有氧運動抑制高血壓大鼠腸系膜動脈BKCa通道蛋白亞基表達上調

張 琳，張寒夢，葉 芳，石麗君

●成果報告 Original Articles

有氧運動抑制高血壓大鼠腸系膜動脈BKCa通道蛋白亞基表達上調

張 琳，張寒夢，葉 芳，石麗君

目的：探究有氧運動對高血壓大鼠（SHR）腸系膜動脈血管平滑肌細胞大電導鈣激活鉀（BKCa）通道α和β1亞基蛋白表達及血管舒縮性的影響。方法：選用12周齡雄性自發性高血壓大鼠（SHR，n=24）以及正常血壓對照組（WKY，n=12）。將SHR隨機分組，高血壓安靜對照組（SHR，n=12）和高血壓有氧運動組（SHR-EX，n=12），各組大鼠先進行1周適應性訓練，之后SHR-EX組進行為期8周的跑臺訓練。9周后，取各組大鼠的腸系膜動脈（2～3級），進行HE染色，離體微血管張力測定及蛋白免疫印跡分析。結果：（1）SHR組腸系膜動脈的管壁厚度明顯高于WKY組（P＜0.01），但SHR-EX組腸系膜動脈的管壁厚度明顯低于SHR組（P＜0.01）；（2）Iberiotoxin（10-7M）作為BKCa通道選擇性阻斷劑可誘發各組血管張力增加，增高幅度為SHR＞SHR-EX＞WKY，NS11021作為BKCa通道選擇性激動劑可使血管張力下降，下降幅度為SHR＞SHE-EX＞WKY；（3）SHR組BKCa通道的α和β 1亞基表達上調，且以β1亞基上調更為顯著，SHR-EX組的兩亞基上調減弱，且以β1亞基變化更為顯著。結論：高血壓誘導大鼠腸系膜動脈BKCa通道功能增強，負反饋調節血管張力增加，但有氧運動可顯著抑制高血壓伴隨的大鼠腸系膜動脈BKCa通道的α和β1亞基表達上調，從而改善血管功能。

有氧運動；腸系膜動脈；BKCa通道；血管張力；蛋白表達

高血壓作為心血管疾病死亡的主要原因，一直以來嚴重威脅人類的健康。大量研究表明，慢性高血壓導致血管的緊張性增加，管壁增厚，官腔變窄，血管喪失彈性，使其硬度增加[1]。高血壓導致血管平滑肌離子通道的結構和功能發生改變，有氧運動具有降低血壓，改變血管彈性，促進血管平滑肌的功能改善的作用，但其機制尚不明確。

BKCa通道的分子結構由4個α和4個β亞單位組成，BKCa通道的四聚體結構是由一個α亞單位結合一個β亞單位之后形成的[2]。BKCa通道參與細胞功能調節，如激素的分泌、平滑肌的緊張等[3]。目前已經證實，BKCa通道的功能失調或量的改變會引起心率不齊、心肌肥大、動脈粥樣硬化和高血壓等多種心血管疾病，高血壓可誘導BKCa通道結構和功能發生變化，如蛋白表達量增加[4-7]。有關有氧運動能夠降低血壓，調節血管張力，是否是通過控制甚至逆轉高血壓誘導的BKCa通道結構或功能的改變來緩解高血壓還未曾涉及。本實驗旨在探究有氧運動對高血壓誘導的BKCa通道結構和功能的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與分組

12周齡雄性SHR大鼠24只，WKY大鼠12只，大鼠均由北京維通利華實驗動物中心提供，許可證號為SCXK（京）2013-0001。將24只SHR隨機分成2組，高血壓有氧運動組（SHR-EX，n=12）和高血壓安靜對照組（SHR，n=12），并與WKY安靜對照組（WKY，n=12）進行對比。大鼠4只一籠，全部大鼠均用國家標準嚙齒類動物常規飼料進行喂養。大鼠先進行一周的適應性跑臺訓練，隨后SHR-EX組再進行為期8周的正式跑臺運動，以最大攝氧量的55%～65%進行訓練，20 m/min，60 min/d，5 d/周[8]。

