姜黄素通过调控谷氨酸能末梢上NMDA受体的磷酸化降低肥胖绝经后小鼠模型的血压

《The Journal of Nutrition》:Curcumin decreases blood pressure in an obese postmenopausal mouse model by regulating the phosphorylation of NMDA receptors on glutamatergic terminals

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月30日 来源:The Journal of Nutrition 3.7

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  流行病学报告显示,近75%的绝经后女性患有高血压,而肥胖显著放大了这一风险。尽管已有可用的治疗方法,但绝经后女性的血压控制效果仍明显差于同龄男性,且现有药物干预在该人群中疗效有限。姜黄素(curcumin)是姜黄中发现的生物活性化合物,具有抗氧化、抗炎和抗高血

  
流行病学报告显示,近75%的绝经后女性患有高血压,而肥胖显著放大了这一风险。尽管已有可用的治疗方法,但绝经后女性的血压控制效果仍明显差于同龄男性,且现有药物干预在该人群中疗效有限。姜黄素(curcumin)是姜黄中发现的生物活性化合物,具有抗氧化、抗炎和抗高血压特性。本研究探讨了姜黄素是否能降低肥胖绝经后小鼠模型的血压,以及该效应是否通过调节中枢神经系统心血管调控区域内的谷氨酸能神经元活性来介导。研究人员的肥胖绝经后小鼠模型维持60%高脂饮食喂养十七周。雌激素缺乏通过第十二周时双侧卵巢切除术(bilateral ovariectomy)手术诱导。在姜黄素干预前,与对照组相比,这些小鼠表现出明显的肥胖、高血糖和显著升高的收缩压。每日给予姜黄素(300mg)治疗四周后,肥胖且雌激素缺乏的雌性小鼠的体重、血糖和收缩压显著降低。姜黄素治疗的生理反应在瘦弱或肥胖雄性小鼠及雌激素充足雌性小鼠中未被观察到。机制上,肥胖和雌激素丢失与关键自主神经中枢(即室旁核(paraventricular nucleus)和延髓头端腹外侧区(rostral ventrolateral medulla))内谷氨酸能末梢上N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate receptors, NMDAR)磷酸化(pNMDAR)水平升高相关。姜黄素治疗显著减弱了该受体磷酸化,提示在肥胖和雌激素缺乏条件下,姜黄素通过抑制NMDA受体信号传导减轻谷氨酸能过度活跃,从而促进血压降低。
**论文解读:姜黄素通过抑制谷氨酸能末梢NMDA受体磷酸化降低肥胖绝经后小鼠血压**

**一、研究背景与目的**

绝经后高血压已成为日益严重的公共卫生问题。流行病学数据显示,近75%的女性在卵巢雌激素丢失后出现血压升高。高血压作为慢性疾病,可导致卒中、心肌梗死、心血管疾病、肾功能衰竭和视网膜病变等危及生命的并发症。尽管临床上已有标准抗高血压治疗方案,包括血管紧张素转换酶抑制剂(ACE inhibitors)、血管紧张素受体阻断剂(Angiotensin Receptor Blockers, ARB)、钙通道阻滞剂和利尿剂等,但这些治疗在绝经后女性中存在局限性,如不良代谢效应、较高的副作用发生率、血压无法完全正常化以及与激素替代疗法并用时的复杂相互作用。现有药物在绝经后女性中的降压效果明显差于同龄男性,仅有约31%的高血压患者通过药物治疗实现充分血压控制,且许多患者需联合使用两种或以上抗高血压药物,提示治疗抵抗可能性增加。这些局限性凸显了为肥胖绝经后女性寻找替代性、更有效治疗策略的迫切性。

姜黄素(curcumin)是从姜黄中提取的生物活性多酚类化合物,具有抗氧化、抗炎和抗高血压特性,并已被证实可改善内皮功能。既往研究表明,姜黄素可能不仅具有血管效应,还能调节控制自主神经血压的神经通路。雌激素缺乏与下丘脑调控交感神经输出区域的谷氨酸能神经元激活相关,该激活由N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate receptors, NMDAR)的磷酸化(phosphorylation)驱动,从而增强兴奋性信号传导,促进高血压的发生与维持。NMDAR磷酸化水平升高可能破坏兴奋性谷氨酸能输入与抑制性γ-氨基丁酸能(GABAergic)输入之间的平衡,导致交感神经驱动力增强和血压升高。

本研究旨在探讨姜黄素是否通过抑制中枢心血管调控区域内谷氨酸能末梢上NMDAR的磷酸化,来减轻肥胖绝经后模型中的高血压进展,从而揭示其潜在的神经调控机制。

**二、主要技术方法**

研究人员使用8周龄雄性(n=24)和雌性(n=48)C57BL/6J小鼠,购自Jackson Laboratory(Bar Harbor, Maine)。实验方案经得梅因大学机构动物护理和使用委员会批准。动物随机分为三大组:雄性组(n=24)、雌激素充足雌性组(SHAM手术,n=24)和雌激素缺乏雌性组(卵巢切除OVX,n=24)。各组内进一步随机分为三个处理组:低脂饮食+胡椒碱(piperine)组、高脂饮食+胡椒碱组、高脂饮食+姜黄素组。动物在十七周内自由取食相应饮食[低脂饮食(10% kcal来自脂肪)或高脂饮食(60% kcal来自脂肪)]。雌性小鼠在饮食干预第十周时接受双侧卵巢切除术或假手术。术后恢复七天后,每日通过灌胃给予姜黄素(300mg/200μL 10%胡椒碱溶液)或等量胡椒碱溶液,持续30天。胡椒碱在各实验组中统一给予,以确保观察到的生理效应可归因于姜黄素本身。实验期间每周测量体重和食物摄入量。采用尾袖系统(tail-cuff system)测量收缩压。实验结束时测量血糖和腹膜后脂肪垫重量。Western blot分析检测下丘脑组织中pNMDAR蛋白表达水平(以β-肌动蛋白为内参)。免疫组织化学染色结合共定位分析评估室旁核(paraventricular nucleus, PVN)和延髓头端腹外侧区(rostral ventrolateral medulla, RVLM)内谷氨酸能末梢(vglut标记)上pNMDAR的表达与共定位情况,利用Franklin和Paxinos小鼠脑图谱确定脑区位置,采用Pearson相关系数和Costes随机化方法进行统计学验证。

