种致病因素的影响使水分在脑组织中过多存在的病理现象,直接导致脑组织容量扩增,继而提升颅内压,使临近脑组织受压并进一步加重脑水肿,最终因这种恶性循环导致脑疝,危及患者生命,因此脑水肿是各类脑部疾患致残致死的根本所在。自1966年,Klatzo提出血管源性和细胞毒性两种脑水肿的分类方法以来,人类对脑水肿的研究从未停下脚步,随着分子、生化等各相关领域研究的不断深入,对脑水肿的分类又提出了新的见解,并将其分为血管源性、细胞性、脑积水性及渗透性四类普通脑水肿以及缺血性、粒细胞性、离子性三类特殊类型脑水肿。各类脑水肿在脑部疾病的演变过程中,既能共存,又能互变。大量研究表明,AQP4表达升高是颅脑创伤引起脑水肿的主要原因,通过检测颅脑创伤后脑脊液中AQP4的水平,可以有效地评估脑水肿的严重程度[5]。而脑出血后的血肿周围水肿程度更是与AQP4基因的变异有独立的关联[6]。Manley等[7]通过敲除AQP4基因的大鼠制作大鼠水中毒模型,与普通大鼠制作的水中毒模型相比,其脑组织含水量更低,其围绕于血管周的星形胶质细胞足突的肿胀程度也更低。推测AQP4在脑水肿的发生、发展的过程中起到了促进的作用。

虽然支持上述结论的学者很多,但也有些学者提出了相反的结论,Bloch等[8]利用被敲除AQP4基因的小鼠和普通小鼠制备梗阻性脑积水模型,与普通小鼠比较,被敲除AQP4基因的小鼠颅内压升高更明显,脑水肿更严重,其生存率也明显降低。推测AQP4的表达对脑积水后的脑组织含水量增加起到了抑制作用。Tang等[9]利用被敲除AQP4基因的小鼠和普通小鼠制备脑出血模型,研究发现被敲除AQP4基因的小鼠在制模成功后,其脑水肿程度更高,意识障碍更明显。推测AQP4的表达在一定程度上抑制了脑水肿发展的病理过程。

诸多研究表明,AQP4的表达在细胞毒性脑水肿时起正向作用,而在血管源性脑水肿时却起反向作用。细胞毒性脑水肿时,血脑屏障未受到破坏,水分子通过AQP4进入脑组织,所以当AQP4的表达升高时,进入脑组织的水分就越多,造成的脑水肿就越严重。Papadopoulos等[10]提出,血管源性脑水肿时,AQP4的表达上调减轻了脑水肿的程度。这可能是因为破坏了血脑屏障,血清蛋白与等渗液为了适应流体静力压的变化而渗透到细胞间隙,造成细胞间隙的肿胀。因此血管源性脑水肿的形成没有AQP4的参与,但其发展过程中水分子的排出需要AQP4作为介导。所以AQP4在此过程中对脑水肿起到了抑制作用。

Karmacharya等[11]研究发现,在大鼠脑水肿模型中施加低强度超声波刺激,可以减少AQP4的局部聚集,与对照组比较可以明显减少脑组织含水量以及AQP4的表达。其他方面如:亚低温治疗、去骨瓣减压、地塞米松等治疗方法均能通过抑制AQP4的表达减轻脑水肿,改善预后,提高其生存率。由此推测,以AQP4作为治疗靶点来减轻各种原因导致的脑水肿是切实可行的。

4 AQP4与脑肿瘤

脑肿瘤是指发生于颅腔内的肿瘤,WHO于2000年经过整理分类将神经系统肿瘤归纳为七大类,即神经上皮组织起源肿瘤、外周神经起源肿瘤、脑膜起源肿瘤、淋巴和造血组织肿瘤、生殖细胞起源肿瘤、鞍区肿瘤和转移性肿瘤。与其他部位的肿瘤相比,颅内肿瘤不论良恶性,均能挤占颅腔内脑组织的空间,造成占位效应对脑组织造成损害并危及生命。

胶质瘤是临床中神经系统发病率最高的原发性脑肿瘤,并多呈恶性侵袭性生长,手术全切率低且术后复发率高,需要术后配合放化疗及其他综合治疗,但目前在其治疗中仍然很艰难。Warth等[12]研究发现,在脑星形胶质细胞瘤中,AQP4的高表达和瘤周水肿的发生以及胶质瘤的恶性程度密切相关。另有研究表明,AQP4在脑肿瘤细胞中明显增多,以胶质瘤更为显著。其极有可能对肿瘤的生长有正性作用,促进病情的恶化。AQP4在胶质瘤细胞中具有抗凋亡的作用[13],除此之外,AQP4还可以促进胶质瘤细胞的迁移,这无疑将会促进肿瘤的生长并增加其侵袭性[14]。据此推测,人为地促使AQP4的表达下调可能对脑胶质瘤的发展有抑制作用[15]。

脑膜瘤为发病率仅次于胶质瘤的颅内肿瘤,多呈良性,隐匿发病且缓慢生长,早期多无明显症状。后期多以颅内压增高的症状表现,影像学检查多提示颅内肿块伴瘤周水肿,可见瘤周水肿对脑膜瘤引起的颅内压增高起到了重要的作用。目前脑膜瘤瘤周水肿的形成机制并不明了,可能与软脑膜供血、瘤脑界面的存在、脑膜瘤血管渗透性增加、脑膜瘤自身引流静脉的发育等等因素有关,而脑膜瘤中AQP4的表达与其周围的水肿有没有联系呢?有学者研究表明,AQP4主要表达于脑膜瘤的瘤体细胞膜上,其表达水平的高低与瘤周水肿的严重程度成正性相关,推测如果能够抑制肿瘤细胞的AQP4表达,就能控制瘤周水肿,即可减轻患者围手术期的颅内压增高症状,又可减少手术中脑膨出的风险,而且更容易在手术中分离肿瘤,减轻对脑组织的损害[16]。