1.2 主要藥物及溶液制備

Anti-KCa1.1（BKCa）和Anti-sloβ1（KCNMB1）購自Alomone Labs（以色列），β-Actin（R-22）：sc-130657購自SantaCruz（美國），二抗使用辣根過氧化物酶標記山羊抗兔IgG購自Proteintech Group（美國），NE（Norepinephrine）、Iberiotoxin（IbTX）、Hepes、EDTA均購自Sigma（美國），NaCl、KCl、MgCl2、Glucose、NaHCO3等購自北京化學試劑公司。Krebs液成分（mM）：131.5 NaCl，5 KCl，1.2 NaH2PO4，1.2 MgCl2，2.5 CaCl2，11.2 glucose，13.5 NaHCO3，0.025 EDTA，持續充氧（95%O2～5%CO2），pH=7.4。4%多聚甲醛磷酸緩沖液：稱取40 g多聚甲醛混勻于500 ml 0.1M PBS后加熱至60℃，攪拌并滴加1 mol/L NaOH至溶液清晰為止，冷卻后用0.1 mol/L PBS定容至1 000 ml。蘇木素作為堿性染液對細胞核著色，伊紅作為酸性染液對細胞質進行著色（染液均購自北京中杉生物技術有限公司）。電泳緩沖液：Tris堿3.03 g，甘氨酸14.41 g，SDS 1 g，雙蒸水溶解后定容至1 L，4℃保存。轉膜緩沖液：Tris堿3.03 g，甘氨酸14.41 g，無水甲醇200 ml，雙蒸水定容至1 L，4℃保存。

1.3 大鼠基礎指標的測定

各組大鼠體重、心率、基礎血壓在實驗前與實驗后各測試1次，其中心率及尾動脈無創血壓測試采用全自動大小鼠無創血壓測量系統（BP-300A，由成都泰盟科技有限公司提供）。

1.4 腸系膜2、3級動脈橫切面的形態學分析

選取各組6只大鼠的腸系膜動脈進行HE染色和血管環張力測定，取大鼠的腸系膜動脈于Na+HEPES中去除周圍脂肪，剪下部分2、3級分支（血管外徑在100～300 μm之間）血管環備用，剩余迅速將其放入4%的多聚甲醛中，4℃固定12 h，然后用流水沖洗12 h。使用70%酒精Ⅰ20 min—70%酒精Ⅱ20 min—80%酒精20 min—95%酒精Ⅰ20 min—95%酒精Ⅱ20 min—100%酒精Ⅰ20 min—100%酒精Ⅱ20 min進行梯度酒精脫水后，經二甲苯Ⅰ（100%）和二甲苯Ⅱ（100%）進行透明。浸蠟后的組織進行包埋。組織進行冠狀切片，切片厚度為4 μm，切片放入水浴鍋展片后貼附在處理后的載玻片（載玻片提前編號）。將切片放在60℃烤箱烤2 h，取出恢復到室溫，脫蠟及水化后，先用蘇木素染細胞核3～5 min，用鹽酸酒精分化幾秒，抽插數下，直至無藍色液體流下，再用伊紅染細胞質。最后用中性樹脂封片。

1.5 離體血管環制備及其張力的測定

各組選取6只大鼠的腸系膜動脈2、3級分支進行離體的血管環張力測定。腹腔麻醉大鼠成功后，打開腹腔取其腸系膜動脈，并迅速放于4℃Krebs液中，剝離血管壁周圍脂肪，并將血管中的殘留血液擠出。剪下2、3級的分支，再將其制成2 mm血管環，進行血管張力測定。先用0.12 mol/L KCl刺激血管收縮，以其凈收縮幅度作為100%最大收縮，之后分別再給予去甲腎上腺素（NE，10-9～10-5mol/L）、IbTX（10-7mol/L）和NS11021刺激血管環，觀察各組血管張力及反應性的變化。

