PPARs在代謝綜合征心血管損害中作用的臨床和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、背景和目的:MS具有多重心血管危險(xiǎn)因素聚集的特征,多重心腦血管易患因素的共存,其危害性明顯大于單一因素.MS是環(huán)境因素和遺傳因素相互作用的結(jié)果.MS發(fā)病環(huán)節(jié)復(fù)雜,發(fā)生機(jī)制仍不清楚.目前認(rèn)為,胰島素抵抗是MS的主要病理生理特征.PPARs是配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子,有三種亞型,即PPARα、δ和γ.PPARα主要表達(dá)于肝、腎、心和肌肉等,PPARγ主要表達(dá)于脂肪、血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞等,PPARδ表達(dá)廣泛,在心臟和腎臟表達(dá)最為豐富.研究表

2、明,PPARα參與脂肪酸的氧化,PPARα表達(dá)減低與負(fù)荷性左室肥厚有關(guān),主要是其下調(diào)脂代謝的關(guān)鍵酶所致,其激動(dòng)劑貝特類(lèi)藥物可明顯改善脂蛋白代謝和動(dòng)脈粥樣硬化.PPARγ參與脂肪細(xì)胞分化,PPARγ基因變異與2型糖尿病和肥胖發(fā)生有關(guān).PPARγ激動(dòng)劑羅格列酮可改善2型糖尿病和肥胖患者的胰島素抵抗,具有降糖和降壓作用.與前面兩個(gè)PPARs亞型相比,PPARδ功能了解甚少,目前研究表明其參與脂肪的形成、脂代謝的調(diào)節(jié),參與血管炎癥反應(yīng)和動(dòng)脈硬化

3、的形成.因此PPARs在多個(gè)組織器官糖脂代謝的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用,可能是MS發(fā)生的關(guān)鍵靶分子之一.PPARs基因變異與MS發(fā)生及哪些心血管臨床表型相關(guān)仍不明確.PPARs在MS及并發(fā)的心血管重構(gòu)和功能紊亂中的作用機(jī)制不清.流行病學(xué)調(diào)查顯示脂肪攝入過(guò)多和運(yùn)動(dòng)減少是人類(lèi)肥胖、2型糖尿病和MS發(fā)生的重要因素,但其介導(dǎo)MS發(fā)生心血管損害的機(jī)制不明.目前2型糖尿病和肥胖模型已建立,僅僅是MS的一個(gè)或兩個(gè)方面,不具備人類(lèi)MS的全部臨床特征,而MS的

4、模型尚少.該研究擬建立與人類(lèi)相近的MS模型,從分子水平探討 PPARs在心血管重構(gòu)和功能失調(diào)中的作用.材料與方法:為明確PPARs基因變異與MS患者心血管損害的關(guān)系及PPARs在MS大鼠心血管重構(gòu)和功能失調(diào)的作用,我們進(jìn)行如下研究.臨床研究: 1.受試者757例,MS的診斷以1999年WHO制定的亞太標(biāo)準(zhǔn),高血壓按照1999年WHO/ISH指南的標(biāo)準(zhǔn),2型糖尿病參照1997年美國(guó)糖尿病協(xié)會(huì)(ADA)的標(biāo)準(zhǔn).其中MS組304例,平均年齡5

5、9±13,男160例,女144例;EH組172例,平均年齡56±12,男92例,女80例;DM組147例,平均年齡54±11歲,男85例,女62例;正常對(duì)照組134例,平均年齡55±9歲,男92例,女42例.2.采用PCR-RFLP方法進(jìn)行PPARγC161T、PPARδ+294T/C和PPARα內(nèi)含子7基因多態(tài)性檢測(cè).3.常規(guī)檢測(cè)TC、TG、HDL、LDL、UA、FFA、UAE、FBG、FINS、HOMA-IR和UAE,其中417例行

