慢性缺氧性肺动脉高压大鼠内皮素肾素血管紧张素变化
作者：姜 辉 邹霞英 辛达临
单位：广州军区广州总医院(510010)呼吸内科
关键词：缺氧；肺高压；内皮素；血管紧张素Ⅱ
心肺血管病杂志990223
摘要 为研究组织局部肾素血管紧张素系统(RAS)和内皮素对缺氧性肺动脉高压(PAH)的影响。采用常压缺氧PAH动物模型，观察血液、右心室、肺组织肾素活性(RA)、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、血管紧张素转换酶(ACE)及内皮素(ET)含量变化和西拉普利(Cilazapril)的治疗作用。结果发现缺氧时血RA与对照组无显著差别，AngⅡ、ET升高，ACE下降。右心室肌的RA、AngⅡ、ET升高。肺组织RA、AngⅡ升高，而ET、ACE与对照组无显著差别，Cilazapril使血、肺组织ACE、心肌AngⅡ降低。结论为1.心肺组织RAS与PAH的发生有关；2. Cilazapril治疗PAH有效。
, 百拇医药
Changes of Endothelin-1 and Renin-Angiotensin-System in Rats
with Hypoxic Pulmonary Hypertension
Jiang Hui,Zou Xiaying,Xin Dalin
Department of Respiratory Medicine Guangzhou General Hospital of PLA,Guangzhou (510010)
Abstract Cbjective: To study the effects of the tissue renin-angiotensin system (RAS) and endothelin (ET) on rats with hypoxic pulmonary hypertension (PAH).Method:Normobaric hypoxic PAH animal model was adopted.We studied the changes of renin and angiotensin converting enzyme (ACE) activities and angiotensin Ⅱ (Ang Ⅱ)and ET content in the blood,right ventricle and lung tissue and observed the theraputic effects of cilazapril.Results:During hypoxia,plasma ang Ⅱ and ET content increased while ACE activity decreased significantly.But comparing to control group,plasmo renin activity(PRA) showed no significant difference.Right ventricular renin activity (RA).Ang Ⅱ and ET contents increased significantly in hypoxic rats.In the lung tissue of hypoxic rats, Ang Ⅱ contents increased whereas there were no significant difference in ET content and ACE activity between hypoxia and control groups.The ACE activity in plasma and lung tissue decreased significantly after the treatment with cilazapril.Conclusions:①The tissue RAS in heart and lung play some role in the pathogenesis of PAH,②Cilazapril was effective in treating PAH.
, 百拇医药
Key words:Hypoxia; Pulmonary hypertension; Endothelin; Angiotensin Ⅱ
缺氧性肺动脉高压的原因仍未明了,内皮素和血管紧张素Ⅱ不仅能使血管强烈收缩,而且还能促进血管平滑肌、心肌等细胞的生长，参与血管壁和心肌的重构，在肺动脉高压的发生发展中起着重要的作用[1]。但以往的研究多集中在血液浓度变化方面，但它们更是一个局部激素[2],ET血浓度远低于能引起人肺血管收缩的阈值，而在局部组织中有可能达到必需的浓度范围。另一方面，近年来在心血管组织中发现了肾素血管紧张素系统(RAS)的所有成份，它对组织功能的调节可能比循环RAS更重要[3]。因此，本研究从组织局部的角度，探讨了缺氧性肺动脉高压时ET、AngⅡ的变化情况。Cilazapril是一种长效血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)，同时我们也观察了它对缺氧性肺动脉高压大鼠的治疗作用。
, http://www.100md.com 材料和方法
1. 实验动物及模型复制 雄性Wistar大鼠25只，体重180～200g，随机分为对照组(A 6只)，缺氧组(B 7只)，Cilazapril治疗组(C 6只)，自然恢复组(D6只)，B、C、D组按薛全福方法[4]制作大鼠缺氧性PAH模型：每天缺氧8h，持续41天，A组置同一空调房内喂养。缺氧结束后，C组给予Cilazapril(瑞典Roche)，每只1.25mg灌胃，每日1次共4周，D组给等量生理盐水灌胃。采用孙波方法[5]接四道生理记录仪测肺动脉收缩压(PAPS)。
2. 血液和组织标本留取 分别按相应试剂盒要求留取血液标本。取出心肺，用冷的肝素盐水20Iμ.ml-1)灌流至流出液无血色为止。心脏沿房室环剪去心房，再沿室间隔边缘剪下右心室，用滤纸吸干水份，用分析天平分别称量右心室和左心室+室间隔重量。接着将右心室肌剪碎，分作两份，一份测组织肾素活性，另一份测AngⅡ和ET。肺组织用滤纸吸干后，分别测定AngⅡ、ET、ACE和组织肾素活性(RA)。
, 百拇医药