1.6 蛋白免疫印跡分析

每組剩余6只進行腸系膜動脈的BKCa通道α和β1亞基蛋白免疫印跡分析。麻醉成功后，取其腸系膜動脈，除去脂肪后，立刻投入液氮中暫存，之后轉入-80℃超低溫冰箱中保存。稱取研磨后的100 mg組織，迅速加入500 μl RIPA裂解液，用勻漿器在冰水浴中勻漿10次，每次勻4～5 s，間隔4～5 s。將勻漿液置于4℃，在搖床上結合1 h，隨后以13 000 r/min的轉速離心30 min，輕輕拿出后取上清液待測，借助BCA試劑盒配置出標準液并與上清的蛋白濃度進行比對，從而確定提取的蛋白濃度。隨后，用一定比例的樣品緩沖液及生理鹽水對提取的上清液進行稀釋。制備電泳緩沖液，聚丙烯酰胺凝膠（上樣量每孔保持40～50 μg，根據蛋白濃度自行調整上樣量），轉膜（BKCa α-亞基300 mA恒流1.5 h，BKCa β1亞基250 mA恒流50 min）、5%BSA封閉2 h。加一抗，用BSA稀釋一抗（Anti-KCa1.1（BKCa），1：200；Anti-sloβ1（KCNMB1），1：200；β-Actin（R-22）：sc-130657，1：200），置于4℃冰箱過夜。第2天復溫1 h，后用TBST洗3×10 min，二抗使用TBST稀釋的辣根過氧化物酶標記的山羊抗兔IgG（1：8 000）孵育1 h。蛋白免疫印跡分析用image lab進行操作，框出各個條帶，進行灰度值的分析。

1.7 統計學分析

應用Image J對腸系膜2、3級動脈血管石蠟切片HE染色圖片進行分析，Image Lab對蛋白免疫印跡條帶進行分析，SPSS17.0對3部分實驗數據進行平均數、標準誤、顯著性差異的分析，使用GraphPad Prism 5作柱狀統計圖。用均數±標準誤（M±SD）表示實驗結果，其中WKY組和SHR組、SHR-EX組和SHR組間比較采用單因素方差分析，P＜0.05有顯著性差異，P＜0.01有非常顯著性差異。

2 結 果

2.1 有氧運動對大鼠基礎指標的影響

12周齡時，WKY和SHR大鼠體重差異無統計學意義；21周齡時，3組體重均顯著性升高（P＜0.01）。與12周齡時相比，21周齡時SHR組收縮壓、舒張壓和脈壓均顯著性升高（P＜0.01），而SHR-EX組收縮壓卻顯著性降低（P＜0.05）（見表1）。

經過9周后，SHR組的心重、心重/體重比、收縮壓、舒張壓、脈壓均顯著性高于WKY組（P＜0.01），同時心率也顯著性升高（P＜0.05）；SHR-EX組的收縮壓顯著低于SHR組（P＜0.01），舒張壓、脈壓和心率也顯著性降低（P＜0.05）（見表1）。

表1 有氧運動對大鼠體重、心臟重量、心重/體重、基礎血壓及心率的影響Table1 Effects of aerobic exercise on the rat body weight，heart weight，heart weight/body weight，basal blood pressure and heart rate

2.2 有氧運動對SHR腸系膜動脈管壁厚度的影響

取大鼠腸系膜動脈的2、3級分支的橫切面進行對比，經過8周的有氧運動后，SHR組的外徑與WKY組相比無顯著性差異，SHR-EX組的外徑與SHR組相比無顯著性差異。內徑指標中，與WKY組相比，SHR組呈顯著性低水平（P＜0.01），而與SHR組相比，SHR-EX組呈顯著性高水平（P＜0.01）；動脈管壁厚度指標中，SHR組高于WKY組（P＜0.01），但SHR-EX組顯著低于SHR組（P＜0.01）；內徑/動脈管壁厚度指標中，SHR組低于WKY組（P＜0.01），而SHR-EX組顯著高于SHR組（P＜0.01）（見表2、圖1～圖2）。表明，高血壓可使腸系膜動脈血管的管壁變厚、官腔變窄，但有氧運動可以逆轉這種改變。