颅内多发转移瘤系身体其他部位肿瘤转移至颅内所致,男性以肺癌转移多见,女性则多以乳腺癌转移多见,可以转移至颅内的任何部位。颅内转移瘤常常伴有瘤周水肿,且水肿大多十分严重,对患者的生活质量及治疗效果有重要的影响[17]。Zhao等[18]研究发现,在多发的脑内转移瘤的瘤周脑组织中含有大量的AQP4表达,而在瘤组织中却鲜有AQP4表达。在瘤周较远的脑组织中AQP4轻度染色,随着对肿瘤的不断靠近,其周围脑组织中的AQP4染色亦不断加深,推测AQP4表达与多发转移瘤周围脑组织的水肿密切相关且成正相关。因此,可以通过研究瘤周水肿的分子生物学机制为临床的治疗提供理论依据。

5 AQP4与抑郁症

抑郁症是心境障碍的最主要类型,多以持续情感低落为主要临床表现,自卑抑郁,甚至有自杀的想法及行为,患者常伴有思维迟缓、意志活动减退、认知功能损害以及睡眠障碍、食欲减退等一些躯体症状。目前抑郁症的病因并不完全清楚,其治疗多以药物治疗配合心理治疗,并积极创造良好环境预防复发。

正常成年动物海马区的海马齿状回颗粒细胞下区有成人神经干细胞存在,其不但具有自我更新及分化成多种神经细胞的能力,而且参与学习、记忆等脑的高级功能,其病理状态下再生能力的变化与多种神经系统疾病的发生发展密切相关。研究表明,抑郁症可以抑制海马齿状回颗粒细胞下区的神经再生功能,而AQP4在海马齿状回颗粒细胞下区呈高表达,并促进成人神经干细胞的增值分化以及海马神经再生。Jayatissa等[19]通过尸检抑郁症患者发现,其海马神经元胞体体积及神经纤维网均不同程度萎缩,推测抑郁症的发病机制可能与海马的器质性病变有关。而AQP4对抑郁模型大鼠海马区的内环境及神经元凋亡都具有调节作用,并且能通过对星形胶质细胞功能及海马神经再生的调节而影响抑郁症的病理过程[20]。因此,AQP4可能为今后抑郁症的治疗提供了新的方向。

6 AQP4与癫痫

癫痫是由于脑组织神经元高度同步的异常放电所导致的一组具有发作性、短暂性、重复性和刻板性特点的临床综合症。由于癫痫发作时放电神经元的位置及放电范围的不同,其导致的发作形式也是各不相同,治疗方法目前还是以药物治疗为主,对于药物难治性癫痫则考虑手术治疗。

近年来诸多研究发现,AQP4与癫痫的病理过程存在一定的联系,Binder等[21]研究发现,在敲除AQP4的癫痫大鼠模型癫痫发作时,无论是其抽搐程度还是抽搐的频率均比野生对照组大鼠明显降低。在癫痫的潜伏期中,AQP4位于近血管腔足突膜的密度明显低于位于远血管腔足突膜的密度[22],提示AQP4的分布改变与癫痫有关。研究发现,AQP4在星形胶质细胞大量分布,而这种分布的改变可以导致星形胶质细胞的水肿,并促使其内的谷氨酸盐释放,使胞外谷氨酸盐的浓度升高,激活神经元活动导致颞叶癫痫。Heuser等[23]从基因的水平上证实AQP4参与了癫痫的发作过程,但其详细机制有待于进一步研究。

7 小结与展望

目前来说,对于AQP4的研究已经不仅仅局限于其对水的转运作用,而是面向更多的研究方向。Ishiyama等[24]发现,梅尼埃病可以特异性的改变AQP4在支持细胞和线粒体蛋白的表达,因此通过检测AQP4表达量的变化对梅尼埃病的诊断具有极其重要的意义。Yasui[25]发现,AQP4在类淋巴系统紊乱过程中起到了关键作用,而未来通过研制抗AQP4药物就可以更好的治疗由于类淋巴系统通路功能紊乱导致的各种神经功能退化疾病及精神疾病。除此之外,AQP4还参与诸如脑部炎性疾病、视神经脊髓炎、阿尔茨海默病等等疾病的病理过程,本文在此不再一一详述。目前关于AQP4的基础研究虽然取得了很多的成就,但其临床转化率仍然较低,针对于以AQP4作为靶点在临床疾病的诊断治疗中的研究还少有报道,在今后的研究中,可以将AQP4更加的向临床靠近,研发出针对AQP4的治疗药物及诊断方法。

摘要：水通道蛋白4(AQP4)是一种与水的通透性有关的蛋白,主要存在于中枢神经系统,并广泛表达于中枢神经系统的星形胶质细胞、脉络丛上皮细胞、室管膜上皮细胞等支持细胞中,目前大量研究表明,AQP4不仅与脑水肿的发生发展密切相关,同时还参与多种神经系统疾病的病理过程,对临床神经系统疾病的诊断及治疗具有重要的意义,本文就AQP4与几种常见神经系统疾病的联系作一综述。

水通道蛋白2 篇5

关键词：肺胀,阳虚水泛,水通道蛋白-2,脑钠素,钠钾三磷酸腺苷酶

肺胀阳虚水泛证是肺胀病发展的末期,已到了阳虚至极不能运化、推动、温化、气化、蒸腾水湿的程度,水湿输布、运化、排泄功能障碍,以至于水湿不循常道而泛滥,泛溢肌肤而出现水肿,阳虚于下,水趋下行故脚肿显著,甚则腰以下水肿、全身水肿、胸腔积液、腹腔积液、心包积液( 痰饮、溢饮、支饮、悬饮) ,严重影响患者生活质量,甚至危及生命。肺胀阳虚水泛证的特点是阳虚与水泛同在,其证型的关键决定因素值得深入探讨,现从尿水通道蛋白-2( aquaporin-2,AQP2) 、血浆脑钠素( brain natriureticpeptide,BNP) 、钠钾ATP酶、血浆精氨酸加压素( ar-ginine vasopressin,AVP) 探讨其与肺胀的关联性。

1 对象与方法

1. 1研究对象

选择2012年10月至2013年6月云南省中医医院肺病科收治的119例肺胀病患者为观察对象,其中阳虚水泛证45例; 肺肾气虚证33例; 痰热郁肺证41例。其中男性96例,女性23例,平均年龄( 69±0. 24) 岁,病程5 ~30年。3组之间性别、年龄、病程等一般情况比较无统计学差异( P >0. 05) ,具有可比性。

