老龄化加剧Nitrate-Mediated ROS / RNS的变化

文摘

硝酸盐是全世界最常见处方和使用药物。老年人是一个主要的人口接受硝酸盐治疗。硝酸盐和衰老都可以增加体内活性氧(ROS)和活性氮物种(RNS)的方法。到目前为止,老化的影响在nitrate-induced ROS / RNS变更是未知的。本研究测试老化的影响在nitrate-induced ROS / RNS改变体内。32 43成年人和老年人不稳定性心绞痛(UA)患者进行48小时的硝酸异山梨酯静脉注射(50μ克/分钟)的临床研究。得到了血液样本在基线和结论。结果氧化应激的措施包括血浆丙二醛(MDA)、髓过氧化酶(MPO)以及减少谷胱甘肽(GSH)。等离子体浓度的x和RNS硝基酪氨酸作为标记。因为显著差异的基本临床特征之间的成年人和老年人,我们设计了一个额外的实验确定ROS / RNS压力大鼠心脏组织。另外,大鼠胸主动脉NOS活性作为标记表明内皮功能。我们的研究表明,硝酸疗法显著增加体内活性氧/ RNS压力在老年人与成年病人相比,证实了动物数据。降低NOS活性观察到老老鼠。综上所述,本研究的数据表明硝酸处理和衰老之间的合作。

1。介绍

世界上快速增长的老年人口增加了对老年性心血管疾病的认识。心血管疾病是负责大部分的老年人死亡率。80%的缺血性心脏病患者≥65岁(1]。有机硝酸盐在缺血性心脏病的治疗一个多世纪以来,保持最常规定和使用药物治疗缺血性心脏病的人口在世界范围内,老年人是一个主要的组成部分。

衰老的过程是复杂的。衰老的病理生理学来自各种因素通过多种机制。哈曼提出老化的自由基理论在1950年代,扩大影响线粒体活性氧的生产在1970年代(2]。每这个理论,增强和无对手的metabolism-driven氧化应激在不同慢性老年性疾病中起着重要作用[3,4]。在老化的自由基理论,生物年龄,因为他们的细胞自由基损伤积累。在我们之前的研究中,老化导致显著增加活性氧(ROS)和活性氮物种(RNS)后心肌梗塞5,6]。硝酸盐治疗也增加活性氧和RNS生产。1995年,Munzel et al。7)表明,体内硝酸盐使用与一个endothelial-dependent生产超氧化物阴离子、硝酸的理解宽容的重要机械的发展。Munzel协会支持的工作是进一步减少生产超氧化物阴离子nitrate-free时期体内的夹杂物(8]。随机对照试验(RCT)接受选择性冠状动脉旁路移植术的患者进行术前静脉注射硝酸甘油(GTN)确认增加超氧化物生成内乳动脉样品中硝酸盐治疗后(9]。

有确切证据表明氧化应激是心肌损伤的主要病因之一。大量实验证明显著增加超氧化物一代从缺血/ reperfused内皮细胞和嗜中性粒细胞的激活增加缺血后心肌组织。进一步dismutates H₂O₂和^∙哦,后者剧毒生物组织,引起严重心肌坏死和凋亡。此外,越来越多的证据表明RNS,如过氧亚硝基(ONOO⁻),在reperfusion-induced心肌细胞凋亡(扮演重要角色10]。RNS的有害的影响进一步加剧了与环境ROS增加互动。大多数研究硝酸调查使用了年轻的动物。尽管众所周知,衰老和硝酸盐增加体内活性氧/ RNS生产;迄今为止,硝酸盐的影响政府在老年人人口仍然未知。

本研究确定硝酸盐增加体内活性氧/ RNS浓度在临床试验中。我们研究的局限性包括临床和人口特征(血压、糖尿病和过去病史)差异的中年和老年病人无法获得心脏组织样本登记的参与者。仔细对照实验在老鼠因此包含在目前的研究中。

2。材料和方法

临床试验进行了符合赫尔辛基宣言(2000年)的世界医学协会。研究机构伦理委员会批准的协议是首都医科大学北京安贞Hospital-Affiliate。经过充分披露的研究的目的,自然,和固有风险的参与,所有科目入学前给予书面知情同意。

2.1。急性心肌梗死患者的纳入和排除标准

不稳定性心绞痛(UA)患者符合入选标准如果下列条件是真的:(1)存在典型的心绞痛,(2)的心电图s - t段的变化(心脏损伤的代表)在临床胸痛,或(3)存在显著的冠状动脉狭窄(≥75%)的诊断,ct冠状动脉造影(CTCA)或冠状动脉造影。

