目的:人体各系统的生理活动均具有明显的节律现象,从分子生化现象、组织器官的生理活动、直至个体的心理行为几乎都存在着不同频率的周期性波动。依照节律的周期长短可将之分为三种类型:1、近日节律(Circadian Rhythm,或称昼夜节律, Diurnal Rhythm),节律周期接近24小时,一般为20~28小时;2、超日节律(Ultradian Rhythm),节律周期明显短于24小时,一般短于20小时;3、亚日节律(Infradian Rhythm),节律周期显著长于24小时,一般长于28小时。在人类最为常见且研究最多的是近日节律,心血管系统的多数生理与病理现象均属此类。近年研究发现,人体血压呈现为典型的近日节律特征,并且在高血压患者中,血压的昼夜节律特征具有重要临床意义。因此,充分认识血压的时间生物学特性、深入探讨血压生物节律的调节机制对于更好的防治高血压病具有重要意义。血压水平的调节是一个非常复杂的过程。在这个过程中,肾素-血管紧张素(RAS)系统、儿茶酚胺、血管内皮源性活性物质等起着至关重要的作用,上述血管活性物质的水平或活性变化将对血压水平产生显著影响。因此,深入探讨血管活性物质的昼夜波动特征对于进一步了解血压近日节律的调控及其机制具有重要意义。此前,国外部分学者曾对肾素(Ren)、血管紧张素II(AngII)等物质的血浆水平或活性进行了初步研究,证实上述物质的血浓度或血浆活性存在典型的昼夜节律现象。但这些研究多数仅限于血循环水平。上述物质的组织分布以及分子水平的表达是否存在近日节律尚不清楚,且血管活性物质的昼夜波动与血压昼夜节律之间的关系亦有待深入探讨。生命体的各种节律现象是在漫长的生物进化过程中逐渐产生并作为一种遗传信息保持下来的。自地球上出现生命伊始,伴随着地球的公转与自转,生命体经历着周而复始的温度(一年四季的温度差异与昼夜温度差异)与亮度(主要是昼夜之间的明暗交替)的周期性变化。由于年龄不同,生命体经历的周围环境的周期性变化的多少有所不同;由于性别不同,为适应生存环境,生命体内的各种生理、生化或代谢过程也不断发生着相应的变化,并逐渐成为一种重要的遗传特征与基本生命现象。本研究旨在探讨不同性别的老龄大鼠和青年大鼠RAS系统的时间生物学特征及年龄和性别对大鼠RAS系统及血压的近日节律的影响,研究了实验鼠血内Ren、AngII、血管紧张素转换酶(ACE)的时间生物学特征以及心肌组织中Ren、ACE、血管紧张素II1型受体(AT1受体)mRNA表达的周期性变化。同时研究了RAS系统的近日节律与血压昼夜波动特征之间的关系,旨在进一步揭示人体血压近日节律的机制。方法:将96只SD大鼠分为三组,每组各32只:组1(M组)为雄性17月龄大鼠(重量400g~440g),组2(F组)为雌性17月龄大鼠(重量380g~420g),组3(D组)为健康雄性3月龄大鼠(重量250g~275g)。大鼠被放在与周围环境隔离的控制室,温度控制在(25±3°C),自由进食,给予严格的12小时光照/12小时黑暗。饲养12周后,分别于同日24小时内不同时间点(02:00、08:00、14:00、20:00每6小时一批)随机处死M组、F组、D组中的各8只大鼠并留取血浆、血清、和心肌组织。分别检测大鼠血中Ren、ACE、AngII的浓度或活性与心肌组织Ren mRNA、ACE mRNA与AT1 mRNA的表达水平。应用余弦拟合法分析三组实验动物血及心肌组织中各指标含量或活性的时间生物学特征,采用零振幅检验(zero amplitude test)评价各检测指标的近日节律是否确实存在,应用方差分析法比较各均值之间差异的显著性,p<0.05视为有统计学显著性差异。结果:1方差分析显示,D组血中Ren活性、ACE、AngII水平均显著高于M组和F组(P<0.001),而F组较M组有降低趋势,但未达统计学显著性差异。提示不同年龄的大鼠其RAS系统的活性水平亦不同:青年雄性大鼠血浆或血清中的Ren、ACE、AngII的水平或活性显著高于老龄雄性和雌性大鼠。老龄雄性大鼠与老龄雌性大鼠的Ren活性、ACE、AngII的水平或活性无统计学显著性差别。结果表明,大鼠RAS的活性水平随年龄增长而降低,性别对老龄大鼠RAS的活性水平无显著影响。2对M组、F组、D组大鼠心肌组织Ren mRNA、ACE mRN与AT1 mRNA的表达水平行方差分析显示,青年雄性大鼠(即D组)Ren mRNA、ACE mRNA的表达水平显著高于M组和F组;M组与F组,无显著差别。与之相反,AT1 mRNA的表达水平在D组最低,而在F组最高。3余弦拟合分析与零振幅检验示,M组、F组、D组大鼠血浆或血清Ren、ACE、AngII浓度或活性均呈现典型的近日节律(P<0.05)。M组Ren活性、ACE、AngII的最高值分别位于23:17、23:33、23:20,F组大鼠Ren活性、ACE、AngII的峰值分别位于23:27、0:00、23:53。而D组三种物质的峰值较M组、F组均提前,峰值时刻分别为21:13、21:48、20:36。此外,M组、F组各物质余弦曲线的振幅均较D组减小,提示老龄大鼠组血清Ren、ACE、AngII的昼夜波动幅度较青年大鼠组减小。4大鼠心肌组织Ren mRNA、ACE mRNA与AT1 mRNA的表达水平均具有昼夜节律,其节律特征与血中Ren、ACE等物质相似,即三组的峰值相位出现于夜间时段,而D组较M组和F组提前出现。在老龄雄性和雌性大鼠组,两种物质的节律振幅均减低。而AT1 mRNA的节律特征却与前两种物质不同,M组、F组、D组AT1 mRNA的峰值时刻依次为20:44、20:26、22:09,F组较M组提前,D组最晚出现,且M组与F组节律振幅均较D组增大。5血中Ren、ACE、AngII与心肌组织Ren mRNA、ACE mRNA,其节律的时间生物学特征基本一致。说明血中与心肌组织中RAS系统的昼夜波动节奏是基本同步的。但Ren mRNA与ACEmRNA的节律峰值时刻略晚于相应组血中Ren或ACE的峰值时刻。6对M组、F组、D组大鼠的血压,应用最小二乘法进行余弦拟合,得出各自的拟合曲线及特征值。经零振幅检验示,各测量值均呈现典型的昼夜节律变化(P<0.05),M组、F组、D组血压的峰值分别位于0:42、3:41及23:19。D组较M组、F组提前,F组血压的峰值出现最晚,且M组、F组、D组血压的节律振幅大致相同。上述结果表明,大鼠血中Ren、ACE、AngII与心肌组织Ren mRNA、ACE mRNA、AT1 mRNA的表达水平均具有近日节律性,各指标之节律特征相似,且其节律的峰值时刻与血压基本一致。这种节律可能是内源性的,并影响着血压的昼夜节律。RAS系统各组分浓度或活性的昼夜波动可能发生在分子水平。