1. 2 诊断标准

依据中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组《COPD诊治指南( 2007年修订版) 》的慢性阻塞性肺疾病急性加重期( AECOPD) 的诊断标准进行西医诊断[1],并符合《中医内科学》肺胀的阳虚水泛证、肺肾气虚证、痰热郁肺证之一的中医诊断[2]。

西医诊断依据症状有慢性咳嗽、咳痰和( 或) 呼吸困难及危险因素接触史; 存在不完全可逆性气流受限( 用支气管舒张剂后FEV1 /FVC < 70% ) 。

中医证候诊断分型:

( 1) 阳虚水泛证: 主症为咳嗽喘促,甚则倚息不得卧,咯痰清稀,心悸,面浮,下肢浮肿,甚则一身悉肿,腹部胀满有水,耳鸣,脘痞,纳差,濡泄,尿少,腰酸冷,形寒肢冷,面唇青紫,苔白滑,舌淡胖质暗,脉沉迟细弱。

( 2) 肺肾气虚证: 主症为呼吸浅短难续,咳声低怯,胸满短气,甚则张口抬肩,倚息不能平卧,咳嗽痰白如沫,咯吐不利,胸闷,心慌,形寒汗出,面色晦暗,舌淡或暗紫,脉沉细数无力,或有结代。

( 3) 痰热蕰肺: 主症为咳逆,喘息气粗,胸满,烦躁,目胀睛突,痰黄或白,黏稠难咯,或伴身热,微恶寒,有汗不多,口渴欲饮,溲赤,便干,舌质暗红或舌边尖红,苔黄或黄腻,脉数或滑数。

1. 3 纳入标准

( 1) 主要症状为慢性咳嗽、咳痰和( 或) 呼吸困难及危险因素接触史; 存在不完全可逆性气流受限,符合西医诊断为AECOPD者; ( 2) 符合肺胀的定义; ( 3) 符合中医诊断为肺胀阳虚水泛、肺肾气虚、痰热蕴肺证之一者。

1. 4 排除标准

( 1) 合并心、肺以外严重疾病及不合作者; ( 2)其他原因引起的水肿者; ( 3) 年龄在75岁以上者;( 4) 1周内服用利尿及严重影响内分泌、免疫、心功能的药物者。

1. 5 主要仪器与试剂

Sc-3614低速离心机 ( 科大创新股份有限公司中佳分公司) ; PYX-DHS隔水式电热恒温培养箱( 上海市跃进医疗器械一厂) ; Thermo Multiskan As-cent酶标仪( 美国Thermo公司) ; ROCHE E601全自动电化学发光分析仪( 德国ROCHE公司) ; MedisoftMicro 5000 provo2肺功能仪 ( 比利时Medisoft公司) ; AQP2试剂盒( 生产批次: 14881,上海江莱生物科技有限公司) 、AVP试剂盒( 生产批次: 10210,上海江莱生物科技有限公司) 、BNP试剂盒( 生产批次: 13768,上海江莱生物科技有限公司) 、Na+-K+-ATPase试剂盒( 生产批次: 12199,上海江莱生物科技有限公司) 。

1. 6 检测指标

用双抗体夹心酶联免疫吸附法检测尿AQP2; 用放射免疫法检测血浆AVP水平; 用酶联免疫吸附法检测血浆BNP、钠钾ATP酶水平。

1. 7 统计方法

采用SPSS 16. 0统计软件分析检测结果。计量资料用均数±标准差( ±s) 表示,进行正态分布Kolmogorov-Smirnov和Shapiro-Wilk检验,呈正态分布的多组均数比较采用多因素方差分析,不呈正态分布的多组均数比较采用两个独立样本秩和检验,用相关分析法比较变量之间的相关性。

2 结果

由于部分患者未留置尿标本或未提供血标本,而未提供血样标本的患者较多,或因检测数据出现负值或显著偏差等而脱落,所以,所收集的患者尿样标本与血样标本例数不一致,组间观察例数与收集数据例数也不相同。

2. 1 各证型尿 AQP2的比较

各组尿AQP2数值经Descriptive Statistics Explore分析进行正态性检验,结果显示呈偏态分布,用非参数检验法两 个独立样 本 ( Two-Sample Kolmogorov-Smirnov Test) 检验,结果显示: 阳虚水泛证型组与肺肾气虚证型组AQP2比较无统计学差异( P > 0. 05) ;肺肾气虚证型组与痰热郁肺证型组AQP2比较无统计学差异( P >0. 05) ; 痰热郁肺证型组与阳虚水泛证型组AQP2比较无统计学差异( P >0. 05) ,见表1。

2. 2 各证型血浆 BNP 的比较

各组血浆BNP数值经Descriptive Statistics Ex-plore分析进行正态性检验,结果显示呈偏态分布,用非参数检验法两个独立样本( Two-Sample Kolmog-orov-Smirnov Test) 检验,结果显示: 阳虚水泛证型组与肺肾气虚证型组血浆BNP比较无统计学差异( P> 0. 05) ; 肺肾气虚证型组与痰热郁肺证型组血浆BNP比较无统计学差异( P > 0. 05 ) ; 痰热郁肺证型组与阳虚水泛证型组血浆BNP比较有统计学差异( P < 0. 05) ,见表2。

2. 3 各证型血浆钠钾 ATP 酶的比较

各组血浆钠钾ATP酶数值经Descriptive Statis-tics Explore分析进行正态性检验,结果显示呈偏态分布,用非参数检验法两个独立样本( Two-SampleKolmogorov-Smirnov Test) 检验,结果显示: 阳虚水泛证型组与肺肾气虚证型组血浆钠钾ATP酶比较无统计学差异( P > 0. 05) ; 肺肾气虚证型组与痰热郁肺证型组血浆钠钾ATP酶比较无统计学差异( P >0. 05) ; 痰热郁肺证型组与阳虚水泛证型组血浆钠钾ATP酶比较无统计学差异( P > 0. 05) ,见表2。

