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时间:2019-11-29
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1、心血管疾病早期调控探究进展正常情况下,遗传性高血压和肾病动物模型在成年后将不可避免地患心血管疾病和肾脏疾病,以下是小编搜集整理的一篇探究心血管疾病早期调控进展的论文范文,欢迎阅读参考。[摘要]健康与疾病的发育起源假说认为,宫内环境或出生后环境的变化可导致子代机体在形态、生理和代谢等方面发生改变,最终影响成年后的健康状况。为研究其机制,人们建立了多种心血管编程的动物模型,并通过增加有益因素和控制有害因素(称为“重编程”)来预防和治疗心血管疾病。本文将综述心血管编程的不同动物模型及其可能的机制。[关键词]心血管疾病;发育;表观遗传;重编程;动物模型许多年来人们一直认
2、为成人的心血管疾病是由遗传因素和生活方式(运动和营养)引起的,然而研究发现低出生体重(LBW)作为一个宫内异常发育的间接临床指标,与成人高血压风险和心血管病死率相关。这两者之间的联系已在不同国家不同人群的流行病学研究和不同的动物模型中得到证实[1-2],这就是著名的“健康与疾病的发育起源假说”。研究发现当胎儿发育环境缺乏必要的生存因素或暴露于有害因素时,胎儿做出适应性反应,优先保证生长的重要器官如脑的发育,延缓其他次要器官的发育。这种适应性反应导致机体的结构、生理和代谢发生改变,在成年后可影响心血管健康,人们称之为“节约表型假说”,这个现象就是发育可塑性或重编程
3、,具体指的是机体为了适应周围环境,遗传程序发生改变而形成不同的表型[3]。除了宫内环境外,出生后的早期发育也能影响心血管健康[1,4]。小于胎龄儿比正常胎龄儿的收缩压高,成年后患心血管疾病风险增加[4]。因此心血管编程在生期(包括宫内和出生后早期发育阶段)影响机体的发育。机体通过编程来适应有害环境,如某些器官的结构改变和表观遗传修饰引起的生理和代谢改变。发育编程不仅能决定成人的心血管健康,而且能为心血管疾病的防治提供新的方法”““重编程”,即人们可以恰当管理有利因素,控制不利因素。1心血管编程的动物模型考虑到人类的伦理问题,人们应用不同动物模型研究“健康与疾病的
4、发育起源假说”和“发育可塑性”的效应和机制。目前用于研究心血管编程的动物模型包括大鼠、小鼠、绵羊、豚鼠、兔子、猪、小羊和猴子。绝大多数模型的建立是基于胎儿在宫内生长受限(IUGR),因此这些模型可分为三类:营养模型、胎盘功能受损模型和早期暴露危险因素(糖皮质激素、母源应激、糖尿病和缺氧)模型。但也有不依赖于IUGR的模型,如成人疾病遗传模型、交叉喂养模型,母源肥胖模型和新生儿高氧模型。值得注意的是,尽管许多模型的初始损伤因素不同,但在子代成年后却有着相似的效应和表型。1.1低蛋白饮食模型众所周知,母体在怀孕期间营养不良对胎儿的生长发育有不良影响,如发育迟缓、LB
5、W、畸形和围生期病死率增加。基于此,人们广泛使用孕鼠的低蛋白模型来研究子代编程效应。研究表明孕鼠的低蛋白饮食对子代产生不利影响,表现为低出生体重、高血压、血管功能失调、血管紧张素转换酶(ACE)活性增加、肾单位数量降低、氧化应激增加和脈岛β细胞数量减少和胰岛素抵抗。这些改变可引起成年后高血压、II型糖尿病和肾功能不全[5]。不同性别的反应不同,雌性由于雌激素水平高而通常受到保护,与雄性相比,雌性的血压水平、肾小球滤过率(GFRs)和有效肾血浆流量(ERPFs)显著降低[6],而且在大鼠怀孕早期雄性后代比雌性后代更易患高血压。该效应是由胎儿发育过程中缺乏
6、蛋白质引起的,还是缺乏某种营养素如ω-3脂肪酸造成的,目前仍存在争议。但有证据表明,限制孕鼠铁的摄入会导致子代患高血压和肾脏形态学发生改变。也有人认为,饮食中的蛋白均衡、来源、组成和必需氨基酸甲硫氨酸的含量是影响机体成年疾病编程的真正因素[7]。限制母体蛋白饮食会影响子代的寿命。低蛋白饮食组子代在哺乳期由对照母鼠交叉喂养,经过追赶生长,断奶后体重迅速增长至正常,但是其寿命变短。而对照组子代在哺乳期由低蛋白组母鼠交叉喂养,生长缓慢,但寿命变长,这与肾脏抗氧化剂水平增高有关[8]。这些研究表明哺乳期追赶生长对机体不利,而缓慢生长对机体有利。该模型与妊娠后
7、期服用糖皮质激素的孕鼠子代有着相似的表型特征,如内皮功能障碍,而且抑制低蛋白饮食孕鼠糖皮质激素的合成可防止子代的血压升高和肾单位数量降低[9]。这些研究表明,心血管疾病的编程有着共同的基础。1.2低热量饮食模型另一个常用的宫内生长受限和编程模型是限制孕鼠热量摄入模型。限制热量后子代生长受限,出生体重较低,胰腺结构功能改变、肝内脂代谢改变、血管形成减少、内皮功能障碍、摄食过度和成年后易患高血压。根据限制热量的程度不同,编程影响的靶组织器官内发生不同的改变,限制热量幅度越大,靶组织改变越大,相反,靶组织改变越小[5,8]o由于该模型易于在小动物(小鼠和大鼠)中复制,
8、子代的结果明确,与引起人
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