表2 大鼠腸系膜動脈2、3級分支的形態學分析Table2 Morphology analysis of MAs in each group

圖1 大鼠腸系膜動脈2、3級分支橫切面的HE染色圖Figure1 Mesenteric artery cross-sections（HE staining）

圖2 大鼠腸系膜動脈2、3級分支HE染色統計圖Figure2 The statistical of HE in MAs

2.3 有氧運動對SHR腸系膜動脈血管收縮性的影響

2.3.1 高鉀誘發的腸系膜動脈收縮反應 KCl（0.12 mol/L）可誘發各組腸系膜動脈收縮，SHR、SHR-EX和WKY組大鼠的最大收縮張力（Kmax）分別為（15.1±1.8）×10-3N、（14.6±1.6）×10-3N和（14.4±1.5）×10-3N。由數據可知，3組之間無差別（P＞0.05）（見表3）。

2.3.2 有氧運動對NE誘發的腸系膜動脈收縮反應的影響 去甲腎上腺素（NE）作為一種腎上腺素受體激動藥物，具有收縮血管、升高血壓的作用。本實驗采用10-9～10-5mol/L濃度梯度的NE誘發腸系膜動脈收縮。與SHR組相比，NE對SHR-EX組腸系膜的最大收縮具有顯著下降的趨勢。實驗中，為了防止內皮功能的干預，單純地對血管平滑肌的功能進行檢測，使用內皮型一氧化氮合酶（eNOS）的抑制劑L-NAME（100 μM）對腸系膜動脈孵育20 min后再加NE進行刺激，觀察血管的收縮情況。NE誘發的3組腸系膜動脈最大收縮力分別為WKY（105.8± 7.2%Kmax）、SHR（128.5±8.0%Kmax）、SHR-EX（112.6±7.8%Kmax）。從實驗數據中可以看出，高血壓使動脈NE誘導血管收縮作用增強，但有氧運動使高血壓大鼠的腸系膜動脈對NE的敏感性下降（見表3）。

表3 有氧運動對SHR大鼠腸系膜動脈血管收縮性的影響Table3 Effects of aerobic exercise on the vascular contractility in MAs from SHR

2.3.3 有氧運動對IBTX誘發的離體腸系膜動脈收縮反應的影響 IbTX（10-7mol/L）作為BKCa通道的特異性阻斷劑，可誘發大鼠腸系膜動脈收縮反應。在WKY、SHR、SHR-EX 3組中，IbTX誘導的血管收縮反應增加，SHR組比WKY呈顯著性增加（P＜0.01），但SHR-EX組與SHR組相比則明顯減少（P＜0.01）（見表3、圖3）。

圖3 有氧運動對IbTX誘發的離體腸系膜動脈收縮反應的影響Figure3 Effects of aerobic exercise on IbTX-induced vascular tension in MAs from SHR

2.3.4 有氧運動對NS11021誘發的離體腸系膜動脈舒張反應的影響 BKCa通道的特異性激動劑NS11021誘發大鼠腸系膜動脈舒張。NS11021（10-5mol/L）降低血管張力的程度為SHR＞SHR-EX＞WKY。與WKY相比，SHR組中NS11021（10-5mol/L）誘導的血管舒張程度更為顯著（P＜0.05），而與SHR組相比，SHR-EX組中NS11021誘導的血管舒張程度則呈顯著性低水平（P＜0.05），但仍高于WKY組（見表3、圖4）。由數據可知，高血壓使BKCa的貢獻率增加，而有氧運動緩解了高血壓BKCa的貢獻率上調。

圖4 有氧運動對NS11021誘發的離體腸系膜動脈舒張反應的影響Figure4 Effects of aerobic exercise on NS11021-induced vascular tension in MAs from SHR

2.4 有氧運動對SHR腸系膜動脈BKCa通道α和β1亞基表達量的影響

4 個α亞單位和4個β亞單位組成BKCa通道的分子結構。用α、β1的特異性抗體檢測α（125kDa）、β1（28 kDa）蛋白的表達量。與WKY組相比，SHR組的α和β1亞基表達均上調，β1亞基的升高更為顯著（P＜0.05）；與SHR相比，SHR-EX組α和β1亞基表達均下調，β1亞基的下調更為顯著（P＜0.05）（見表4、圖5）。表明，高血壓伴隨著腸系膜動脈BKCa通道α和β1亞基的蛋白表達量增加，但有氧運動可抑制這種改變，使α和β1亞基的蛋白表達量下降。