6、頸動(dòng)脈超聲檢測(cè)頸總動(dòng)脈內(nèi)膜和斑塊指數(shù),389例行超聲心動(dòng)圖檢測(cè)心臟結(jié)構(gòu)和功能檢查.實(shí)驗(yàn)研究:健康8周齡雄性Wistar大鼠60只,每組15只.1.分組:隨機(jī)分為普食對(duì)照組(NC)、高脂組(HF)、普食游泳組(NCE)和高脂游泳組(HFE).以高脂(脂肪占總熱能49﹪)結(jié)合高鹽飲食復(fù)制MS大鼠模型,運(yùn)動(dòng)組大鼠進(jìn)行游泳訓(xùn)練:每周3次,每次1h,24周.2.每月測(cè)量體重、血壓、心率、空腹血糖、空腹胰島素,每2月測(cè)血脂、血漿FFA,32周行高胰

7、島素-正常血糖鉗夾試驗(yàn)和葡萄糖耐量試驗(yàn).3.心血管重構(gòu)和功能指標(biāo):心臟重量和心血管組織形態(tài)學(xué)檢查分析心血管構(gòu)型變化,血流動(dòng)力學(xué)(HR、LVSP、LVEDP和±dp/dtmax)和血管張力檢測(cè)觀察心血管功能.4.分子生物學(xué)指標(biāo):心臟和主動(dòng)脈PPARα、PPARδ和PPARγ mRNA和蛋白表達(dá).主要研究結(jié)果一、臨床研究1.一般臨床資料:MS組BMI、UAE 、TG 和HOMA-IR腰圍明顯高于EH、DM和對(duì)照組(P<0.05 或P< 0.

8、01);MS和EH組BP明顯高于DM組和對(duì)照組(P<0.05 或 P< 0.01).2.心血管重構(gòu)參數(shù):MS組和EH組LVM和LVMI明顯高于DM組,同樣左室肥厚的比例明顯高于DM組(P<0.01);MS組頸動(dòng)脈內(nèi)膜明顯較DM組增厚(P<0.01),而斑塊指數(shù)高于EH組和DM組(P<0.01).3. PPARs基因型的分布:MS組PPARγ161CC型明顯高于對(duì)照組,T等位基因攜帶者(CT+TT)明顯低于對(duì)照組(P<0.05).四組間P

9、PARδ+294T/C基因多態(tài)性各基因型分布無(wú)明顯差異(P>0.05).未檢測(cè)到該地區(qū)人群PPARα內(nèi)含子7 2528G/C多態(tài)性.4. PPARs基因型與心血管臨床表型及脂代謝紊亂的關(guān)系:(1)MS組PPARγ161CC型PP、內(nèi)膜厚度和斑塊指數(shù)明顯高于CT+TT(P<0.05或P<0.01);MS組CC型斑塊指數(shù)和內(nèi)膜厚度明顯高于EH或DM組(P<0.01).(2)MS組PPARδ+294 CC+TC型LVMI明顯高于TT型(P<0

10、.05).(3)MS組PPARδ+294 CC型血漿TC和LDL-C水平明顯高于TT型和TC型(p<0.01或p<0.05). (4)MS組PPARδ+294 CC+TC型BMI明顯高于TT型(P<0.05).5.PPARδ+294T/C 和PPARγC161T基因型聯(lián)合與心血管表型的關(guān)系(1)MS組PPARγ161CC/PPARδ+294TC+CC型攜帶者SBP明顯高于PPARδ+294TT/PPARγ161CT+TT攜帶者(P<0.

11、05),MS組PPARγ161CC/PPARδ+294TC+CC型攜帶者和PPARγ161CC/PPARδ+294TT型攜帶者PP明顯高于PPARδ+294TT/PPARγ161CT+TT型攜帶者和PPARδ+294TC+CC/ PPARγ161CT+TT型攜帶者(P<0.05).(2)MS組PPARγ161CC/PPARδ+294TC+CC和PPARγ161CC型/PPARδ+294TT型攜帶者的斑塊指數(shù)均高于PPARδ+294TT/

12、PPARγ161CT+TT和PPARδ+294TC+CC/ PPARγ161CT+TT型攜帶者(p<0.05或p<0.01).6.MS危險(xiǎn)因素的交互作用:男性、LDL和PPAR161CC 是MS的主要獨(dú)立危險(xiǎn)因素.PP和PPAR161 CC是頸動(dòng)脈斑塊的主要獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.01).實(shí)驗(yàn)研究:1.與普食組相比,大鼠高脂飲食8周后體重、血壓明顯增高(P<0.01),以后增加更加明顯,32周高脂組心率明顯增快(P<0.05).2.糖脂代

