l-精氨酸對大鼠高肺血流所致肺血管結(jié)構(gòu)重建及內(nèi)源性硫化氫的影響

1、1 8 4基 礎(chǔ) 醫(yī)學(xué) 與臨 床 B a s i cM e d i c a lS c i e n c e sa n dC l i n i c s2 0 0 4 ． 2 4 ( 2 )文章編號 ：1 0 0 1 — 6 3 2 5 ( 2 0 0 4 ) 0 2 — 0 1 8 4 — 0 4I 廠 精氨酸對大鼠高肺血流所致肺血管結(jié)構(gòu)重建及內(nèi)源性硫化氫的影響 石 琳卜 ， 杜軍保 ， 齊建 光，魏冰 ， 唐 朝樞 ( 北京大學(xué) 1

2、． 第一 醫(yī)院 兒科 ； 2 ． 心血 管研究所 ， 北 京 1 0 0 0 3 4 )摘 要 ： 探討 I 廣 精氨酸( I 廣 她 ) 對高肺血流量所致大鼠肺血管結(jié)構(gòu)重建和內(nèi)源性硫化氫的影響及其機制。2 1 只s D大 鼠隨機 分為對 照組 ( n = 7 ) ， 分流組( n ： 7 ) ， 分流 +I 廣 精 氨酸組 ( n = 7 ) 。對后兩 組大 鼠行腹 主動脈 、 下 腔靜脈 分流 術(shù)。對分流 + I 廣 精氨酸組 大鼠

3、每天灌 胃 I 廣 她 l g ／ k g 。1 1 周后觀 察肺 動脈平 均壓 ( m P X V ) 和右心室 肥厚 的改變 。并 且在光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡下觀測肺 血管結(jié)構(gòu) 的變化 。測定 血漿硫化 氫含量 和肺組 織硫 化氫產(chǎn) 出率。 結(jié) 果 表明， 分 流組 大鼠 m P A P 、 右心室／ 體重 ( R V ／ B W) 及 右心室／ 左心室 + 室 間隔 [ R v ， ( L V+ s ) ] 比值 明顯高 于對 照

4、組 ( P<0 ． 0 1 ) ， 光鏡下肺小血管肌 化程度明顯增強 ， 電鏡下 ， 肺 中、 小肌 型動脈內(nèi)皮細 胞增 生 、 肥厚 ， 平滑肌細胞 由收縮表 型向合成表型轉(zhuǎn)化。分流組 大 鼠的血漿 Hs含量 及 肺組 織 C S E活性 ( 肺 組織 Hs 產(chǎn) 出 率) 明顯低 于對 照 組 ( P<0 ． 0 1 ) ， 肺動脈平均壓與血漿 HS 濃度呈負相關(guān)。同時 L - a m緩 解 了肺 動脈結(jié)構(gòu) 重建 的形成

5、， 同時提高 了內(nèi)源性 硫 化氫水平 ， 這可能是 I 廣 她 緩解高肺血流量所致肺動脈高壓形成 的機制之一。關(guān)鍵 詞 ： 精氨酸； 硫化氫； 肺動脈高壓； 左向右分流； 大鼠中圖分類號 ： R 3 6 3 ； 1 1 5 4 1 ． 1文獻標 識碼 ： A左向右分流型先天性心臟病常常繼發(fā)肺動脈高 壓 ， 嚴重 影 響先 天性 心臟 病患 兒外 科矯 治術(shù) 的時 機 、成活 率 及 長 期 成 活 質(zhì) 量 。精 氨 酸 ( L - a

6、r g i n i n e ，L - a ~ g ) 作為一氧化氮 ( n i t r i co x i d e ， N 0 ) 合成的前體物 質(zhì) ， 其緩解肺動脈高壓 的形成作用 已倍受關(guān)注u，但其機理還不清楚。硫化氫( h y d r o g e ns u l f i d e ， H 2 s ) 是 新近發(fā)現(xiàn)的又一種新型氣體信使分子， 由平滑肌細胞 產(chǎn)生的 S 能夠舒張血管 ， 抑制平滑肌細胞增殖 J 。我們率先研究 N O供體．

7、 精氨酸干預(yù)高肺血流所至肺 動脈高壓的大鼠血流動力學(xué)、 肺血管結(jié)構(gòu)及內(nèi)源性 H 2 S 的變化 ， 探討 內(nèi)源性 H 2 S 體 系在 L - a r g 干預(yù)肺動 脈高壓形成中的可能意義。1 材料與方法 1 ． 1 動 物分 組及模 型 的建 立雄性 S D大鼠( 北京大學(xué)實驗動物 中心提供 ) 共 2 1 只， 體重 1 5 0 —2 0 0 g ， 隨機分為對照組( n =7 ) 、 分 流組( n =7 ) ， 分流組 +精 氨

