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高血压常引发心脏疾病,其中左心室肥大(LVH)和钙(Ca2+)处理异常是关键问题。研究人员用腹主动脉缩窄(AAC)诱导的高血压大鼠模型,探究硫化氢(H2S)供体 NaHS 的作用。结果发现 NaHS 可逆转 LVH 但难完全恢复 Ca2+处理,这为相关研究提供新方向。
在心血管疾病的大舞台上,高血压就像一个危险的 “幕后黑手”,它悄无声息地引发各种心脏问题,给人们的健康带来巨大威胁。左心室肥大(LVH)作为高血压性心脏病(HHD)的早期表现,一开始像是心脏为了应对压力超载而做出的 “自我保护”,可时间一长,它却可能 “叛变”,导致心脏收缩和舒张功能障碍,甚至引发心力衰竭(HF),夺走患者的生命。
而在心脏的正常运作中,钙(Ca2+)处理就像一台精密仪器的核心部件,起着至关重要的作用。在心肌细胞里,当动作电位(AP)到来,它会沿着肌膜 T 小管传播,激活 L 型 Ca2+通道(LCC),让 Ca2+流入细胞,进而触发兰尼碱受体(RyR2),引发 Ca2+诱导的 Ca2+释放(CICR),使得细胞内 Ca2+浓度升高,心肌细胞开始收缩。等收缩完成,肌浆网 Ca2+ATP 酶(SERCA2a)又会把 Ca2+重新泵回肌浆网(SR),让细胞内 Ca2+浓度降低,心肌细胞得以舒张。然而,在高血压引发的 LVH 过程中,这台 “精密仪器” 却出了故障,Ca2+处理变得混乱,心脏功能也受到影响。
此前,关于高血压 LVH 发展过程中 Ca2+处理的变化,不同研究得出的结果相互矛盾。而且,对于 Ca2+处理蛋白功能异常背后的分子机制,也没有明确的答案。就在这个时候,硫化氢(H2S)走进了研究人员的视野。H2S 作为一种内源性气体信号分子,在心血管系统的生理和病理过程中都有着重要意义,它对心脏有着一定的保护作用,能在多种心脏疾病中大展身手,比如减轻缺血 - 再灌注损伤、缓解糖尿病心肌病和高血压 LVH 等。但 H2S 在恢复 LVH 过程中 Ca2+处理方面的具体作用,却还是个未解之谜。为了揭开这个谜团,来自国外研究机构的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《Cell Calcium》上。
研究人员选用了腹主动脉缩窄(AAC)诱导的高血压大鼠模型,给这些大鼠使用 H2S 供体 NaHS,观察其对 LVH 和 Ca2+处理的影响,同时研究 SERCA2a、RyR2 和 LCC 的表达和功能变化。在研究过程中,他们主要运用了动物实验技术,建立高血压大鼠模型;还通过检测心脏收缩和舒张功能相关指标,以及利用一些技术手段来评估 Ca2+处理情况 。
硫化氢(H2S)对 AAC 诱导的高血压和 LVH 的影响
研究人员发现,AAC 诱导高血压后,大鼠收缩压(SBP)和舒张压(DBP)明显升高,而使用 5.6 mg/kg/day 的 NaHS 能让这些血压参数恢复到正常水平。在 LVH 方面,AAC 诱导的大鼠心脏重量与体重比(HW/BW)和心脏重量与胫骨长度比(HW/TL)显著增加,而 NaHS 处理后,这些指标得到了逆转。这表明 NaHS 可以有效改善高血压和 LVH 问题。
硫化氢(H2S)对 AAC 引起的 LVH 和 Ca2+处理异常的影响
研究发现,高血压 LVH 晚期和 HF 阶段,心脏功能障碍与收缩期 Ca2+瞬变幅度减小、速度变慢有关,这部分是因为 SR Ca2+负荷减少。而给予 NaHS 后,虽然能增加 SR Ca2+再摄取,提高 SERCA2a 的活性,但却无法恢复收缩期 Ca2+瞬变的幅度和上升速率,也不能让 SR Ca2+负荷恢复正常。更糟糕的是,NaHS 处理后,自发性 Ca2+波增加,这意味着 SR Ca2+泄漏可能加重了。
综合上述研究结果,研究人员得出结论:NaHS 治疗并不能使高血压 LVH 过程中所有的 Ca2+处理特性恢复正常。相反,在 RyR2 对 Ca2+超敏问题没有解决的情况下,NaHS 增强 SERCA2a 活性,可能会产生致心律失常的作用。
这项研究意义重大,它首次系统地探究了 H2S 供体在高血压 LVH 模型中对 Ca2+处理的影响,让我们对 H2S 的心脏保护机制有了更深入的认识。虽然 NaHS 在逆转 LVH 方面有一定效果,但在 Ca2+处理方面存在局限性,这为后续研究指明了方向。未来,研究人员可以进一步探索如何优化 H2S 的治疗方案,或者寻找其他辅助手段,来更好地改善高血压心脏疾病患者的心脏功能,为心血管疾病的治疗开辟新的道路。