2. 4 各证型血浆 AVP 的比较

各组血浆AVP数值经Descriptive Statistics Ex-plore分析进行正态性检验,结果显示呈偏态分布,用非参数检验法两个独立样本( Two-Sample Kolmog-orov-Smirnov Test) 检验,结果显示: 阳虚水泛证型组与肺肾气虚证型组血浆AVP比较无统计学差异( P > 0. 05) ; 肺肾气虚证型组与痰热郁肺证型组血浆AVP比较无统计学差异( P > 0. 05) ; 痰热郁肺证型组与阳虚水泛证型组血浆AVP比较无统计学差异( P > 0. 05) ,见表2。

2. 5 各证型中因素相关性分析

各证型组内AQP2、钠钾ATP酶、BNP、AVP数值经双变量相关分析,结果显示在阳虚水泛证中,AQP2与BNP无相关性( P > 0. 05) ; AQP2与钠钾ATP酶无相关性 ( P > 0. 05 ) ; AQP2与AVP显著正相关( P < 0. 01) ; BNP与钠钾ATP酶显著正相关( P <0. 01) ; BNP与AVP显著正相关( P < 0. 01) ; 钠钾ATP酶与AVP显著正相关( P < 0. 01) 。

肺肾气虚证中,AQP2与BNP无相关性 ( P >0. 05) ; AQP2与钠钾ATP酶无相关性( P > 0. 05) ;AQP2与AVP无相关性 ( P > 0. 05) ; BNP与钠钾ATP酶显著正相关( P < 0. 01) ; BNP与AVP显著正相关( P < 0. 01) ; 钠钾ATP酶与AVP显著正相关( P < 0. 01) 。

痰热郁肺证中,AQP2与BNP无相关性( P >0. 05) ; AQP2与钠钾ATP酶无相关性( P > 0. 05) ;AQP2与AVP无相关性( P > 0. 05) ; BNP与钠钾ATP酶呈正相关( P < 0. 05) ; BNP与AVP无相关性( P >0. 05) ; 钠钾ATP酶与AVP无相关性( P > 0. 05) 。

3 讨论

3. 1 肺胀阳虚水泛证是阳虚并水泛

肺胀是多种慢性肺系疾患反复发作,迁延不愈,导致肺气胀满,不能敛降的一种病证,在《灵枢·胀论》、《金匮要略·肺痿肺痈咳嗽上气病脉证并治》等中早有记载[3,4],指明了肺胀的症状是以咳、喘、满、上气、甚则躁为特征。

肺胀常见的证候有风寒袭肺、外寒内饮、痰热郁肺、痰湿阻肺、痰蒙神窍、阳虚水泛、肺脾气虚、肺肾气虚、肺肾气阴两虚证等[5],阳虚水泛是肺胀的常见证候之一。汉代《金匮要略·水气病脉证并治》云“咳而喘,不渴者,此为肺胀,其状如肿”[4],严重时可出现“咳逆倚息,短气不得卧,其形如肿”的症状。本病证是由阳虚和水泛两方面构成的复合证型,阳虚和水泛存在着必然的因果关系,是阳虚引起了水泛,阳虚是内在的,隐而不见,水泛是外在的,显而可见。进入此期预示着阳虚到了极点,水湿不化已泛滥成灾。阳虚可累及肺、脾、肾、心等脏腑,但关键的脏腑是肺和肾。《内经·水热穴论》[6]云: “肾者至阴也,至阴者盛水也,肺者太阴也,少阴者冬脉也,故其本在肾,其末在肺,皆积水也。”“故水病下为胕肿大腹,上为喘呼不得卧者,标本俱病,故肺为喘呼,肾为水肿,肺为逆不得卧,分为相输,俱受者水气之所留也。”本病证以阳虚为本,水泛为标[7]。

慢性阻塞性肺疾病在发展过程中,由于气道壁和肺实质的慢性炎症及结构改变,最终导致气道管腔狭窄和进展性气流阻力增加,肺血管阻力增高,肺动脉压力增大,右心负荷加重,右心功能受损,引发右心功能衰竭。

从疾病症状来看,肺胀与慢性阻塞性肺疾病相类似,肺胀阳虚水泛证与慢性阻塞性肺疾病伴右心室衰竭相类似。

3. 2 肺胀阳虚水泛证的相关因子

在生理状态下的液体转运除了通过脂质双分子层弥散( 钠通道和Na+、K+-ATP酶共同构成细胞内外离子浓度差) 外,还有水通道蛋白( aquaporins,AQP) 介导逆浓度梯度的主动转运过程,水通道蛋白是一组与水通透有关的细胞膜转运蛋白。AQP2是肾脏调节水重吸收的重要分子,在调节机体水平衡中起着至关重要的作用[8,9]。AQP2受AVP调控。临床研究提示,心力衰竭患者尿液AQP2水平增高[10,11]。实验检测显示,肺气肿模型大鼠肾组织AQP2表达上调[12]。在慢性肺心病的发病中神经内分泌的激活是重要机制之一,这些被激活的神经内分泌物质主要包括AVP、心钠素( ANP) 、BNP、内皮素、血管紧张素等。临床研究表明,慢性阻塞性肺疾病急性发作期合并水肿患者血浆AVP、尿液AQP2明显增高[13],慢性肺源性心脏病患者血浆AVP、ANP明显增高[14]。而BNP与心力衰竭关系最为密切,研究表明,慢性肺源性心脏病心衰患者血清BNP明显增高[15],BNP是判断慢性肺心病患者右心室功能不全严重程度的指标之一[16],是慢性充血性心力衰竭肾阳虚证的参考指标[17]。但也有学者认为,血浆BNP浓度与中医证型无相关性[18]。肺心病心衰引起的水肿,既有心肌收缩力下降的因素,也有收缩力下降引起的系列神经内分泌异常,还有水通道本身的功能障碍。

阳虚的另一个特征与细胞膜钠钾ATP酶有关[19]。当钠钾ATP功能发生障碍时,细胞离子泵活性丧失,膜通透性增加伴随细胞内水分增加或( 和) 细胞内离子紊乱,当ATP酶活性严重下降将出现以胞质肿胀和核溶解为主要细胞损伤表现的“细胞胀亡”,轻度下降则会导致凋亡。研究发现,心肾阳虚型慢性充血性心力衰竭( CHF) 患者细胞钙泵活性低下,说明心肾阳虚型CHF患者体内的细胞膜上ATP酶活性低下[20,21]。慢性阻塞性肺疾病晚期由于长期慢性缺氧可导致肺血管广泛收缩和肺动脉高压,进而产生 慢性肺源 性心脏病 及右心衰竭[22],进入了肺胀阳虚水泛证阶段。

