發(fā)布時(shí)間：2017-07-16 16:07

  本文關(guān)鍵詞：減阻劑改善自發(fā)性高血壓大鼠主動(dòng)脈和心室重塑

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【摘要】：研究背景及目的：高血壓是最常見的慢性病,也是心腦血管疾病最主要的危險(xiǎn)因素,我國人群高血壓患病率仍呈增長態(tài)勢,每5個(gè)成人中就有1人患高血壓,估計(jì)目前全國高血壓患者至少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。長期和持續(xù)的高血壓促進(jìn)了病理性心肌細(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,而心肌重塑反過來又使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)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-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)是一類水溶性長鏈大分子物質(zhì),平均分子量大于106Da,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,國內(nèi)外學(xué)者逐漸開展了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T計(jì)算公式：τ=32μQ/πd3,血液粘度(u)、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,我們設(shè)想是否可以通過靜脈應(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),來改善自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneous hypertensive rat,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)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。研究對(duì)象和方法：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(60 r/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,1 ppm=10"6 g/ml)的均一溶液；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0.22 u m的無菌過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,并與美國國立衛(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+10ppm DRP組(SHR+10組);(3)SHR+20 ppm DRP組(SHR+20組)。隔日用微量泵通過尾靜脈以3 mL/h速度靜脈輸注DRP或NS,每次持續(xù)給藥30 min,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),予尾靜脈通過微量泵注射NS。3.記錄大鼠體重、心率、收縮壓實(shí)驗(yàn)開始前及每20天記錄大鼠體重,用動(dòng)物無創(chuàng)血壓記錄儀,通過尾動(dòng)脈法記錄大鼠收縮壓及心率,每次重復(fù)測量2次大鼠體重、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)。4.超聲心動(dòng)圖評(píng)估自發(fā)性高血壓大鼠心功能改變與心室重塑靜脈給藥60天后,實(shí)驗(yàn)大鼠以3%戊巴比妥鈉腹腔麻醉,將大鼠固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上后,給予左胸備皮,應(yīng)用配備高分辨率系統(tǒng)的Sequoia512 (Acuson, Siemens),并使用17L5 probe (Acuson,USA),將超聲探頭定位于前胸產(chǎn)生最佳的胸骨旁短軸二維影像處,在乳頭肌水平記錄胸骨旁心臟短軸M型超聲圖像,每只大鼠重復(fù)2遍測量取平均值,記錄左室收縮末期直徑(left ventricle end-systolic diameter, LVESD)、左室舒張末期直徑(left ventricle end-diastolic diameter, LVEDD)、左室收縮末期后壁厚度(left ventricular posterior wall systolic thickness, LVPWS)和左室舒張末期后壁厚度(left ventricular posterior wall diastolic thickness, LVPWD),計(jì)算大鼠左室縮短分?jǐn)?shù)(left ventricular fractional shortening, LVFS)和左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricle ejection fraction, LVEF)。5.測定大鼠血清及左心室心肌ET水平大鼠血清及左心室心肌ET表達(dá)情況采用雙抗夾心酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測定,操作嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行。6.病理學(xué)組織學(xué)觀察主動(dòng)脈主動(dòng)脈組織取材固定,經(jīng)組織脫水、透明、包埋、切片后,HE染色觀察主動(dòng)脈形態(tài)結(jié)構(gòu)和主動(dòng)脈中膜厚度變化,免疫組織化學(xué)法檢測各組主動(dòng)脈ET-1表達(dá)變化。7.病理學(xué)組織學(xué)觀察左心室心肌左心室心肌組織取材固定,經(jīng)組織脫水、透明、包埋、切片后,HE染色觀察心肌細(xì)胞形態(tài),Masson染色評(píng)價(jià)心肌纖維化,免疫組化染色評(píng)估左心室心肌ET-1表達(dá)。結(jié)果：1.各組大鼠體重、心率及尾動(dòng)脈收縮壓的比較SHR各組間體重、心率無顯著差異；SHR+WS組自實(shí)驗(yàn)開始血壓平穩(wěn),到給藥結(jié)束,尾動(dòng)脈收縮壓未見顯著變化；給藥60天期間SHR+10組和SHR+20組血壓較SHR+NS組尾動(dòng)脈收縮壓增長平緩,但各時(shí)間點(diǎn)均收縮壓均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05):SHR各組尾動(dòng)脈收縮壓均顯著高于WR+NS組大鼠(P0.05)。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SHR+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,P0.05)、左室舒張末期直徑(6.19± 0.23mm,5.94±0.17mm vs.5.38±0.17mm,P0.05)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 vs 3.31±0.21mm,P0.05)； SHR+20組較SHR+NS組左室舒張末期后壁厚度(2.03±0.14mm vs 2.58± 0.048,P0.05)顯著減低,而SHR+10和SHR+NS組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(2.19±0.12mm vs 2.58±0.048,P0.05).