表4 有氧運動逆轉SHR腸系膜動脈BKCa通道α和β1亞基表達量上調Table4 Aerobic exercise reversed the up-regulation of protein expression of α-and β1-subunit of BKCachannel in mesenteric arterial myocytes

圖5 有氧運動抑制SHR腸系膜動脈BKCa通道α和β1亞基表達量上調Figure5 Aerobic exercise reversed the up-regulation of protein expression of α-and β1-subunit of BKCachannel in mesenteric arterial myocytes

3 分析與討論

高血壓的基本病理生理機制是阻力動脈的血管張力持續增加，而血管張力的調節主要取決于VSMCs離子通道尤其是K+通道的活動[9]。VSMC各離子通道的正常調節作用是血管平滑肌興奮收縮過程的關鍵，K+通道是作為調節VSMC膜電位的重要離子通道，具有穩定膜電位的作用。激活K+通道可以誘發K+外流，導致細胞膜超極化，從而抑制電壓門控Ca2+通道，使血管平滑肌舒張[10]。研究表明，高血壓的發病過程中，各類K+通道的結構和功能都發生了變化，其中BKCa這一通道對血管張力的調節起著重要負反饋調節作用。之前的研究顯示，8周有氧運動可使大鼠胸主動脈平滑肌細胞BKCa通道活性增強。本實驗以3月齡的雄性SHR與WKY作為研究對象，并對SHR實施為期8周的有氧運動干預。本實驗首次報導了長期規律性有氧運動對高血壓大鼠腸系膜動脈血管平滑肌細胞BKCa離子通道的有利調節作用。有氧運動除了可以降低血壓，同時還可以抑制高血壓誘導的BKCa離子通道的重構。

有氧運動作為不涉及藥物的單純性物理療法被大家廣泛接受。大量研究證明，有氧運動會使心臟結構和功能發生一系列有利的適應性改變，使迷走張力增加出現竇性心動徐緩[11]。運動前，SHR組的收縮壓、脈壓都明顯高于WKY組。8周正式運動后，SHE-EX組的體重、收縮壓、脈壓和心率都明顯低于SHR組，表明有氧運動可以起到有效減輕體重，降低血壓的作用。

本實驗中，對在有氧運動干預下的腸系膜動脈血管形態學也進行了研究。正常情況下，動脈血管管壁光滑，富有彈性，血流速度通暢。但當高血壓發生后，血管的結構和功能會發生一系列惡性變化，如管壁硬度增加、彈性下降，嚴重時管壁增厚，使得管腔變窄，甚至內膜出現鈣化和脂類物質沉積，堵塞血管。研究表明，增齡伴隨的血管結構和功能的退行性改變可以通過長期規律性的有氧運動得到改善，同時有氧運動也可使動脈管壁增厚的速率減慢，延緩動脈管壁結構的衰老[12]。本實驗中的形態學觀察可知，高血壓導致腸系膜動脈的血管壁增厚、官腔變窄，但有氧運動可以抑制這種管腔變化的發生。長期規律性的有氧運動可以抑制腸系膜動脈管壁的增厚、管腔變窄，維持管壁應有的彈性結構。

有氧運動可使內皮型一氧化氮合酶（eNOS）表達增多，刺激內皮細胞，從而使NO生成增多，進而使血管舒張功能增強[13]，有氧運動可以提高腸系膜動脈eNOS的生物利用率[14]。為了排除內皮功能的干擾，研究有氧運動對血管平滑肌的影響，首先用L-NAME（eNOS的阻斷劑）進行處理，再對血管張力進行測定。實驗選取3組大鼠的腸系膜2、3級動脈血管，NE通過與血管平滑肌上的α腎上腺素能受體結合，使血管收縮，從而產生生物學效應，并且NE所誘發的腸系膜動脈收縮反應是呈濃度依賴性的。隨年齡的增加，大鼠腸系膜動脈對NE的敏感性和最大收縮反應都顯著降低[15]。和正常鼠相比，高血壓使得NE誘導的血管收縮程度顯著增加，但有氧運動后使得NE誘導的血管收縮幅度下降，這表明高血壓導致血管平滑肌功能下降，彈性收縮減弱，但堅持長期規律的有氧運動能夠改善血管平滑肌功能，恢復血管彈性。