临床研究表明,多数肺胀病患者到69岁左右时需住院治疗,从中医的生理功能来看,此期已进入肺肾气虚、肾阳不足的年龄阶段; 从病理来看,由于长期病损,耗伤肺气、肺阴,肺气虚尤为显著,气虚则阳衰,有阳虚的病理基础。

本研究结果来看,肺胀阳虚水泛证与痰热郁肺证的BNP水平有显著性差异,提示BNP是肺胀阳虚水泛证与痰热郁肺证的鉴别点,是肺胀阳虚水泛证的特征因素之一。虽然阳虚水泛证、肺肾气虚证、痰热郁肺证各组之间的AQP2、钠钾ATP酶、AVP没有显著性差异,但阳虚水泛证的AQP2、钠钾ATP酶、AVP水平均较其他组增高。而且在阳虚水泛证中,除AQP2与BNP、钠钾ATP酶无相关性外,其他因素之间均有显著相关性,提示着BNP、钠钾ATP酶、AVP与阳虚水泛证有明显相关的趋势,符合肺心病右心衰的发展规律,是肺胀病阳虚水泛证的发展规律。研究表明,AQP2与AVP有显著相关性与以往的研究结果相类似[8,9],BNP与AVP的显著相关性与以往的研究结果也相同[14]。本研究表明,钠钾ATP酶与AVP显著相关,而且阳虚水泛证、肺肾气虚证、痰热郁肺证3组中均显示钠钾ATP酶与BNP显著相关性,提示血中钠钾ATP酶随着BNP、AVP的增高而增高,是肺胀病急性加重期的重要表现。BNP是心力衰竭的标志物,在肺胀病末期随着心功能不全的加重而升高,释放于血中的钠钾ATP酶数量增多而活性下降,组织细胞内的钠钾ATP酶相对不足、能量代谢低下,与阳虚有密切的联系,是阳虚的重要因子。AQP2水平受AVP的调控,AVP与BNP的水平是同步的,本研究结果显示钠钾ATP酶与BNP是显著相关的,提示钠钾ATP酶也是阳虚水泛的重要因子之一,依据因子间网络调控机制,间接反映AQP2、AVP也是肺胀阳虚水泛的内在因素。

3. 3 存在的问题

本研究没有得到肺胀阳虚水泛证与AQP2关联性的直接阳性结果,可能与下列因素有关: ( 1) 血标本和尿标本多为次日收集,部分患者拖延提供标本,检验室非工作日未收取标本,造成患者的血尿标本收集推后,与入院时间相距参差不齐,部分主要症状明显消退,特别是阳虚水泛证的水肿消退较快,样本与入院时的症状不同步,未能确切反映与证候的密切关联性。( 2) 试剂为国外进口国内组装,试剂的纯度及灵敏度可能存在差异。( 3) 检测的具体方法、步骤等操作细节可能缺乏严密地规范性。

水通道蛋白2 篇6

眼的许多功能, 包括角膜和晶状体透明性的维持、眼内压 (IOP) 恒定的调节和视网膜信号传导等都要依靠液体的跨膜转运来完成。维持角膜的透明性要求对角膜基质的含水量进行精确的调节, 眼内压恒定要求对房水的产生和排除进行调节。在眼内重要的液体调节包括睫状体和泪腺对液体的分泌;小梁网和视网膜色素上皮对液体的重吸收以及液体流入及流出角膜和晶状体等。快速的液体转运也可能发生于视网膜Muller 细胞和双极细胞的光-电信号转导。眼的液体转运可发生于由电解质转运引起的渗透性水转运, 如睫状体上皮和泪腺;或者是由流体静力压引起的透析和超滤, 如小梁网。现在已明确水通道蛋白可促进包括眼在内的许多跨屏障水转运。

1 AQPs在眼外组织中的功能

眼组织的AQPs在身体其他部位也有表达, 因此研究AQPs缺失鼠的表现型可以为揭示它们在啮齿类动物生理功能中的作用提供相当有用的信息:缺乏AQP1或者是AQP3 (主要在肾小管和微血管表达) 的大鼠会出现因尿的浓缩功能障碍而引起的多尿症 [3];最近发现人缺乏AQP1也会出现类似鼠的尿浓缩功能障碍[4];鼠缺乏AQP1也会出现明显的脂肪吸收障碍 (在肠乳糜管) [5]和痛觉敏感度降低 (定位在脊髓后角) [6];缺乏AQP3的大鼠 (在角质层) 会因皮肤水合作用减弱而致皮肤屏障功能受损[7];缺乏AQP4的鼠 (在脑的胶质细胞和内耳上皮) 会出现听力受损[8]和各种脑损伤后所引起的脑水肿减轻;AQP5缺乏 (在腺上皮) 会导致唾液产生缺陷[9]和支气管腺泡分泌减少。眼外组织AQPs缺失表型分析提供了AQPs参与眼生理功能的直接依据, 提示眼内睫状体上皮对水的分泌可能为AQP依赖性的, 而角膜和晶状体透明性以及视网信号传导可能也是如此。

2水通道蛋白在眼的分布

见表1。

如表所示, 有许多AQPs在眼的假定液体转运部位表达。AQP0 (也叫MIP) 主要表达在晶状体纤维, 其基因突变与人的遗传性白内障有关。AQP1最先经原位杂交显示位于睫状体上皮[10], 后通过免疫染色发现睫状体上皮和Schlemm管/小梁网高度表达AQP1。AQP3 和AQP4被克隆出来后很快即发现AQP3在眼的结膜表达, 而AQP4主要在眼的睫状体上皮和视网膜表达[11]。这些发现后来被许多实验室在包括人在内的多种啮齿类动物身上证实。还相继发现AQP5主要在眼的角膜和泪腺上皮表达[12];AQP9在视网膜Muller细胞表达[13]。AQPs在眼的分布模式为他们参与眼的功能提供了间接的证据:眼内压 (IOP) 的调节 (AQP1和AQP4) , 角膜和晶状体透明性的维持 (AQP0, AQP1和AQP5) , 视网膜信号传导 (AQP4) , 结膜的屏障功能 (AQP3) 和泪腺的分泌功能 (AQP5) 。通过对培养的角膜内皮细胞和睫状体上皮细胞AQP1的表达和功能的研究为他们参与眼的液体转运提供了更直接的证据。