8、酸組( n =7 ) 。后兩組 大 鼠腹腔內(nèi)注射 2 ． 5 ％戊 巴比妥鈉 ( 4 0 m g ／ k g ) 麻醉后 用 1 2 號 一 次 性 針 頭 行 腹 主 動 脈 和 下 腔 靜 脈 分 流 術(shù) ‘ 2 J ， 對照組大 鼠僅單純開腹 ， 暴露腹 主動脈和下 腔 靜 脈 ， 不 作分 流手 術(shù) 。 自 術(shù)后 第 2 天 起 ， 分 流 +精氨酸組大鼠每天灌 胃精氨酸 l g ， k g ， 對照組和分 流組大鼠每天灌 胃相

9、同體積 的生理鹽水 ， 3組大 鼠 的常規(guī)飼養(yǎng)與飲食條件相同。自術(shù)后飼養(yǎng) 1 1 周。1 ． 2 血 流動 力學(xué) 指標 的測 定 I ． 2 ． 1 大鼠肺動脈壓力的測定： 采用右心導(dǎo)管法測定 大 鼠 肺 動 脈 平 均 壓 ( p u l m o n a r ya r t e r yn 啪 p r e s s u r e ，m P A P ) 。1 ． 2 ． 2 分 流 的觀 測 ： 打 開 腹 腔 ， 觀 察 大 鼠下 腔 靜 脈

10、 粗細 、 顏色和有無血流波動 ， 用游標卡尺在腎靜脈起 始水平處測量下腔靜脈的外徑 。I ． 2 ． 3 右心室肥厚 的檢測 ： 開胸取出大 鼠心臟 ， 分 離出右 心室( R v ) 和左心室 + 室間隔( L V + S ) ， 用濾紙 吸干水 分后稱重。計算 R WB W 比值和 R l v ／ ( L V + s ) 比值。1 ． 3 肺 血管 形態(tài) 學(xué)指 標的 觀測 收稿 日 期 ： 2 0 0 3 — 0 6 — 0 6修

11、回 日期 ： 2 0 0 3 — 0 7 — 2 1基金項 目： 國家重點基礎(chǔ)性研究項 目( G 2 0 0 0 o 5 6 9 0 5 ) ； 北京市 自 然科學(xué)基金( 7 0 3 3 0 4 7 ) ； 北京大學(xué)生物 醫(yī)學(xué)跨學(xué)科研究項 目； 北京 大學(xué) 9 8 5 重大心血管疾病研究項 目’ 通訊 ： ( 0 1 0 ) 6 6 5 5 1 1 2 2— 3 2 3 6 ；s h i l i n 9 7 8 9 @b t a ． n

12、 e t ．維普資訊 http://www.cqvip.com 1 8 6基礎(chǔ) 醫(yī)學(xué)與臨床 B a s i cM e d i c a lS c i e n c e sa n dC l i n i c s2 0 0 4 ． 2 4 ( 2 )P <0 ． 0 lc o n t r o lg r o u p； 。 P <0． 0 ls h u n t i n gg r o u pMA． mu s c u l a r i z e

13、 da r t e r y ；P MA． p a r t i a l l ymu ~u hr t z e da r t e r y； NMV． n o n mu s c u l a r i z e dv e s s e l s2 ． 5 肺 動 脈壓 力 與血 漿 H2 S含 量 的相 關(guān)性 肺動脈壓力與血漿 H 2 s 含量具有負相關(guān)關(guān)系 ，相關(guān)系數(shù) r =一 0 ． 7 9 ( P< 0 ． O 1 ) 。2 ． 6L ． 精

14、 氨 酸對 分流 組 大 鼠 C S E活 性 的影 響 分流組大鼠 C S E活性 明顯低于對照組( P< 0 ． o 1 ) ，而 I J - 精氨酸使分 流組 大 鼠肺組織 C S E活性 明顯增 高 ( P<0 ． O 1 ) ( 表 3 ) 。表 3 血漿硫化氫 和肺組織硫化氫 生成酶活性 的變 化 T a b l e3C h 粕 g e so fP l a s m al I 2 Sc o n c e n t r