目前為止，已發現4種不同類型的鉀通道存在于血管平滑肌細胞上，在VSMC上表達密度最高的離子通道是大電導鈣激活鉀通道（BKCa），它的生理作用是控制細胞膜電位，負反饋調節膜的去極化水平。當BKCa離子通道被激活，K+就會外流，從而引起細胞膜超極化，電壓依賴性鉀通道就會受到抑制，內流的Ca2+將會減少，使得細胞內Ca2+濃度降低，導致平滑肌舒張[16]。R.QUINLANT等[17]研究表明，高血壓使VSMCs的BKCa通道功能增強的機制可能是當血壓升高時，BKCa通道負反饋地抑制血管張力增加，從而阻止血壓升高，對機體起到保護作用。本實驗中，選用BKCa的特異性阻斷劑IbTX來觀察有氧運動對BKCa通道調節血管張力作用的影響。實驗數據可知，BKCa通道特異性阻斷劑IbTX（10-7M）可誘發各組腸系膜動脈張力增加的幅度為SHR＞SHR-EX＞WKY。同時，選用BKCa通道的激動劑NS11021，其可誘發各組腸系膜動脈張力下降的幅度為SHR＞SHR-EX＞WKY。S.J.CHEN[18]研究顯示，有氧運動不僅能提高腸系膜動脈NO的利用率，同時還可以提高BKCa通道的活性，使其起到舒張血管的作用。本實驗數據表明，高血壓使BKCa通道在維持血管基礎張力中的貢獻率顯著增加，但長期有規律的有氧運動能抑制此變化，緩解高血壓BKCa的貢獻率上調。這可能是有氧運動調節血管張力，有效緩解高血壓的重要生理機制。

一個完整的BKCa通道是由4個構成通道結構對稱排列的α亞基（編碼基因KCNMA1）和4個具有調控功能的β亞基（編碼基因KCNMB1-4）組成[2]。其中，BKCa通道的四聚體孔道結構正是由每個α亞基和每個β亞基結合后形成的。目前為止，α亞基只發現了一種，但它有不同的剪接變異體，是BKCa通道的小分子組分，約由1 200個氨基酸殘基組成，分子量約為125 kDa。雖然β亞基存在4種不同的亞型，但VSMCs中只有β1亞型，β1由191個氨基酸殘基組成，分子量為28 kDa。C.M.NIMIGEAN等[19]研究發現，增強BKCa通道對Ca2+的敏感性、減慢BKCa通道的激活動力學基礎是β1亞基與α亞基的共表達。有研究表明，衰老通過顯著降低β1亞基功能（即α亞基和β1亞基非1：1下降）使BKCa通道的電壓敏感性和鈣敏感性下降，平均開放概率降低[16]。本實驗中，猜想高血壓同樣導致α亞基和β1亞基的上調，且以β1亞基的上調為主，但有氧運動可抑制這種上調趨勢。

本實驗采用蛋白免疫印跡分析法，觀察正常大鼠和高血壓大鼠腸系膜動脈BKCa通道α亞基和β1亞基蛋白表達量，以及對高血壓大鼠進行有氧運動干預后，檢測BKCa通道α亞基和β1亞基蛋白表達量的變化。由本實驗數據可知，高血壓大鼠的BKCa通道α亞基和β1亞基蛋白表達量都要高于正常大鼠，且β1亞基蛋白表達量上調更為顯著。SHR-EX組和SHR組相比，BKCa通道α亞基和β1亞基蛋白表達量均明顯下調，其中以β1的下調更為顯著。由此可知，高血壓使BKCa通道α亞基和β1亞基蛋白表達量上調，且以β1亞基蛋白表達量上調為主，有氧運動可使BKCa通道α亞基和β1亞基蛋白表達量下調，且以β1亞基蛋白表達量下調為主。實驗結果表明，高血壓導致BKCa通道的代償作用增加，這可能是一種病理性的變化，而有氧運動可以減緩BKCa通道作用的代償性增加，從而起到降低血壓的效果。這也為有氧運動可調節高血壓誘導的BKCa通道重構，從而起到降血壓的作用提供分子依據。