3水通道蛋白与眼的功能

3.1 角膜和晶状体的透明性

角膜包含一个基质层和覆盖在它的外面与泪液相接触的上皮细胞层以及它内面的与房水相接触的内皮细胞层。角膜的透明性要求调节其含水量在78%左右, 如果角膜含水量改变则会影响对角膜透明性至关重要的胶原纤维的半径和均匀的间距大小[14]。角膜上皮和内皮包含有许多离子转运载体, 可以产生驱使水定向转运的渗透梯度。溶质的主动跨角膜内皮转运被认为对于抵消基质吸收水分的倾向, 维持角膜透明性是至关重要的。因为基质层含有高浓度的带负电荷的氨基葡萄多聚糖, 可产生50mm Hg左右的基质膨胀压, 所以基质层相对房水呈轻度高渗状态。角膜主要有AQP1和AQP5表达:AQP1在角膜内皮细胞, 而AQP5在角膜上皮细胞。有力说明了AQPs参与角膜水合作用的是AQP1敲除鼠的角膜厚度明显减小, 而AQP5敲除鼠的角膜厚度却增加[15]。AQP5表达于角膜上皮的鳞状细胞层, 为单层细胞。它提供了一个湿性表面, 是眼的最主要折射面。目前的研究认为角膜上皮的转运能力有限, 据推测上皮层的AQP3、AQP5以及基质层内的AQP1、内皮层的AQP1共同协调, 使水被快速转运, 阻止了由于渗透梯度形成的角膜水肿及透明性下降。也有报道, 角膜上皮和内皮细胞有AQP4表达, 但具体功能不明。

AQP0只表达于晶状体纤维细胞, 可能通过使晶状体纤维细胞增加细胞内水的摄入出境量而保持晶状体的透明性。晶状体纤维细胞和晶状体上皮细胞 (含有AQP1) 之间具有狭窄的间隙, 两者在功能上具有协作能力。在眼中, 当睫状肌舒缩以使光线透过角膜清晰成像于视网膜时, 晶状体的形状随之改变, 从而使晶状体纤维细胞两侧的渗透梯度发生变化。在流体静力压的驱动下, 水穿过了晶状体纤维细胞上的AQP0通道。有研究证明AQP0在小牛眼中以26kDa蛋白的形式存在, 而在成年牛眼中, 却有部分变成了22kDa的片段[16]。看来, AQP0随年龄的增长可能会发生变化, 由此推测其与白内障和老视的发生有关。 用反义AQP1探针发现晶状体表层也有强烈的杂交信号, 与AQP1抗体染色结果一致, 晶状体前层覆盖一功能尚不清楚的单细胞层, 这种水可通透性上皮层可能与表达AQP1的角膜内皮层能保持角膜透明的功能相似, 而有维持晶状体透明性的作用。

3.2 房水的产生及调节

AQPl存在于虹膜、睫状体和晶状体的上皮细胞。睫状体产生和分泌房水。房水是一种低渗的液体, 成分与脑脊液基本相同。眼房水的产生是一个主动过程, 一般认为是由面对后房的睫状突2层上皮细胞 (色素上皮细胞和非色素上皮细胞) 产生的。估计在渗透梯度压力的作用下, 每一睫状体上皮细胞每分钟将分泌出相当于其总容量1/3的液体。睫状突的突起结构与房水的连续产生有关。在睫状体面对后房的上皮层表面, 有强烈的杂交信号和抗体染色, 表明AQP1在非色素上皮中存在的数目要大于色素上皮细胞。 睫状体上皮含有许多酶 (Na+-K+-ATP酶、腺苷酸环化酶、碳酸苷酶) , 它们对房水的产生率有重要作用。按密度梯度分离的小牛色素上皮及非色素上皮, 有活性的Na+-K+-ATP酶大部分位于非色素上皮。免疫组化法显示Na+-K+-ATP酶的α1、α2、α3亚单位位于非色素上皮的基底侧。仅有少量的α1亚单位位于色素上皮层。最为重要的是房水的产生率与箭毒苷阻断Na+-K+-ATP酶活性呈反向相关[17]。由于转运Na+是最大的驱动力, 所以水的转运很可能主要位于非色素上皮。因此, AQP1对房水的产生有直接作用。其表达模式与肾近曲小管的表达模式相同, AQP1位于胞膜的顶端及基底膜, Na+-K+-ATP酶位于基底膜, 两处胞膜均负责等渗性水的重吸收。AQP1存在于Schlemm管内皮细胞、小梁网内皮细胞及巩膜网, 它在这些部位的特殊作用还不清楚, 但在内皮细胞的表达与毛细血管及静脉内皮不同。AQP1可能为其提供了一个高水平的渗透性, 允许水高效率的穿过这些障碍, 排入巩膜及色素膜血管, 例如角巩膜网包含许多相互联系的薄膜向角膜延伸, 这些薄膜含孔洞, 但洞的开放数目有限, 故房水必须运输一定的距离, 从一个孔洞进入另一个孔洞。AQP1可能为房水的流通提供了一个高效通路[18]。

虹膜的基本功能是控制总的进光量, 其后表面由2层内皮 (前色素层和后色素层) 构成。在后层, 抗体染色十分强烈, 这是因为其前后2层分别由睫状体色素上皮细胞层和非色素上皮细胞层延续而来。与之对应, AQP1在虹膜后色素层与在睫状体非色素上皮层的存在状况相似。尽管对于虹膜上皮的离子和液体转运还知之甚少, 但估计虹膜可能与调节房水的流量有关。

AQPs在眼中的分布提示它与一些疾病有关。青光眼可引起视野缺损甚至致盲, 这种疾病的特点是眼压增高, 可能是由于房水的重吸收环节出现异常所致。AQP1和AQP4分布在睫状体和小梁网, 可能介导房水的分泌和重吸收, 因此估计与青光眼的发生有关。