排除标准为这个研究包括(1)增加心肌坏死标志物(cTnI或CKMB)水平;(2)心原性休克;(3)阻塞或严重的左主冠状动脉的狭窄;(4)前心肌梗塞;(5)主要感染或手术在过去2周之前。

2.2。冠状动脉造影和临床实验设计

在目前的研究中,硝酸异山梨酯用于临床试验和硝酸甘油是用于动物实验。他们都是硝酸盐。硝酸盐纠正失衡血液和氧气流向心脏和心脏的工作必须通过扩张(扩大)体内的动脉和静脉。扩张血管降低的血液回到心脏,必须注入。扩张动脉,动脉血压降低了心脏的泵。结果的影响,心越来越需要更少的血液和氧气。

所有UA患者标准治疗UA的协议。患者分为两组:(1)成人患者(< 65年)和(2)老年患者(≥65岁)。

所有患者接受静脉注射硝酸异山梨酯(50μ克/分钟)治疗。血液样本得到硝酸48小时之前和之后的治疗。

2.3。动物实验协议

研究机构伦理委员会批准,按照美国国立卫生研究院的指导方针。男性Sprague-Dawley老鼠与戊巴比妥钠麻醉。河鼠模型是前面描述的5,8,11]。总之,男性Sprague-Dawley老鼠(年龄在8周(年轻)或24个月(旧))与戊巴比妥钠麻醉(50毫克/公斤体重)静脉注射。一个通过中线中线切口插入气管内的管。所有老鼠间歇正压通风通过哈佛大学小动物与富氧室空气呼吸器(哈佛装置、南纳蒂克,MA)。输血针被插入到尾静脉补充注射戊巴比妥维持麻醉和药物管理局。老鼠(8周或24个月大)被分成以下四组:(1)虚假的年轻;(2)虚假的老;(3)年轻;和(4)旧(每个)。车辆(1 mL / kg / h)或硝酸甘油(60μg / kg / h) (8)是不断注入了12小时。虚假的老鼠收到汽车解决方案。经过12个小时的车辆或硝酸甘油输液,动物被牺牲了。贲门切除术进行。

2.4。定量评价的活性氧(ROS)水平在人类和老鼠

确定老化在体内活性氧的影响,丙二醛(MDA)、髓过氧化物酶(MPO)和减少谷胱甘肽(GSH)作为氧化应激标记。

0后血样来自UA患者和48小时的注入。血样立即离心机在10000 RPM 1分钟4°C。浮在表面的收集和储存在−80°C到测量。血浆丙二醛(MDA)、髓过氧化酶(MPO),以及减少谷胱甘肽(GSH)含量被商用工具检测到,先前报道(11]。

血浆MDA、MPO和减少谷胱甘肽浓度并不直接反映心脏组织内氧化应激。因此,MDA、MPO和减少谷胱甘肽浓度测定大鼠心脏组织。12小时后注射或硝酸或车辆,左心室样本均质和离心机30分钟10000人口、难民和移民事务局在4°C。浮在表面的蛋白质浓度测定bicinchoninic酸的方法。MDA、MPO和减少谷胱甘肽浓度测定。

2.5。定量评价的活性氮物种(RNS)水平在人类和老鼠

没有x(亚硝酸盐和硝酸盐,没有稳定的代谢物)数量在上层清液通过格里斯反应利用不确定x浓度测定工具包(R和D系统公司,明尼阿波利斯,MN)。大鼠心脏组织同样收获和加工如上所述。

硝基酪氨酸是公认的体内ONOO足迹^{- - - - - -}形成。硝基酪氨酸浓度的大鼠心脏组织匀浆和病人血浆决心通过酶联免疫试剂盒(细胞科学公司,广州,妈,美国),如前所述,报告为nanomoles硝基酪氨酸/克蛋白质组织匀浆或nanomoles硝基酪氨酸/升的等离子体。

2.6。在大鼠胸主动脉NOS活性的测定

在生理条件下,大鼠胸主动脉NOS活性间接反映血管以挪士浓度和内皮功能。因此,在目前的研究中,NOS活性在大鼠胸主动脉内皮功能的一个标志。硝酸政府12小时后,大鼠胸aortae孤立和收获。样本均质和离心机30分钟12000 g在4°C。浮在表面的蛋白质浓度测定bicinchoninic酸的方法。一直在前面描述的方法确定号活动。

2.7。统计分析

所有值都呈现±SEM手段。所有生化指标进行复制和平均。数据进行方差分析,其次是Bonferroni调整事后学生的测试。5.0所有统计计算利用Graphpad棱镜。值< 0.05被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

3.1。病人的人口统计数据和特点

33-adult UA患者和53老年UA患者参加临床试验。的86名患者,1成人和2老年病人拒绝参与后登记和8老年病人停止参与由于副作用(图1)。表1列出所有人口数据,基线统计,心血管风险,和药物治疗的患者。主要涉及的成年和老年患者群体性别差异分布和过去的病史。