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(P0.05),而WR組和SHR各組間左室縮短分?jǐn)?shù)及左室射血分?jǐn)?shù)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。3.減阻劑可顯著改善自發(fā)性高血壓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 vs 630.97±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 vs 309.34±9.91μm,P0.05),而SHR+10組和SHR+20組與WR+NS組心肌細(xì)胞橫截面積無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。靜脈應(yīng)用減阻劑后,自發(fā)性高血壓大鼠左心室心肌膠原纖維表達(dá)被抑制,左心室心肌纖維化被顯著抑制,心肌masson三色染色示SHR+10和SHR+20組較SHR+NS組心肌膠原纖維百分比顯著減少(2.70±0.34%,2.38±0.34% vs 6.58±0.49%,P0.05),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,其中SHR+20組較SHR+10組對(duì)心肌肥大的抑制效果更強(qiáng),但兩組之間并沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。SHR+NS組較WR+NS組心肌膠原纖維百分比顯著增加(6.58±0.49%vs1.86±0.37%,P0.05)。而SHR+10和SHR+20組較WR+NS組心肌膠原纖維百分比無顯著差異(2.70±0.34%,2.38±0.34% vs 1.86±0.37%,P0.05)。4.各組大鼠主動(dòng)脈形態(tài)結(jié)構(gòu)和主動(dòng)脈中膜厚度變化情況與WR+NS組相比,SHR+NS組主動(dòng)脈中膜厚度明顯增厚(164.97±3.37μmvs 126.63±4.01μm,P0.05);而靜脈應(yīng)用DRP后,與SHR+NS組相比,SHR+10組、SHR+20組主動(dòng)脈中膜厚度均顯著降低(132.73±7.12μm,135.46±6.79μm vs 164.97±3.37μm,P0.05),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。SHR+10組、SHR+20組與WR+NS組之間主動(dòng)脈中膜厚度無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。5.各組大鼠左心室心肌ET-1蛋白及ET-1 mRNA基因表達(dá)情況左心室心肌免疫組織化學(xué)染色顯示,ET-1在左心室心肌有表達(dá),SHR大鼠左心室心肌表達(dá)明顯高于WR大鼠。經(jīng)過靜脈應(yīng)用DRP后,SHR+10組、SHR+20組左心室心肌ET-1表達(dá)較SHR+NS組顯著降低；SHR+20組較SHR+10組ET-1表達(dá)顯著減少,其中SHR+20組ET-1表達(dá)被抑制更加顯著。RT-PCR檢測顯示ET-1mRNA基因在WR及SHR組大鼠均有表達(dá),且SHR組大鼠ET-1 mRNA基因表達(dá)顯著高于WR組大鼠,靜脈應(yīng)用減阻劑后,SHR+10組、SHR+20組左心室心肌ET-1基因表達(dá)較SHR+NS組均有降低,且SHR+20組心肌ET-1基因相對(duì)表達(dá)水平明顯低于SHR+NS組(1.46±0.14 vs 2.24±0.07,P=0.001)。6.各組大鼠主動(dòng)脈ET-1 mRNA基因表達(dá)情況主動(dòng)脈免疫組織化學(xué)染色顯示,ET-1在血管內(nèi)皮及中層平滑肌均有表達(dá),SHR大鼠主動(dòng)脈表達(dá)明顯高于WR大鼠。經(jīng)過靜脈應(yīng)用DRP后,SHR+10組、SHR+20組主動(dòng)脈ET-1表達(dá)較SHR+NS組顯著降低；SHR+10組與SHR+20組之間ET-1表達(dá)無顯著差異。7.各組大鼠血清及左心室心肌ET表達(dá)情況SHR+NS組大鼠左心室心肌ET較WR+NS組顯著增加(122.72±9.36 pg/100mg vs 77.01±4.15,P=0.000).靜脈應(yīng)用減阻劑后,SHR+10組、SHR+20組大鼠左心室心肌ET水平較SHR+NS組大鼠左心室心肌ET顯著降低(92.95 ±5.05 pg/100mg,88.59±3.74 pg/100mg vs 122.72±9.36 pg/100mg,P0.05),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與WR+NS組比較,SHR+NS組大鼠血清ET顯著增加(39.12±6.63 ng/L vs 75.24±3.89 ng/L,P=0.003),而靜脈應(yīng)用減阻劑后,SHR+10組、SHR+20組大鼠血清ET水平與WR+NS組無顯著差異(51.35±1.94 ng/L, 45.24±5.57 ng/L vs 39.12±6.63 ng/L,P0.05).SHR+10組、SHR+20組大鼠血清ET水平較SHR+NS組大鼠血清ET顯著降低(51.35±1.94 ng/L,45.24±5.57 ng/L vs 75.24±3.89 ng/L,P0.05),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論：靜脈應(yīng)用減阻劑可改善自發(fā)性高血壓大鼠主動(dòng)脈重塑并改善自發(fā)性高血壓大鼠左心室肥厚與纖維化,其機(jī)制可能與減阻劑通過增加血液剪切應(yīng)力抑制了ET-1表達(dá)有關(guān),減阻劑可能為治療高血壓引起的左心室和主動(dòng)脈重塑提供新的思路,為研發(fā)新型減阻劑提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：減阻劑 主動(dòng)脈重塑 心室重塑 內(nèi)皮素1 自發(fā)性高血壓大鼠
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R544.1
【目錄】：

• 摘要3-10
• ABSTRACT10-17
• 前言17-23
• 參考文獻(xiàn)20-23
• 第一部分 減阻劑對(duì)自發(fā)性高血壓大鼠主動(dòng)脈重塑的影響及機(jī)制23-38
• 材料與方法23-30
• 結(jié)果30-34
• 討論34-35
• 結(jié)論35
• 參考文獻(xiàn)35-38
• 第二部分 減阻劑改善自發(fā)性高血壓大鼠心室重塑材料與方法38-63
• 材料與方法38-49
• 結(jié)果49-58
• 討論58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 全文總結(jié)63-64
• 中英文縮略詞表64-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間成果66-67
• 致謝67-68

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張新祿;陳海濱;廖偉明;劉博;梁鴻彬;劉雪薇;崔凱;修建成;;減阻劑改善自發(fā)性高血壓大鼠主動(dòng)脈重塑[J];中國動(dòng)脈硬化雜志;2015年05期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張泉;減阻劑對(duì)大鼠慢性缺血后肢血管新生的影響及其可能作用機(jī)制[D];南方醫(yī)科大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：549445