本研究從整體水平、組織水平和分子水平對高血壓大鼠、高血壓運動大鼠以及正常血壓大鼠的腸系膜動脈的BKCa結構和功能進行研究。研究發現，高血壓導致BKCa通道在維持血管基礎張力中的貢獻率顯著增加，這可能是病理性代償的結果，但BKCa通道功能的代償性增加可通過有氧運動得以緩解。在細胞分子水平上觀察，BKCa通道的結構蛋白α亞基和β1亞基蛋白表達量在高血壓病的誘導下呈上調趨勢，且以β1上調更為顯著，但有氧運動能抑制高血壓誘導的BKCa通道結構的改變，其中以β1的下調為主。這也為運動可降低血壓，重新恢復腸系膜動脈的功能提供理論依據，這也進一步證實對于高血壓的病理性治療，有氧運動可以作為一種有效的非藥物治療手段。

4 結論

長期規律的有氧運動可以降低血壓的一個重要機制為抑制高血壓誘導的BKCa通道病理性代償作用的增加，從而引起BKCa通道的結構和功能發生重構。

[1]MARUYAMA Y.Aging and arterial-cardiac interactions in the elderly[J].Int J Cardiol，2012，155：14-19.

[2]GHATTA S，NIMMAGADDA D，XU X，et al.Large-conductance，calcium-activated potassium channels：structural and functional implications [J].Pharmacology&therapeutics，2006，110（1）：103-116.

[3]馬彬云，汲娟娟.BKCa通道的結構與功能[J].ACTA BIOPHYSICA SINICA，2007，23（1）：11-19.

[4]ENGLAND S K，WOOLDRIDGE T A，STEKIEL W J，et al.Enhanced single-channel K+current in arterial membranes from genetically hypertensive rats[J].American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology，1993，264（5）：H1337-H1345.

[5]LIU Y，JONES A W，STUREK M.Ca（2+）-dependent K+current in arterial smooth muscle cells from aldosterone-salt hypertensive rats[J].American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology，1995，269（4）：H1246-H1257.

[6]LIU Y，PLEYTE K，KNAUS H G，et al.Increased expression of Ca2+-sensitive K+channels in aorta of hypertensive rats[J].Hypertension，1997，30（6）：1403-1409.

[7]MARTENS J R，GELBAND C H.Alterations in rat interlobar artery membrane potential and K+channels in genetic and nongenetic hypertension[J].Circulation research，1996，79（2）：295-301.

[8]AGARWAL D，WELSCH M A，KELLER J N，et al.Chronic exercise modulates RAS components and improves balance between pro-and anti-inflammatory cytokines in the brain of SHR[J].Basic research in cardiology，2011，106（6）：1069-1085.

[9]薛志敏.有氧運動對增齡大鼠動脈平滑肌BKCa通道表達的影響[D].北京：北京體育大學，2013.

[10]DAVIS M J，HILL M A.Signaling mechanisms underlying the vascular myogenic response[J].Physiological Reviews，1999，79（2）：387-423.

[11]石麗君，曾凡星，朱一力，等.有氧運動誘導大鼠胸主動脈平滑肌細胞大電導鈣激活鉀通道活性增加[J].體育科學，2012，32（2）：64-68.

[12]王松濤，曾云貴，王安利.有氧運動對大鼠心血管自主神經調節功能的影響[J].體育學刊，2007，14（3）：41-45.

[13]GREEN D J，SPENCE A，HALLIWILL J R，et al.Exercise and vascular adaptation in asymptomatic humans[J].Experimental physiology， 2011，96（2）：57-70.

[14]ROQUE F R，BRIONES A M，GARC I A-REDONDO A B，et al.Aerobic exercise reduces oxidative stress and improves vascular changes of small mesenteric and coronary arteries in hypertension[J].British journal of pharmacology，2013，168（3）：686-703.

