CRP促血管内皮功能障碍及短期强化阿托伐他汀治疗的效应及机制研究

【摘要】研究背景近代麻醉学飞速发展,已从早期简单的手术镇痛等逐渐发展到包括消除病人手术疼痛,保证病人安全,为手术创造良好条件的一门科学；同时,随着麻醉学的进一步发展,除了上述内容以外,现代麻醉还应包括术中器官保护、围手术期的管理及其对患者预后的影响等为一体的综合学科。心血管系统是麻醉中最为关注的系统,其并发症也是非心脏手术患者围手术期的主要并发症和术中及术后迟发死亡的主要原因,这和非心脏手术患者合并有已知或未知的心血管疾病尤其是缺血性心脏病密切相关。尽管现代麻醉学取得了飞速的发展,麻醉理念、麻醉药物以及术中监测手段也日趋先进,但非心脏外科手术的围手术期心脏事件尤其是心肌梗死及心肌缺血相关的心律失常、心力衰竭等造成的死亡率仍较高,在老年患者和血管外科患者中尤为如此。其中的机制并不完全清楚,但普遍认为这和外科手术的应激增加交感神经系统兴奋性从而增加心脏负荷,以及围手术期血压的大幅波动和麻醉药物对循环系统的影响等诸多因素有关,当然已知或未知的心血管系统基础疾病是其中最为重要的因素。动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是一种多危险因素疾病,高脂血症和年龄、性别、高血压、糖尿病等一同被视为AS的经典危险因素。C-反应蛋白(C-reactiveprotein,CRP)是炎症反应的重要标记物,也是AS疾病心血管事件及其远期预后强有力的预测因子。近来不断有研究证实CRP本身还能使内皮细胞粘附分了分泌增加而促进炎症细胞粘附、诱导巨噬细胞分泌组织因子(Tissuefactor,TF)、组织因子途径抑制物(Tissuefactorpathwayinhibitor,TFPI)、基质金属蛋白酶(Matrixmetalloproteinases,MMPs)等而促进凝血和分解细胞外基质,也能使内皮细胞及血管平滑肌细胞等一氧化氮(Nitricoxide,NO)表达及分泌降低而内皮素-1(Endothelin-1,ET-1)的表达和分泌增。ARIC试验和JUPITER试验均表明对于CRP水平增高的健康人群,即使血脂水平正常或达标,积极给予他汀控制hsCRP水平仍可显著降低心脑血管事件。这再次提示了降低CRP可能是抗动脉粥样硬化治疗的可能途径。因此,许多学者认为CRP不但可作为AS疾病的炎症标记物和预测因子,而且CRP本身可能就是危险因素,直接参与了AS及心血管事件的发生。但目前就此仍无定论,相关机制也不清楚。既往人们都习惯把主要注意力放在血管内膜途径对AS及内皮功能的影响以及血管内膜微环境对内皮功能的影响,而忽略了血管外膜对血管内皮功能的影响。近年来,随着对血管外膜认识的不断深入,血管外膜环境对血管内皮功能及心血管事件的影响日益被重视。众所周知,脂肪组织是一个活跃的内分泌和旁分泌器官,能分泌脂连素、瘦素、IL-6、TNF-α、MCP-1等细胞因子和许多生物活性物质,不仅调控体内能量平衡,而且参与凝血、纤溶、胰岛素抵抗和糖尿病的发生和进展。几乎所有血管周围均包绕着脂肪组织,这些脂肪组织被称为血管周围脂肪组织(Perivascularadiposetissue,PVAT)。在血管周围移植脂肪组织可影响血管损伤后的新生内膜形成,并可导致内皮功能障碍及促进AS发生、发展,而去除PVAT则能促进损伤内膜的修复。此外,研究证实PVAT与血管内皮功能乃至心血管事件的发生密切相关,且PVAT炎症反应在其中起着重要作用。多年来诸多的大规模临床试验均已证实羟甲基戊二酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶抑制剂(他汀类药物)可以显著降低心血管事件,从而奠定了其在心血管疾病一级和二级预防中的重要地位,也为血脂的管理制定了目标。既往观点认为他汀类药物主要通过降低胆固醇水平而达到抗AS及降低心血管事件的目的,近年来越来越多的证据表明,他汀类药物的心血管获益除源自其降脂效应以外,还与其抗炎、抗氧化以及抗栓作用密切相关。PROVEIT、TIMI22、TNT、IDEAL等一系列研究均证实强化的他汀类药物治疗能使冠心病患者实现早期和晚期获益。近年的ARMYDA系列研究及NAPLESⅡ研究也证实短期强化的阿托伐他汀治疗显著提高行早期介入治疗的急性冠脉综合征(Acutecoronarysyndrome,ACS)患者预后。目前认为,短时他汀类药物治疗的预后获益和其降脂效能并无关系,而与其多效性如抗炎效应等有关。然而,其中的具体机制仍不清楚。众所周知,内皮功能的稳定对冠心病患者极为重要,因为内皮功能障碍与心血管事件相关,改善内皮功能也能显著降低冠心病患者的心血管事件风险。而在诸多的外科手术当中,有许多患者合并有已知或未知的心血管疾病如冠心病。因此,当合并冠心病的患者进行外科手术时必然涉及到围手术期的管理问题,因为该类患者可能因为手术而需要调整心血管用药,故而存在围手术期心血管事件的增加可能。ARMYDA系列研究及NAPLESⅡ研究均证实短期强化的阿托伐他汀治疗显著降低行介入治疗的ACS患者的心血管事件发生率,改善近期和远期预后。