3.2。老化增加氧化应激在人类血浆硝酸48小时后治疗

确定老化的影响在血浆ROS水平硝酸注射后,血浆MDA水平,MPO和减少谷胱甘肽(反映心肌氧化应激标志)在两个不同的时间点(硝酸盐治疗前后48小时)确定。老年UA患者的血浆MDA和MPO浓度显著增加硝酸之前和之后政府相比,成人患者(数字2(一个)和2 (b))。硝酸盐在老年人组血浆MDA增加了140%。硝酸盐增加血浆MDA 60%成人组(图2(一个))。硝酸盐在老年人组血浆MPO增加了50%,相比成人的20%。

谷胱甘肽是最重要的一个生理自生的抗氧化剂。间接评价体内氧化应激负担,我们确定了等离子体浓度的简化型谷胱甘肽。与血浆MDA和MPO数据一致的趋势,老年病人表现出减少谷胱甘肽浓度与成人患者相比,这进一步降低了硝酸后管理(图2 (c)硝酸盐减少,48%的老年人血浆谷胱甘肽后,相比成人患者减少9%)。

3.3。老化增加硝酸氧化应激大鼠心脏组织在12小时的治疗

此外,体内研究结果证实来自临床试验的结果。硝酸管理显著增加大鼠心肌MDA和MPO浓度和降低心肌reduced-GSH水平老组(数字2 (d),2 (e),2 (f))。

3.4。老化增加等离子体不x或硝基酪氨酸浓度硝酸在48小时后人类治疗

RNS(活性氮物种)在调节心肌损伤发挥关键的致病作用。没有与过氧化物反应(与老化)的产量增加,形成有毒分子过氧亚硝基(ONOO⁻),一个强烈硝化和氧化剂。ONOO⁻显著诱导心肌细胞凋亡。我们决定等离子体x本研究和硝基酪氨酸浓度。在等离子体没有明显差异x硝酸浓度之间的成年和老年病人管理。基线等离子硝基酪氨酸浓度明显比成年人更大的老年人。48小时的硝酸注入等离子体没有明显增加x老年人(250%相比150%的成年患者)和硝基酪氨酸(210%的老年人相比,105%的成年患者)浓度(数字3(一个)和3 (c))。

3.5。老化增加心脏不x硝酸和硝基酪氨酸浓度在12小时后大鼠治疗

确认老化RNS后形成的影响,我们还没有决定x和硝基酪氨酸浓度硝酸在鼠模型管理。如数据所示3 (b)和3 (d)12小时的硝酸灌注心脏没有显著增加x在年轻和年老的老鼠和硝基酪氨酸浓度组。在老年人群体,没有x浓度增加了255%,而年轻组为170%。同样,心脏硝基酪氨酸浓度增加78%的老鼠,在年轻的老鼠相比,22%。

3.6。12小时后NOS活力增强衰老大鼠胸主动脉硝酸盐治疗

以挪士活动和一氧化氮的生物利用度是至关重要的标记表明内皮功能。大鼠胸主动脉NOS活性作为一种间接以挪士活动指数和内皮功能。如图4硝酸,12小时的输液显著降低NOS活性在两个年轻和年老老鼠胸aortae。观察NOS活性降低45%老年人群体,与年轻组下降18%相比,表明硝酸盐引起更严重的内皮功能障碍的老年状态。

4所示。讨论

一些小说在目前的研究情况进行了观察。首先,我们第一次与临床数据表明,硝酸盐治疗可能会增加氧化/ nitrative压力负担老人。据我们所知,此前的调查展示硝酸盐ROS增加/ RNS I / R后涉及所有年轻的动物,在人类研究中未经证实的。其次,尽管抑郁症内皮功能观察硝酸政府后,我们的研究结果表明,老化加剧了这种影响。

最近的证据表明,线粒体呼吸链是nitrate-induced血管的主要来源生产过剩,导致后续激活血管烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶,硝酸和介导的宽容和内皮功能障碍(12]。超氧化物阴离子通常是由不同的细胞内和细胞外的机制。超氧化物过剩可能克服这些补偿机制和快速反应没有nitrate-dependent时尚(派生)形成有毒的过氧亚硝基(8,13]。尽管目前的研究证实了上述原则,我们提供数据表明老化可能增加nitrate-induced超氧化物/生成过氧硝酸盐。以前,我们表明,老龄化加剧reperfusion-induced心肌损伤(6),特别是细胞凋亡。人们普遍认为超氧化物阴离子/过氧亚硝基施加严重有害心肌的影响。可能nitrate-induced ROS / RNS改变体内心肌损伤的一个重要原因。