[15]張嚴焱，張寒夢，石麗君，等.增齡通過下調平滑肌細胞BKCa通道α和β1亞基表達改變腸系膜動脈舒縮性[J].中國動脈硬化雜志，2014，22（8）：757-762.

[16]KURIYAMA H，KITAMURA K，NABATA H.Pharmacological and physiological significance of ion channels and factors that modulate them in vascular tissues[J].Pharmacological Reviews，1995，47（3）：387-573.

[17]QUINLANT R，LI D，LAUBACH V E，et al.eNOS-deficient mice show reduced pulmonary vascular proliferation and remodeling to chronic hypoxia[J].American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology，2000，279（4）：L641-L650.

[18]CHEN S J，WU C C，YEN M H.Exercise training activates large-conductance calcium-activated K+channels and enhances nitric oxide production in rat mesenteric artery and thoracic aorta[J].Journal of biomedical science，2001，8（3）：248-255.

[19]NIMIGEAN C M，MAGLBEY K L.The β subunit increases the Ca2+sensitivity of large conductance Ca2+-activated potassium channels by retaining the gating in the bursting states[J].The Journal of general physiology，1999，113（3）：425-440.

Aerobic Exercise Inhibits Protein Expression Level of BKCa Channel in Mesenteric Arteries from Spontaneous?lyHypertensiveRats

ZHANG Lin，ZHANG Hanmeng，YE Fang，SHI Lijun
（Sport Science College，Beijing Sport University，Beijing 100084，China）

Objective：The present study was designed to investigate the effects of chronic exercise on the molecular expression of α-and β1-subunit of large-conductance Ca2+-activated K+（BKCa）channels and vascular contractility in rat mesenteric arterial smooth muscle cells from spontaneously hyperten?sive rats.Methods：Three-month-old male normotensive Wistar-Kyoto rats（WKY，n=12）and SHRs（n=24）were used.SHRs（n=24）were separated into a sedentary group（SHR）and an exercise group（SHR-EX）at random（n=12 in each group）.After a 1-week acclimation period，rats in SHR-EX were sub?jected to aerobic exercise on a motor-driven treadmill.After 8 weeks，HE staining was used to analyze the vascular morphology change.Mesenteric arterial tensions were measured in vitro.Immunohistochemistry and Western blots assay were also conducted.Results：1）Compared with WKY，the systolic blood pressure and pulse pressure were significantly increased with hypertension（P＜0.01）.However，they significantly dropped in SHR-EX compared with its sed?entary group（P＜0.01）.2）The wall thickness of mesenteric artery in hypertension group was obviously increased，but it effectively decreased in SHR-EX compared with SHR.Selective BKCa channel blocker（Iberiotoxin10-7M）induced a marked increase of vascular tension in MAs in all three groups.Howev?er，these effects were greatly increased in SHR group.3）Selective BKCa channel activator（NS11021）induced concentration-dependent vasorelaxation in MAs precontracted with norepinephrine.However，these effects were greatly decreased in SHR group.4）Western blotting showed that the protein expression of BKCa α-and β1-subunit was significantly increased with hypertension，and the increase of β1 subunits was larger than that of α subunits，whereas aero?bic exercise could effectively ameliorate the changes.Conclusions：Hypertension is associated with an increase of BKCa channel protein expression，which is a negative feedback to regulate vascular contractility，whereas aerobic exercise can significantly weaken this hypertension-associated pathological up-regula?tion of BKCa channels to improve the vascular function.

aerobic exercise；mesenteric arteries；BKCa channels；vascular contractility；molecular expression

G 804.5

：A

：1005-0000（2015）01-042-05

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2015.01.008

2014-10-02；

2014-12-21；錄用日期：2014-12-23

國家自然科學基金項目（項目編號：31371201）；北京市自然科學基金項目（項目編號：5132017）；新世紀優秀人才支持計劃項目（項目編號：NCET-11-0850）

張 琳（1991年-），女，山東聊城人，在讀碩士研究生，研究方向為運動與心血管生理學。

北京體育大學運動生理教研室，北京100084。