因此,对冠心病患者的围手术期给予短期强化他汀类药物治疗可能也能降低围手术期心血管事件发生率。当然,该问题尚有待进一步的临床研究去证实。而本博士课题拟从动物实验和细胞实验去研究CRP及短期强化阿托伐他汀治疗对血管内皮功能的影响并探讨其可能机制。第一章CRP对高脂饮食兔血管内皮功能的影响及其机制目的：建立新西兰兔高脂饮食致高脂血症和血管内皮功能障碍模型,并评价CRP对高脂血症兔血管内皮功能的影响和机制。方法：新西兰兔6周的高脂饮食后,随机分为两组：颈动脉周围脂肪组织(PCAT)保留组(PCAT(+))和PCAT去除组(PCAT(-)),分别测定基础状态及高脂饮食后的血脂、C-反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α),白介素-6(IL-6),一氧化氮(NO),内皮素-1(ET-1)水平和内皮依赖性血管舒张功能,并测定PCAT的TNF-α,IL-6,单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)的mRNA及蛋白表达水平。后给予持续1周的CRP干预,再次测定上述参数。结果：高脂饮食显著升高血清炎症因子水平并导致显著的高脂血症和内皮功能障碍(包括NO和ET-1水平的失衡),增强PCAT炎症因子(TNF-α、IL-6、MCP-1)的表达,并促进PCAT巨噬细胞浸润。CRP干预进一步促进PCAT的巨噬细胞浸润,导致NO与ET-1水平的失衡,加重内皮功能障碍,特别在PCAT(+)组尤为显著。同时,CRP还能呈剂量依赖性地增强PCAT及脂肪细胞炎症因子表达。结论：CRP能显著加重高脂血症诱导的血管内皮功能障碍,这可能是通过激活血管周围脂肪组织炎症反应而介导的。第二章短期强化阿托伐他汀治疗对高脂饮食兔血管内皮功能的影响及机制目的：评价短期强化阿托伐他汀治疗对高脂血症诱导的血管内皮功能的影响和可能机制。方法：新西兰兔8周的高脂饮食后,随机分为强化阿托伐他汀治疗组和低剂量阿托伐他汀治疗组,分别治疗5天后测定血脂、CRP、TNF-,IL-6,NO,ET-1水平和内皮依赖性血管舒张功能,并测定PCAT的CRP,TNF-α,IL-6,单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1),5-脂氧化酶(5-LO)的mRNA及蛋白表达水平。培养3T3-L1脂肪细胞,以不同浓度的阿托伐他汀干预(0,0.5,5μM)预处理6h后,再以脂多糖(LPS,10ng/ml)刺激,分析各组细胞CRP,TNF-α,IL-6,MCP-1,5-LO的mRNA及蛋白表达水平。同时,为了解5-LO通路在其中的调控作用,细胞在干预前分别给予5-LO直接抑制剂Cinnamyl-3,4-dihydroxy-α-cyanocinnamate(CDC,10μM)和磷酸盐缓冲液作对照预处理,观察上述基因表达的变化。结果：高脂饮食显著升高血清炎症因子水平并导致显著的高脂血症和内皮功能障碍(包括NO和ET-1水平的失衡),增强PCAT炎症因子及5-LO的表达,并促进PCAT巨噬细胞浸润。短期强化阿托伐他汀治疗能显著降低血清炎症因子水平和PCAT的炎症因子表达,改善内皮功能并抑制PCAT的巨噬细胞浸润,而血脂水平则无显著变化。而低剂量阿托伐他汀并不能抑制PCAT炎症反应和改善血管内皮功能。此外,LPS能显著增强脂肪细胞上述炎症因子mRNA及蛋白表达水平,强化阿托伐他汀干预能显著降低上述因子表达水平,而低剂量阿托伐他汀干预则对上述因子表达无显著影响。此外,5-LO抑制剂CDC亦能显著下调LPS刺激的脂肪细胞炎症因子表达。结论：短期强化的阿托伐他汀治疗可能通过抑制PCAT炎症反应从而改善血管内皮功能,该效应可由5-LO通路调控。全文结论1.高脂饮食能导致显著的高脂血症及内皮功能障碍,并伴有血清炎症因子(CRP、IL-6、TNF-α)水平的显著升高,激活5-LO通路,使PCAT的炎症因子(CRP、IL-6、TNF-α、MCP-1)表达显著增强。2.CRP能显著加重高脂血症诱导的血管内皮功能障碍,且在PCAT(+)组较PCAT(-)组更为显著,这可能是通过激活血管周围脂肪组织炎症反应而介导的。3.短期强化阿托伐他汀能显著降低血清炎症因子水平和PCAT炎症因子表达水平,改善血管内皮功能,对血脂无显著影响,而短期低剂量阿托伐他汀则对上述指标均无影响。4.短时低剂量阿托伐他汀对LPS刺激的脂肪细胞炎症因子(CRP,IL-6,TNF-α,MCP-1,5-LO)表达无显著抑制作用,而短时强化的阿托伐他汀或5-LO通路抑制剂CDC干预均能显著抑制上述炎症因子表达。5.CRP能通过增强PCAT炎症反应从而导致血管内皮功能障碍,而短期强化阿托伐他汀治疗则能通过抑制5-LO通路减弱PCAT炎症反应,从而改善高脂血症诱导的血管内皮功能障碍。
【作者】王晓俏；
【导师】古妙宁；
【作者基本信息】南方医科大学，麻醉学，2014，博士
【关键词】高脂饮食；内皮功能；阿托伐他汀；血管周围脂肪组织；5-脂氧化酶通路；炎症；

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