13、謝:高脂飲食20周后FBG明顯增高(P<0.01);12周時(shí)血漿TG水平明顯低于普食對(duì)照(P<0.05),但FFA水平明顯升高(P<0.05),24周血漿TG、LDL和FFA水平明顯高于普食組(P<0.05或P<0.01)3.胰島素抵抗指標(biāo):高脂飲食12周后血漿FINS水平明顯增高(P<0.01),24周GIR明顯降低,葡萄糖耐量明顯減退(P<0.01).4.根據(jù)上面的結(jié)果,符合MS診斷標(biāo)準(zhǔn),高脂結(jié)合高鹽飲食成功復(fù)制MS大鼠模型,規(guī)律運(yùn)

14、動(dòng)可明顯改善高脂大鼠胰島素抵抗,并明顯降低血壓(P<0.01).5.大鼠心血管重構(gòu)和功能改變(1)主動(dòng)脈內(nèi)膜增厚,中膜層平滑肌細(xì)胞增殖明顯,內(nèi)膜面積/中膜面積比值增高,血管環(huán)對(duì)Ach和NTG的舒張反應(yīng)明顯減弱(P<0.05或P<0.01).(2)MS大鼠心臟重量明顯增加,心臟/體重比值明顯增高(P<0.05或P<0.01),組織形態(tài)學(xué)顯示心肌細(xì)胞肥大,肌纖維增粗,心功能顯示-dp/dtmax明顯減低,而LVEDP明顯增高(P<0.05)

15、.6.大鼠心血管PPARs基因和蛋白表達(dá)(1)MS大鼠心臟PPARα、δ和γ mRNA明顯增高,而蛋白表達(dá)明顯減低.(2)MS大鼠主動(dòng)脈PPARα和PPARγ mRNA表達(dá)水平明顯增高,而PPARδmRNA明顯減低.PPARα和δ蛋白表達(dá)明顯減低,PPARγ蛋白明顯增高. 結(jié)論:通過(guò)觀察PPARs基因多態(tài)與MS患者心血管損害臨床表型及其脂代謝關(guān)系,進(jìn)一步復(fù)制MS大鼠模型,觀察MS糖脂代謝和心血管結(jié)構(gòu)和功能變化特點(diǎn),并檢測(cè)心血管PPARs

16、基因和蛋白表達(dá)改變,本研究得出以下結(jié)論:1. MS較單純EH和DM具有明顯的心血管重構(gòu),PPARγ161CC型頸動(dòng)脈病變的程度明顯較重,而PPARγ161T等位基因可能具有血管保護(hù)作用.2. MS 患者PPARδ+294CC型TC和LDL-C明顯增高,C等位基因BMI和LVMI明顯增高,PPARδ+294 C等位基因可能通過(guò)影響脂代謝而參與心臟重構(gòu).3.PPARδ和PPARγ基因型間相互協(xié)同作用可能參與MS心血管損害發(fā)生發(fā)展.4.長(zhǎng)期高

17、脂結(jié)合高鹽飲食成功復(fù)制MS大鼠模型,該模型具有與人類(lèi)MS相似的臨床特征.規(guī)律運(yùn)動(dòng)可明顯預(yù)防MS的發(fā)生及改善糖脂代謝.5. MS大鼠存在明顯的心血管重構(gòu)和舒張功能減低.MS大鼠心臟PPARs (PPARα、PPARδ、PPARγ)蛋白表達(dá)減低,可能對(duì)心肌脂肪酸代謝有一定的影響,這可能是心臟重構(gòu)和功能失調(diào)的原因.主動(dòng)脈PPARs表達(dá)非一致性改變,PPARs相互協(xié)調(diào)作用紊亂,可能易于發(fā)生脂質(zhì)紊亂介導(dǎo)的血管炎癥反應(yīng),這可能是血管重塑和功能受損的