**三、研究结果**

*3.1 姜黄素对瘦弱及肥胖雄性、雌激素充足和雌激素缺乏小鼠体重、血糖水平和血压的影响*

高脂饮食喂养的雄性和雌性小鼠体重均显著高于各自低脂饮食对照组,但增重时间进程存在性别差异。雄性小鼠在高脂饮食八周后体重平均增加6.667克(p=0.0433),而雌性小鼠在高脂饮食干预始于第十二周才出现显著增重。高脂饮食组SHAM雌鼠体重增加1.5克(p=0.0433),OVX雌鼠增加2.833克(p=0.0038)。姜黄素治疗对雄性小鼠(MHFC)和SHAM雌性小鼠(FSHFC)的体重无影响,但在姜黄素治疗一周后,高脂饮食OVX雌鼠(FOHFC)体重显著降低,与低脂饮食OVX对照组相当,并维持至实验结束。高脂饮食显著增加所有组的腹膜后脂肪垫重量。姜黄素对雄性小鼠脂肪垫重量无影响(p=0.6178),显著增加了雌激素充足雌鼠的脂肪垫重量(p=0.031),但显著降低了雌激素缺乏雌鼠的脂肪垫重量(p<0.0206)。十七周高脂饮食显著升高了FSHFP(137.3±42.86)和FOHFP(64.33±12.19)组的血糖水平,但对雄性小鼠血糖无影响(p=0.6971)。姜黄素治疗显著降低FOHFC组血糖(p<0.0396)。在血压方面,高脂饮食仅在FOHFP组中显著升高收缩压(p=0.0063),姜黄素治疗后该血压升高被显著逆转(FOHFP:144.6 vs FOHFC:129.8,p=0.0162)。姜黄素对雄性及SHAM雌性小鼠的血压无显著影响。

*3.2 姜黄素减弱下丘脑中NMDA受体的磷酸化*

Western blot分析显示,高脂饮食显著增加了SHAM和OVX小鼠下丘脑中NMDAR的磷酸化水平。姜黄素仅在OVX小鼠中逆转了高脂饮食的效应,使平均NMDAR磷酸化水平从1.022显著降至0.4086(p=0.0001)。姜黄素对SHAM小鼠(p=0.2804)和雄性小鼠(p=0.3431)下丘脑NMDAR磷酸化无显著改变。高脂饮食对雄性小鼠下丘脑NMDAR磷酸化也无显著影响(p=0.9527)。

*3.3 组织学分析证实姜黄素治疗后pNMDAR磷酸化减少*

免疫组织化学染色结合共定位分析显示,在PVN和RVLM中,vglut标记的谷氨酸能末梢与pNMDAR存在显著共定位(Pearson相关系数均超过0.09)。在高脂饮食诱导的肥胖雌激素缺乏小鼠中,姜黄素治疗显著减少了PVN(p=0.0009)和RVLM(p=0.0336)内谷氨酸能末梢上pNMDAR共定位的细胞数量,表明姜黄素可降低这些关键心血管调控区域内谷氨酸能末梢上NMDAR的磷酸化水平。

**四、讨论与结论**

本研究发现,姜黄素在肥胖绝经后小鼠模型中显著降低收缩压,同时减少腹膜后脂肪垫重量和降低血糖水平,提示其具有更广泛的代谢益处。值得注意的是,姜黄素对雄性小鼠无显著影响,提示其效应具有性别特异性。在雌激素充足雌鼠中,姜黄素反而导致脂肪垫重量增加,推测可能与姜黄素和雌激素信号通路之间的竞争性相互作用有关,提示内源性雌激素的存在可能拮抗姜黄素的某些有益效应。

机制研究表明,肥胖合并雌激素缺乏条件下,下丘脑及PVN和RVLM内谷氨酸能末梢上NMDAR磷酸化水平显著升高。PVN是整合神经内分泌和自主神经信号的关键枢纽,对交感神经输出具有重要调控作用,其投射至维持交感张力和血压稳态所必需的RVLM区域,构成PVN-RVLM轴,被认为是肥胖相关性高血压的主要驱动因素。姜黄素治疗可显著降低肥胖雌激素缺乏雌鼠上述脑区内NMDAR磷酸化,而肥胖本身并不改变雄性小鼠下丘脑NMDAR磷酸化,这可能是雄性组缺乏显著血压差异的原因。

研究结论指出,姜黄素在肥胖和雌激素缺乏条件下通过抑制中枢谷氨酸能末梢上NMDA受体信号传导,减轻谷氨酸能过度活跃,从而发挥降血压效应。本研究首次在肥胖绝经后小鼠模型中证实了姜黄素的降压有效性,并提供了初步的神经机制证据。然而,尚无法确定该效应是姜黄素对中枢NMDAR信号传导的直接调节作用,还是继发于外周代谢改善(如体重减轻和腹膜后脂肪减少)的间接结果。未来研究需进一步明确姜黄素发挥效应的精确中枢位点和信号通路,以及其直接与间接作用机制,为绝经后高血压的治疗策略提供理论基础。
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