3.3 视网膜的兴奋性

AQP4表达在许多神经组织, 包括中枢神经系统的星型胶质细胞, 内耳的支持细胞, 视网膜Muller细胞和视神经的胶质细胞。 Muller细胞具有视网膜神经胶质细胞的特性, 表达电压依赖性通道及神经递质受体, 通过调整细胞外神经活性物质 (包括K+、谷氨酸、GABA、H+) 调节神经元活性。AQP4在视网膜Muller细胞中非常丰富, 这些细胞围绕并支持着光感受器细胞。因此, AQP4可能通过影响包绕光感受器的光感性水合作用而参与视觉活动。定量分析视网膜Muller细胞发现AQP4在足突膜较非足突膜有高浓度的表达, 提示AQP4参与了神经活动时其足突周围区的快速水转运, 对维持细胞外渗透性有重要意义。亦有假说认为AQP4参与了K+的虹吸, 因为在小脑及大脑部分组织中神经胶质细胞突起内有AQP4的表达。在神经生理活动过程中, 动作电位和渗透梯度是通过Na+泵/离子泵和交换器所产生的离子流引起的。由于钾通道与AQP4在视网膜Muller细胞的特殊膜域共区域化, 因此, 设想AQP4对于Muller细胞和双极细胞间相互作用的视网膜信号传导中有重要作用[19]。相似的作用也可能发生在AQP4表达的胶质细胞和其毗邻的神经元以及AQP4表达的耳蜗支持细胞和它毗邻的感觉毛细胞, 因为最近研究AQP4缺失鼠的脑水肿时提示AQP4在脑内液体平衡中有重要作用[20], 而测量AQP4缺失鼠的听觉诱发电位显示其听力明显受损[21]。

研究AQP4缺失鼠的视网膜电流图认为AQP4对于视网膜信号传导是必要的:研究发现10月大的AQP4缺失鼠的视网膜电流图上b波的振幅有较小但却较明显的降低[22], 而在光镜和电子显微镜下未见视网膜有任何超微结构改变。一般认为视网膜电流图上b波是由内核层的双极细胞去极化引起的, 与其毗邻的Muller细胞的K+ 的空间缓冲作用紧密相关。因此, 推测AQP4缺失鼠视网膜较低的水通透性改变了由光引起的视网膜水合作用和钾离子浓度变化损坏了K+ 虹吸作用。所以, AQP4在Muller细胞信号传导过程中伴随的细胞内快速水转运中有重要作用。同时, 也印证了在神经系统的支持细胞中的AQP4有促进其毗邻的电兴奋细胞的神经信号传导作用的假说。

3.4 泪腺的分泌

已有研究报道AQPs在人和鼠的泪腺表达:AQP1在微血管内皮;AQP3在腺上皮基底部;AQP4在导管上皮;AQP5在腺上皮顶部。但是, 测量AQPs缺失鼠泪腺的分泌提供的证据并不认为AQPs对于泪腺的分泌是必须的[23]。用毛细血管法收集AQPs缺失鼠经毛果芸香碱刺激后所分泌的泪液, 却发现其容积和离子成分都不受影响。因此, 虽然AQP5在唾液腺和呼吸道黏膜下腺的分泌中有作用, 但对基础和刺激条件下的泪液分泌似乎并非必要。这一结果和先前提到的AQPs对于快速的近等渗性的液体分泌和吸收是必须的是一致的, 因为AQPs促进由渗透压引起的快速性液体转运而不是等渗性液体吸收[24,25]。而在鼠, 单位面积泪腺腺上皮的液体分泌量不及唾液腺的1/30, 肺泡上皮等渗性液体吸收率也是如此。在人类, 有学者研究Sjogren’s综合征患者泪腺时发现AQP5在胞浆而不是在胞膜表达[26], 说明细胞错误处理AQP5可能是该病的病理生理所在。但这一结果还未在其他实验室被证实。

4展望

水通道蛋白2 篇7

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取33只雄性大鼠为研究对象, 体重195~225g, 均健康。将其随机均分成对照组、给药A组、给药B组, 每组各11只。

1.2 方法

1.2.1 给药方法

给药A、B组:每日给予每只大鼠2 500mg/kg大黄总蒽醌, 同时以2mL生理盐水对药物进行稀释, 每天灌胃1次, 连续给药5天。对照组大鼠每天给予等体积生理盐水。

1.2.2 检测方法

给药A组大鼠取距直肠5cm结肠, 采用矢状剖开, 并包好存于-80℃的冰箱中;给药B组大鼠取肾脏部位;对照组大鼠按上述方法取结肠和肾脏部位。采用免疫组化法对结肠和肾脏AQP2、APP4进行监测, 所有操作均严格按照相关标准执行。

1.3 观察指标

(1) 比较对照组与给药A组大鼠结肠AQP2、APP4表达情况; (2) 比较对照组与给药B组大鼠肾脏AQP2、APP4表达情况。

1.4 统计学方法

采用SPSS19.0软件对本研究数据进行分析处理, 计量资料以均数加减标准差 (珚x±s) 表示, 进行t检验。P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 对照组与给药A组大鼠结肠AQP2、APP4表达免疫组化染色比较

经统计结果显示, 给药A组大鼠结肠AQP2、APP4表达量均显著低于对照组, 组间比较差异具有统计学意义 (P<0.05) , 详见表1。

(±s)

2.2 对照组与给药B组血尿、肾脏AQP2、APP4表达免疫组化染色比较

经统计结果显示, 给药B组大鼠24h尿量显著高于对照组 (P<0.05) , 尿Na+比较差异具有统计学意义 (P<0.05) , 而Na+差异不明显 (P>0.05) ;同时给药B组大鼠肾脏AQP2、APP4表达均显著低于对照组, 组间比较差异具有统计学意义 (P<0.05) , 详见表2和表3。

(±s)

(±s)

3 讨论

3.1 大黄总蒽醌对结肠AQP2、APP4表达的影响

在祖国医学中很早就记录了大黄的“泻下”作用, 如《神龙本草经》《药性论》《本草正义》等。现代药理学研究显示, 大黄对小鼠结肠壁膜Na+-K+-ATP酶具有抑制作用, 其主要作用机制为抑制肠道对水、Na+的重吸收, 进而间接增强肠蠕动, 加快肠内物质消化, 出现“下泄”现象[2,3]。近年来, 学者发现AQPs是细胞膜上的一种转运蛋白, 与水的通透有重要关系[4]。结肠组织中表达的水通道蛋白比较多, 主要包括AQP1、AQP4和AQP87。其中, AQP2主要负责结肠上皮细胞管腔膜, AQP4则主要负责结肠上皮细胞基底膜。相关研究结果发现, 应激喜腹泻大鼠模型与AQP4表达下调存在密切关系, 肠道菌群失调也会造成AQP2表达改变[5]。由此可见, 在结肠水分吸收的过程中, AQPs发挥着重要作用。

