減阻劑改善自發(fā)性高血壓大鼠主動(dòng)脈和心室重塑.pdf

1、目的:
　　高血壓是最常見(jiàn)的慢性病，也是心腦血管疾病最主要的危險(xiǎn)因素，我國(guó)人群高血壓患病率仍呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，每5個(gè)成人中就有1人患高血壓，估計(jì)目前全國(guó)高血壓患者至少2億。不管是在人類還是動(dòng)物模型，高血壓都與心臟和主動(dòng)脈重塑有著密切的聯(lián)系。心臟重塑的定義為基因表達(dá)導(dǎo)致分子，細(xì)胞及間質(zhì)改變，臨床表現(xiàn)為心肌肥厚、纖維化和心臟失代償。其中心室肥厚是高血壓患者死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，逆轉(zhuǎn)心肌肥厚可以減少患者的心血管并發(fā)癥。長(zhǎng)期和持續(xù)的高血壓促進(jìn)了病

2、理性心肌細(xì)胞肥大和損傷，后者又引起RAAS和交感神經(jīng)系統(tǒng)的過(guò)度興奮，激活一系列神經(jīng)內(nèi)分泌因子，從而產(chǎn)生心肌重塑，而心肌重塑反過(guò)來(lái)又使RAAS和交感神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)一步興奮性增加，加重心肌重塑，形成惡性循環(huán)，最終發(fā)生心衰。高血壓與動(dòng)脈重塑有著密切的聯(lián)系，其特點(diǎn)是內(nèi)皮依賴性的舒張功能受損和血管結(jié)構(gòu)改變。研究證實(shí)，僅僅降低血壓并不能改善或逆轉(zhuǎn)這些改變，而且很多抗高血壓藥物并不能改善內(nèi)皮功能受損和血管結(jié)構(gòu)改變。因此，研發(fā)改善高血壓患者血管內(nèi)皮功能、結(jié)

3、構(gòu)的藥物具有非常重大的臨床意義。
　　心血管系統(tǒng)的重塑受血液動(dòng)力學(xué)負(fù)荷、神經(jīng)激素激活以及尚未明確的因素影響，內(nèi)皮細(xì)胞是覆蓋在血管內(nèi)腔表面的連續(xù)單層扁平細(xì)胞，不僅可以釋放多種血管活性物質(zhì)調(diào)節(jié)血管舒縮，如引起血管舒張的一氧化氮(NO)、前列腺素I2(PGI2)、內(nèi)皮衍生超極化因子(EDHF)等，以及引起血管收縮的內(nèi)皮素-1(ET-1)、血栓素A2(TXA2)等，還在調(diào)節(jié)血管細(xì)胞增殖、維持血管基底膜靜息狀態(tài)時(shí)膠原及糖蛋白穩(wěn)定、提供抗血栓

4、形成及抗白細(xì)胞黏附的表面、調(diào)節(jié)脂質(zhì)氧化應(yīng)激等方面發(fā)揮著重要的作用，因此內(nèi)皮功能完整對(duì)維持心血管系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂是高血壓和動(dòng)脈粥樣硬化等疾病的病理生理過(guò)程的關(guān)鍵因素。
　　高血壓是內(nèi)皮損傷的始動(dòng)因素之一，內(nèi)皮功能紊亂又可促進(jìn)高血壓的發(fā)生與進(jìn)展，研究表明，在高血壓狀態(tài)下，主要表現(xiàn)為內(nèi)皮依賴性舒張功能減弱和（或）內(nèi)皮依賴性收縮功能增強(qiáng)以及血管壁炎癥反應(yīng)的增強(qiáng)等。內(nèi)皮素(ET)是迄今所知最強(qiáng)的縮血管物質(zhì)，共有4個(gè)壓型ET

