开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
目的：基于前一阶段的研究成果,注重考察左卡尼汀和曲美他嗪分别与协同给药后,对于分子通路的影响,特别是已通过代谢组学检测内源性小分子变化相关的通路作用.从分子水平上验证和解释药物对高原缺氧状态下动物模型的调节作用，为临床前药代动力学的研究做好理论基础.
背景：随着经济、文化的发展,越来越多的人进入高原,高原病威胁着由平原进入高原或由高原进入更高海拔的人们身体健康.各种急慢性高原病严重影响着高原地区人民的身体健康状况. 以往的高原病研究主要集中在高原肺损伤、高原脑损伤等方面,而对于高原低氧环境导致心肌损伤的研究还相对少浅.因此对高原缺氧这种特殊环境所致各种疾病的发病机制研究非常必要的.
1高原的主要不利因素是空气稀薄和气压低,海拔每升高100米,相应大气压就下降5 mmHg,氧分压随之下降1.1 mmHg.以往高原流行病学调查显示海拔3000 m、3700 m、3900 m、4500 m 四个不同海拔的人群的高原发病率分别为57%、64%、89%、100%, 这充分说明海拔高度对高原发病率的影响.同时,太阳辐射及气候变化等亦构成多种高原疾病的致病因素.以往研究表明,高原居民体内存在着一定程度的氧自由基(oxygen free radical, OFR)代谢紊乱, 主要表现为自由基清除剂超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性下降, 而脂质过氧化产物丙二醛 (malondialdehyde, MDA)增多,且该现象随海拔升高而明显,其原因可能与高原缺氧、空气稀薄、辐射增加,使OFR产生增多、抗氧化剂SOD等消耗有关.大量OFR长期作用于生物体的细胞膜及细胞器膜可造成组织细胞的损伤.
2正常哺乳动物心脏主要依靠葡萄糖、脂肪酸和乳酸氧化供给,氨基酸氧化只占心肌总氧耗量5%、提供少量的高能磷酸化合物,但这并不表明氨基酸代谢作用对心肌不是最重要的.在缺血、再灌注心肌能量代谢及心肌保护的研究中,人们发现许多氨基酸,特别是谷氨酸、天门冬氨酸对心肌能量代谢起着重要保护作用.缺血、再灌注心肌的能量代谢在主动脉阻断期 ,心肌处于缺血缺氧状态.心肌产能明显减少,主要来源于:(1)非冠状动脉侧枝血流不恒定的少量氧合血产生有限的有氧代谢;(2)心肌储备糖原的无氧酵解 ,一分子糖原可净生成三分子三磷酸腺苷(ATP);(3)底物水平磷酸化,包括从ATP 前体(如核糖、肌苷、腺苷和次黄嘌呤等)合成ATP的直接合成和补救途径(de novo syrlthesis and salvage pathways)和某些 氨基酸 (如谷氨酸、天门冬氨酸等)经转氨作用生成三羧酸循环中间物琥珀酸的底物水平磷酸化.随着缺血时间延长,心肌细胞内的 ATP迅速分解为二磷酸腺苷(ADP)酸性粘多糖( AMP)、腺苷酸、腺苷、次黄嘌呤,胞浆内AMP增多和 5′- 核苷酸酶活性增强,缺血心肌腺苷产生增多 ,腺苷可逸出细胞膜致使细胞内总腺嘌呤核苷酸池减少.再灌注期,由于心肌线粒体受损使氧的使用能力受限,心肌只能利用运至心肌的氧的17% ;同时, ATP合成的前体及底物再灌注时被冲洗出去,使心肌失去再合成高能磷酸化物的物质基础 ,导致细胞内高能磷酸化合物水平恢复慢且总腺苷水平明显下降.能量代谢障碍是心肌缺血再灌注损伤的重要因素.
3近二十年来 ,许多研究者通过液相色谱法、14 C同位素示踪、13 C-NMR等技术研究谷氨酸、天门冬氨酸在缺血、再灌注心肌中的代谢作用,认为其保护机制可能有以下几方面:补充因缺血、缺氧而耗损的心肌能量底物,在无氧状态下进行底物水平磷酸化产.Hochachka与 Storey[ 6]在潜水哺乳动物 肌肉系统的无氧代谢研究中认为,谷氨酸、天门冬氨酸参与心肌的无氧代谢,提供能量,包括二条途径:(1)天门冬氨酸和alpha;- 酮戊二酸转氨形成谷氨酸和草酰乙酸 ,胞浆内的草酰乙酸还原后形成的苹果酸进入线粒体转化成延胡索酸,延胡索酸在还原型黄素腺嘌呤二核苷酸(FADH2)还原酶作用下产生琥珀酸,同时生成一分子ATP;( 2)谷氨酸和丙酮酸 转氨形成 alpha; - 酮戊二酸和丙氨酸 ,alpha; - 酮戊二酸 进入线粒体产生琥珀酰辅酶 A(CoA),后者 生成琥珀酸时生成一分子谷氨酰转肽酶(GTP).两条途径可耦联在一起,然而 San- born等在缺氧兔心中发现天门冬氨酸的转化率远较谷氨酸高,表明天门冬氨酸和谷氨酸代谢可能并不存在 1∶1或 2∶1化学定量关系,提示天门冬氨酸转化为琥珀酸也可作为一独立的途径产生氧化当量促进糖酵解。
研究方法：通过实验已经初步建立心肌细胞的缺氧模型,目前对现在的数据进行处理和分析.就现在有的结果看,我们发现阳性对照药物红景天对于高原缺氧反应的调控主要是脂肪酸代谢、糖代谢、TCA循环中的物质,这提示复方左卡尼汀对于高原缺氧的调控作用,可能集中在对能量代谢上的调节.此外通过基于PLS-DA等多变量统计学分析方法观察到,复方左卡尼汀相较于阳性对照比有着较好的对高原缺氧模型的调节作用,另外也发现其高剂量对模型调控更加明显,提示该药药效可能有着剂量相关性.
参考文献
[1] Fredric M.VAZ,Ronald J.A.WANDERS.Carnitine biosynthesis in mammals,Biochem.J.(2002)361,417-429.
[2] 陈锦珊，左卡尼汀的临床应用进展[J].海峡药学,2006,18（6）：83-85
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