作为主要患者心脏事件的预测冠状动脉疾病和心脏衰竭,内皮功能障碍可能是病理硝酸的后遗症14,15]。内皮功能障碍通常反映了一氧化氮的生物利用度,减少由于氧化/硝化的增加压力。老化是一个独立的危险因素的心血管疾病如心肌梗死和心力衰竭。硝酸政府体内RNS和活性氧产量增加,而且减少一氧化氮的生物利用度。本研究间接证明老化明显加剧nitrate-induced内皮功能障碍,在人类和动物。我们的结果了解衰老的贡献给心血管损伤。

总之,老年人人口广泛硝酸盐治疗。然而,老化的影响硝酸盐使用似乎被忽视。支持人类临床数据和实验动物数据,目前的研究表明,硝酸衰老和治疗之间的有害的“合作”在心血管损伤。老化增加活性氧/ RNS硝酸处理后,可能会导致更严重的心肌损伤。当前研究的数据需要进一步研究调查老年人使用硝酸盐与警告关于其明智的就业。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

作者的贡献

钱风扇和Lifen陈了同样的纸。

承认

这项研究是由中国国家自然科学基金81270434钱迷。

引用

1. w·罗莎蒙德k .弗莱戈k·富里et al .,“心脏病和中风统计- 2008更新:美国心脏协会的一份报告统计委员会和中风统计小组委员会,“循环,卷117,不。4,pp. e25-e146, 2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. b . Poljsak i Milisav,“被忽视的“抗氧化压力”的意义,“氧化医学和细胞寿命文章ID 480895卷,2012年,12页,2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. d·哈曼”的起源和演化的老化的自由基理论:一个简短的个人历史,1954 - 2009”,“Biogerontology,10卷,不。6,783年,页2009。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. d·哈曼,“老化的自由基理论:一个update-increasing功能寿命,”纽约科学院上,卷1067,不。1,10-21,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. 问:粉丝,m . Chen x方et al .,“老化可能增加活性氧(ROS)的形成和影响活性氮物种(RNS)水平在人类和大鼠心肌缺血/再灌注后,“年龄,35卷,不。4、1017 - 1026年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. p . m . Liu, m . Chen等人“老化可能会增加心肌缺血/ reperfusion-induced细胞凋亡在人类和老鼠,”年龄,34卷,不。3、621 - 632年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. t . Munzel h·伊丽莎白,b·a·弗里曼·m·m·Tarpey d·g·哈里森,“证据增强血管过氧化物阴离子硝酸生产的宽容。一个新颖的机制宽容和交叉抗性。”《临床研究杂志》上,卷95,不。1,第194 - 187页,1995。视图:谷歌学术搜索
8. 问:风扇,f .高,l . Zhang t·a·克里斯托弗·b·l·洛佩兹和x l .马“硝酸宽容加剧缺血后心肌细胞凋亡和损害心脏功能恢复缺血后,“细胞凋亡,10卷,不。6,1235 - 1242年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. p . r .鼠尾草。s . de la朗德。斯塔福德et al .,“硝酸甘油耐受在人类血管:硝化甘油生物转化受损的证据,”循环,卷102,不。23日,第2815 - 2810页,2000年。视图:谷歌学术搜索
10. m·m·拉鲁w . Wang和r·舒尔茨“过氧硝酸盐在心肌缺血再灌注损伤,”心力衰竭的评论,7卷,不。4、359 - 369年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. 问:粉丝,X.-C。杨,刘y . et al .,“后处理减弱心肌损伤减少nitro-oxidative体内压力在老鼠和人类,”临床科学,卷120,不。6,251 - 261年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. 大肠Klemenska和a . Beresewicz Bioactivation有机硝酸盐和硝酸盐宽容的机制,”心脏病学杂志,16卷,不。1,11-19,2009页。视图:谷歌学术搜索
13. z夏,t·罗,小时。刘et al .,“精氨酸提高nitrative压力和加剧肿瘤坏死因子-α文化对人类内皮细胞毒性:预防异丙酚,”心血管药理学杂志》上,55卷,不。4、358 - 367年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. p . r . a . Caramori a·g·阿德尔曼e . r .代理g·e·牛顿,a·b·帕克和j·d·帕克”与硝酸甘油治疗冠状动脉血管收缩增加乙酰胆碱,”美国心脏病学会杂志》上,32卷,不。7,1969 - 1974年,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. t·戈里s . s . Mak s .凯利和j·d·帕克,“证据支持一氧化氮合酶功能异常引起的硝化甘油在人类中,“美国心脏病学会杂志》上,38卷,不。4、1096 - 1101年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2014钱风扇等。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。