5、-1，-2，-3，-4，其中收縮血管作用最強(qiáng)的是ET-1，ET-1主要由內(nèi)皮細(xì)胞釋放，作用于分布于心臟、主動(dòng)脈和腦血管血管平滑肌細(xì)胞的ETa受體，介導(dǎo)血管收縮、平滑肌細(xì)胞增生和心鈉素的分泌，參與血管重塑、血管形成和細(xì)胞外基質(zhì)合成過(guò)程，并參與了許多疾病，包括高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化或纖維化的病理過(guò)程。高血壓患者內(nèi)皮細(xì)胞釋放ET-1增加，血管及心臟ET-1基因表達(dá)上調(diào)，增加的ET-1又可進(jìn)一步升高血壓，促進(jìn)血管和心臟損害的進(jìn)展。內(nèi)皮細(xì)胞受到刺激

6、合成并釋放ET-1，其調(diào)控主要在基因轉(zhuǎn)錄水平，刺激ET-1合成的因素包括:腎上腺素、血栓素、血管加壓素、血管緊張素、胰島素、細(xì)胞因子以及血管壁剪切力與壓力的變化及缺氧等，抑制ET-1合成的因素有:NO，PGI2，心房利鈉肽及肝素等。研究表明，提高血液流動(dòng)剪切應(yīng)力，可以改變內(nèi)皮細(xì)胞排列及結(jié)構(gòu)，并可以抑制ET-1表達(dá)。
　　減阻劑(drag-reducing polymer，DRP)是一類水溶性長(zhǎng)鏈大分子物質(zhì)，平均分子量大于106 D

7、a，既往研究表明，向液體中加入極微量的此類高分子物質(zhì)后，可有效減少湍流，明顯降低流體阻力。目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)管道運(yùn)輸（石油，天然氣）、消防、灌溉、泄洪、航空航天及潛艇等領(lǐng)域。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者逐漸開(kāi)展了DRP在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究，初步結(jié)果顯示，靜脈應(yīng)用減阻劑后可顯著減低血流阻力，明顯增加組織器官微循環(huán)的血流灌注，對(duì)于缺血性心血管疾病、失血性休克、腦卒中、糖尿病等疾病的治療有重要的潛在價(jià)值。本實(shí)驗(yàn)室前期研究證實(shí)，靜脈應(yīng)用DRP后可顯著增加

8、大鼠腹主動(dòng)脈血流速度，而不影響粘度，根據(jù)剪切應(yīng)力τ計(jì)算公式:τ=32μ Q/π d3，血液粘度(μ)、血流速度(Q)及血管直徑(d)，計(jì)算可得主動(dòng)脈內(nèi)血液流動(dòng)剪切應(yīng)力顯著增加。因此，我們?cè)O(shè)想是否可以通過(guò)靜脈應(yīng)用DRP提高血液流動(dòng)的剪切應(yīng)力，改變內(nèi)皮細(xì)胞排列及結(jié)構(gòu)并抑制ET-1表達(dá)，來(lái)改善自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneous hypertensiverat，SHR)的心室及主動(dòng)脈重塑。本研究以自發(fā)性高血壓大鼠為動(dòng)物模型，生理鹽水作為對(duì)

9、照，連續(xù)給予靜脈應(yīng)用減阻劑60天，超聲心動(dòng)圖及病理切片觀察自發(fā)性高血壓大鼠心臟及主動(dòng)脈重塑，并深入探討其機(jī)制。
　　方法:
　　1.配制減阻劑
　　準(zhǔn)確稱取減阻劑聚氧化乙烯(PEO)50mg于250ml的燒杯中，加入生理鹽水50ml;燒杯中置入磁力攪拌器，勻速(60r/min)攪拌24小時(shí)，使PEO充分溶解，生成濃度為10-3g/ml，即質(zhì)量濃度為1000ppm（ppm為質(zhì)量體積比的單位，1ppm=10-6g/ml）的

10、均一溶液;取出保存于疊氮鈉中的透析袋（分子截留量為50000 Da）用三蒸水沖洗干凈后，將配制好的PEO溶液置于透析袋中透析24h;用孔徑為0.22μm的無(wú)菌過(guò)濾器緩慢濾除溶液中的細(xì)菌及雜質(zhì);將配好的PEO置于4℃冰箱避光保存?zhèn)溆?，使用時(shí)提前2小時(shí)使用無(wú)菌生理鹽水稀釋成濃度為10ppm、20ppm的PEO溶液。
　　2.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組及干預(yù)
　　采購(gòu)自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)及Wistar大鼠后，適應(yīng)性飼養(yǎng)1周，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物方案符