15、a t i o na n dt h ea c t i v i t yo fC S E ’ P <0． 0 l~n t r o lg r o u p； 。 P <0 ． 0 5s h u n t i n g g r o u p3 討 論 本研究發(fā) 現(xiàn) ： 大 鼠腹主動脈 、 下腔靜脈分流術(shù) 后 1 1 周 ， 右心室肥厚 ， 肺 動脈高壓形成 ， 肺血管結(jié)構(gòu) 重建 。近年來 發(fā)現(xiàn) N O可以舒張血管平 滑肌 ， 抑 制血管

16、平滑肌細胞增殖 。I J - 精氨酸是 N O生成 的前 體物質(zhì)， 它對 內(nèi)源性 N O體 系無抑制作 用。本項 研 究的結(jié)果表明 ， I J - 精 氨酸在使分流大 鼠肺動 脈壓 力明顯下降、 右心室肥厚減輕的同時， 也明顯緩解 了肺 血管結(jié)構(gòu)的變化 ： 肺小血管肌化程度和肺 中、 小型肌 型動脈平均 中膜厚度明顯降低 ， 內(nèi)皮細胞增生， 腫脹 程度減輕 ， 平滑肌細胞增殖肥大程度緩解 。這一結(jié) 果提示 I J - 精 氨酸對高肺血流

17、所至 的肺 血管結(jié)構(gòu)重 建及肺動脈高壓具有 明顯的緩解作用 ， 且使用方便 ，價格低廉 ， 為臨床 I J - 精氨酸防治先天性心臟病合并 肺動脈高壓提供了新的依據(jù)。研究還發(fā)現(xiàn) ， 在高肺血流所致肺動脈高壓中 ， 血 漿 H ： s 含量降低 ， 肺組織 H 2 s 生成酶的活性( 由硫化 氫產(chǎn)出率表示 ) 降低 ， 并且肺動脈平均壓與血漿 H ， s含量及肺組織 H 2 s 生成酶的活性呈負相關(guān) 。推測在 高肺血流量所致肺動脈高壓形成

18、過程 中 ， 由于 內(nèi)源 性 H 2 S 生成減少而促進了肺 動脈高壓 的形成。H 2 S是新近發(fā)現(xiàn)的又一種 新型氣體信使 分子 ， 它在半胱 氨酸被磷酸吡多醛． 5一 磷酸一 依賴性酶包括胱硫醚一 B 一合成 酶 ( c y s t a t h i o n i n e — B — s y n t h a s e ) 、 胱 硫 醚一 7 ． 裂 解 酶 ( c y s t a t h i o n i n e ． 7 一 l y a s

19、 eC S E ) 催化 作用下 產(chǎn)生 ， 在肺 動 脈血管 中有 C S Em R N A的高表 達 J 。Wa ngR的實 驗室也 于近期 發(fā)現(xiàn)血管平滑肌 細胞有 C S E基因表 達 ， 并且 內(nèi)源性 H 2 S 可以直接開放血管平滑肌細胞 膜 K四 通道 ， 實現(xiàn)對血管張力的調(diào)節(jié)H。我們最近 研究發(fā)現(xiàn) H 2 S可以抑制血管平滑肌細胞 的增殖 ，因此推測 H 2 s 可能具有抑 制肺 血管結(jié)構(gòu) 重建 ， 緩解 肺動脈高壓形成的

20、作用。關(guān)于 I J - 精氨酸干預(yù)高肺血流所致肺血管結(jié)構(gòu)重建 的機制尚不清楚。I J - 精氨酸對 H 2 s 的作用如何 ， I J - 精氨 酸對 S 的作用是否參與了對高肺血流量所致的肺血 管結(jié)構(gòu)重建和肺動脈高壓的調(diào)節(jié)?為闡明上述 問題，我們將 I J - 精氨酸對高肺血流所致的肺血管顯微結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)以及血 S 含量、 肺組織硫化氫產(chǎn) 出率進行 了同步研究。結(jié)果表 明： I J - 精氨酸在使高肺血流所致 的肺動脈高壓大 鼠肺動

21、脈壓力明顯降低 、 肺血管結(jié)構(gòu) 重建緩解的同時， 明顯提高了血漿 s的含量及肺組 織 s 生成酶( C S E ) 的活性。提示 I J - 精氨酸通過上調(diào) 內(nèi)源性 S 的水平， 對高肺血流所致肺血管結(jié)構(gòu)重建 及肺動脈高壓產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。關(guān)于 I J - 精氨酸對 H ' s 體 系的調(diào)節(jié)途徑尚不清楚。R u m i k oH o s o k i ¨ 。等報道 H ， S可以使平滑肌細胞舒張， 且呈劑量相關(guān)性； 小劑量