本研究中, 给药A组大鼠给予大剂量大黄总蒽醌药物, 对照组仅给予等体积生理盐水, 给药A组大鼠结肠AQP2、APP4表达量均显著低于对照组 (P<0.05) , 提示大黄总蒽醌对结肠AQP2、APP4表达具有下调作用, 但大黄对AQP2、APP4表达量的具体调节机制还尚未明确, 结肠对水分的吸收还存在不确定性, 有可能是多个AQPs协同作用的结果, 同时也有可能是大黄产生泻下效应的作用靶点之一, 因此后期还需要加强研究。

3.2 大黄总蒽醌对肾脏AQP2、APP4表达的影响

大黄性寒味苦, 具有凉血、泻火、活血祛瘀、利尿等功效, 一直被广泛应用于多种疾病的治疗中, 尤其是胃肠疾病、慢性肾功能衰竭等, 且取得了良好的效果。中医治疗“泻下”的方法主要包括通便、逐水、下积[6]。其中, 逐水的途径有两种, 分别是肠道和肾脏, 后者则为中医中的利尿作用, 且中医中也有很多关于这方面的记载, 如《药性论》《本草正义》等。

本研究结果表明, 给药A组大鼠结肠AQP2、APP4表达均显著低于对照组, 差异具有统计学意义 (P<0.05) ;给药B组大鼠24h尿量显著高于对照组 (P<0.05) , 尿Na+含量显著低于对照组 (P<0.05) , Na+差异不明显 (P>0.05) ;给药B组大鼠肾脏AQP2、APP4表达均显著低于对照组, 差异具有统计学意义 (P<0.05) 。结果提示大黄总蒽醌对结肠和肾脏水通道蛋白表达具有重要影响, 可用于治疗消化和泌尿系统相关疾病。

参考文献

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水通道蛋白2 篇8

1 材料与方法

1.1 动物模型制备和分组

健康成年SD大鼠20只 (雌雄不限) , 体质量200±5g左右, 购自北京大学医学部。随机分成对照组和实验组, 每组10只。实验组采用自由落体打击大鼠右侧胸部制作肺挫伤模型:腹腔注射10%水合氯醛0.3ml/100g麻醉, 将大鼠仰卧位固定在动物台, 采用质量180g圆柱状金属棒打击大鼠右侧胸部3-6肋骨, 打击面积为2.83cm2的圆, 打击高度为1.0m, 与1h时断头处死动物。对照组仅麻醉后1h断头处死动物。

1.2 肺组织病理形态观察

取右肺部分组织甲醛固定、石蜡包埋, 切片5μm, HE染色观察。

1.3 肺组织中AQP1免疫组化检测

采用SP法, 各组均以PBS代替一抗设为阴性对照, AQP1抗体购置Santa Cruz公司, SABC试剂盒购置迈新公司。应用Motic Fluo 1.0图像分析系统进行结果分析, 测AQP1表达的平均灰度值 (OD值) 。

1.4 肺湿干比值测定

取右肺下叶以分析天平称湿质量, 置80℃烤箱连续烘烤48h, 去除水分后称干质量。肺湿干比值= (总质量-干质量) /干质量。

1.5 统计学处理

数据undefined表示, 用SPSS10.1统计学处理, 两组之间用t检验并作正态性检验和方差齐性检验。

2 结果

2.1 HE染色 对照组肺组织小叶结构清晰, 肺泡腔干净, 未见出血及水肿, 肺泡间质无肿胀, 实验组可见肺泡腔内少量红细胞漏出, 肺泡壁毛细血管扩张, 肺间质肿胀, 少量肺泡壁断裂。见图1、2

2.2 AQP1免疫组化染色

AQP1主要表达在肺泡毛细血管内皮细胞、脏层胸膜间皮细胞, 其中气管腔上皮细胞、肺泡上皮细胞有少量表达。对照组肺组织AQP1呈高表达, 平均灰度值为207.40±3.25, 实验组肺组织AQP1呈低表达, 平均灰度值为178.80±3.13, 两组比较有显著差异 (P<0.05) 。见图3、4

2.3 肺湿干比 (W/D) 对照组为4.4±0.3, 实验组为5.8±0.3, 两组比较有显著差异 (P<0.05) 。

3 讨论

肺挫伤是由于强大的暴力作用于胸部, 使胸腔骤然缩小, 增高的胸内压力作用于肺胀, 引起肺实质的出血、水肿。外力消除后, 变形的胸廓弹回, 在产生胸内负压的一瞬间又导致原来损伤区的的附加损伤[1]。外力使肺毛细血管和肺泡上皮细胞损伤, 引起肺间质充血水肿, 肺泡膜表面活性物质减少, 导致肺的通气/血流比例失调, 引发呼吸功能障碍。本实验在挫伤前、中、后均为使用呼吸机进行辅助呼吸, 较为接近真实状态下的肺挫伤发生发展过程。

AQPs为存在于动物、植物和微生物的一组小分子疏水性跨膜蛋白, 单体大小为26至34kD, 其可选择性通透水[2,3,4], 目前发现哺乳动物有6种AQPs在肺脏表达[5], 即AQP1、AQP3、AQP4、AQP5、AQP8、AQP9, 其中AQP1主要定位于微毛细血管内皮细胞的质膜、支气管周围血管床[6]。有研究表明[7], AQP1基因敲除小鼠肺泡-毛细血管间水的通透性较野生型降低了10倍。

本实验结果显示, 肺挫伤1h组大鼠的肺湿干比增大, 出现明现的肺间质肿胀的同时AQP1的表达明显下调。其机制可能是AQP1表达减少影响肺间质液体的重吸收, 从而使过多的液体在肺间质积聚。提示AQP1参与了肺挫伤早期肺水代谢的过程。

参考文献

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