11、合南方醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心規(guī)范，并與美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health，NIH)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物規(guī)范一致，大鼠自由飲水、進(jìn)食及在籠內(nèi)自由活動(dòng)，不受限制。SHR隨機(jī)分為3組（每組8只）:(1)SHR+生理鹽水（normal saline，NS）（SHR+NS組）;(2) SHR+10ppmDRP組(SHR+10組);(3) SHR+20ppmDRP組（SHR+20組）。隔日用微量泵通過(guò)尾靜脈以3mL/h

12、速度靜脈輸注DRP或NS，每次持續(xù)給藥30min，連續(xù)給藥60天。8只年齡匹配的雄性Wistar大鼠作為對(duì)照組(WR＋NS組)，予尾靜脈通過(guò)微量泵注射NS。
　　3.記錄大鼠體重、心率、收縮壓
　　實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前及每20天記錄大鼠體重，用動(dòng)物無(wú)創(chuàng)血壓記錄儀，通過(guò)尾動(dòng)脈法記錄人鼠收縮壓及心率，每次重復(fù)測(cè)量2次人鼠體重、收縮壓及心率，取平均值記錄于實(shí)驗(yàn)記錄本，離線電腦計(jì)算數(shù)據(jù)。
　　結(jié)果:
　　1.各組大鼠體重、心率及尾

13、動(dòng)脈收縮壓的比較
　　SHR各組間體重、心率無(wú)顯著差異; SHR+WS組白實(shí)驗(yàn)開(kāi)始血壓平穩(wěn)，到給藥結(jié)束，尾動(dòng)脈收縮壓未見(jiàn)顯著變化;給藥60天期間SHR+10組和SHR+20組血壓較SHR+NS組尾動(dòng)脈收縮壓增長(zhǎng)平緩，但各時(shí)間點(diǎn)均收縮壓均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05); SHR各組尾動(dòng)脈收縮壓均顯著高于WR+NS組大鼠(P＜0.05)。
　　2.減阻劑可顯著改善自發(fā)性高血壓大鼠左室后壁肥厚
　　超聲心動(dòng)圖示SHR+10和S

14、HR+20組較SHR+NS組左室收縮末期直徑(3.22±0.22mm，3.19±0.16mm vs.2.33±0.13mm，P＜0.05)、左室舒張末期直徑(6.19±0.23mm，5.94±0.17mm vs.5.38±0.17mm，P＜0.05)顯著增加，左室收縮末期后壁厚度顯著降低(2.65±0.12mm，2.63±0.14mm vs3.31±0.21mm，P＜0.05);SHR+20組較SHR+NS組左室舒張末期后壁厚度(2.0

15、3±0.14mm vs2.58±0.048，P＜0.05)顯著減低，而SHR+10和SHR+NS組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(2.19±0.12mm vs2.58±0.048，P＞0.05)。WR+NS組和SHR+NS組間左室收縮末期直徑、左室舒張末期直徑、左室收縮末期后壁厚度及左室舒張末期后壁厚度均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)，而WR組和SHR各組間左室縮短分?jǐn)?shù)及左室射血分?jǐn)?shù)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。
　　3.減阻劑可顯著改善自發(fā)性高血壓

16、大鼠左心室心肌肥大和纖維化
　　心肌HE染色示SHR+10和SHR+20組心肌細(xì)胞橫截面積都較SHR+NS組下降，其中SHR+20組心肌細(xì)胞橫截面積較SHR+NS組差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(291.72±29.08 um2 vs630.97±54.15 um2.P=0.016)。SHR+NS組較WR+NS組心肌細(xì)胞橫截面積顯著增加（630.97±54.15 um2 vs309.34+9.91μm2，P＜0.05），而SHR+10組和SH