3. 组织AngⅡ、ET、ACE和RA测定 将组织放入0.5mol.L-1乙酸1ml中，煮沸15min，冷却后匀浆，离心(12 000rpm×20min，4℃)，取上清液待测AngⅡ和ET。取肺组织10mg左右，置1ml生理盐水中，冰浴中匀浆，离心(10 000rpm×10min，4℃)，取上清液待测ACE。采用张琪的方法[6]测定组织RA。AngⅡ和RA放免测定盒购自北方生物技术研究所，ACE紫外法测定盒购自海军总医院，ET放免测定盒购自北京东亚免疫技术研究所。按说明书操作。
4. 统计学处理 数据用x±s表示，采用两样本均数的t检验。
结 果
一、 各组大鼠血流动力学变化(表1)。
表1 各组大鼠肺动脉收缩压(PAPS)和右心室/左心室+室间隔(RH/LH+S)(x±s) 组别
, 百拇医药
PAPS(kPa)
RH/LH+S(mg.mg-1)
A
2.80±0.37
0.249±0.016
B
5.19±0.64**
0.416±0.048**
C
3.75±0.50**△△##
, http://www.100md.com
0.317±0.030**△△#
D
4.63±0.34**
0.383±0.050**
注：与对照组(A)相比*P<0.05，**P<0.01，与缺氧组(B)相比△P<0.05，△△P<0.01，与自然恢复组(D)相比 #P<0.05，##P<0.01(以下同)
由表1可以看出：缺氧组(B)的PAPS和反映右心室肥厚程度的(RH/LH+S)均显著高于对照组，说明模型复制是成功的。Cilazapril组(C)上述两指标虽仍高于对照组，但已显著低于B、D组。
二、 血RA、ACE、AngⅡ、ET含量变化(表2)。
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血RA在4个组中无显著差异，血AngⅡB组高于A组，血ET B组高于其它3个组，血ACE B组和C组均低于A组。
三、 肺组织中AngⅡ、ET、ACE和RA(表3)。表2 各组血浆肾素活性(PRA)、AngII、ET、ACE(
±s) 组别
PRA (ng.ml-1.h-1)
AngⅡ (pg.ml-1)
ET(pg.ml-1)
, http://www.100md.com
ACE(u.ml-1)
A
23.67±6.74
254.24±89.52
186.28±28.12
57.51±15.27
B
39.00±23.55
623.83±328.77*
278.26±87.35**
, http://www.100md.com
38.42±14.57*
C
22.33±11.83
360.15±162.93
159.40±22.71△△
31.68±13.09*
D
16.00±10.20
375.10±102.38
161.17±30.81△△
, 百拇医药
48.02±16.62
表3 肺组织AngⅡ、ET、ACE及RA(
±s) 组别
AngⅡ(ng.g-1)
ET(ng.g-1)
ACE(u.mg-1)
RA(ng.g-1)
, 百拇医药 A
10.46±2.61
9.03±1.61
89.90±18.74
6.1±4.8
B
17.64±4.84**
10.26±2.67
80.32±12.09
12.2±4.7*
C
8.37±3.20△△
, http://www.100md.com
8.45±0.60
53.85±8.76**△△#
—
D
9.52±4.16△△
8.22±1.85
75.82±17.17
—
肺组织AngⅡ含量缺氧组(B)显著高于其它3个组,ET在4个组间无显著差别,ACE活性Cilazapril(C)组显著低于其它3个组,而缺氧B组与A组无显著差别。缺氧组(B)肾素活性显著高于A组。
, 百拇医药 四、 右心室肌AngⅡ、ET及RA(表4)。表4 右心室肌组织AngⅡ、ET及RA(
±s) 组别
AngII (ng.g-1)
ET(ng.g-1)
RA(ng.g-1)
A
7.46±2.00
4.43±3.07
, 百拇医药
40.4±17.2
B
28.99±7.08**
7.65±2.09*
86.6±45.0*
C
4.72±1.52*△△#
4.31±3.14△
—
D
9.05±4.00△△
, 百拇医药
3.63±1.94△△
—
右心室肌中AngⅡ含量B组显著高于其它3个组，而C组显著低于其它3个组。ET含量B组显著高于另3个组，缺氧组(B)RA高于对照组(A)。讨 论
以前的研究已经发现PAH时，血AngⅡ升高，血ACE降低，有人认为可能是血PRA升高，使血液中AngI增加，虽然血ACE降低，但因反应底物增加，AngⅡ产生也增多[7]。我们的研究进一步发现，缺氧时右心室肌和肺组织中肾素活性也升高，而肺组织ACE并没有明显降低，而已知ACE活性主要在肺血管内皮细胞上，从而使心肺组织中AngⅡ浓度进一步升高。其中右心室肌AngⅡ含量几乎是对照组的4倍，它们溢入血液，可能是造成血AngⅡ升高的一个重要原因。
心肺组织AngⅡ、ET的升高，一方面使肺动脉收缩，另一方面它们又促进心肌成纤维细胞和血管平滑肌细胞的增殖和心肌肌细胞的肥大[8～11]。从而使肺动脉压持续升高，右心室肥厚在早期有一定的代偿作用，但在晚期易出现心衰，这在临床肺心病病人中屡见不鲜。
, 百拇医药
我们用ACEI制剂Cilazapril抑制了肺组织和血液中ACE活性，使得心肺组织中AngⅡ含量降低，在降低肺动脉压的同时，也使右心肥厚程度减轻，提示Cilazapril治疗PAH有效。
参考文献
[1]Stewart DJ,Levy RD,Cernacek,P,et al.Increased plasma endothelin-1 in pulmonary hypertension:Marker or Mediator of disease?Ann Intern Med,1991，144:464.
[2]Vierhapper H,Wagner O,Nowotny P,et al.Effect of endothelin-1 in man.Circulation,1990，81:1415.
[3]Jin M,Withelm MJ,Lang RE,et al.Endogenous tissue renin-angiotensin systems from molecular biology to therapy.Am J Med,1988，84(3A):28.
, http://www.100md.com
[4]薛全福，谢剑鸣，胡长贵，等.常压缺氧性大鼠肺动脉高压模型的建立.中华结核和呼吸杂志，1989，12(6)：350.
[5]孙波,刘文利.右心导管测定大鼠肺动脉压的实验方法.中国医学科学院学报,1984,6(6):465.
[6]张琪，丁金凤，任兵，等.心脏血管组织肾素血管紧张素系统在自发性高血压大鼠发病中的作用.中国高血压杂志，1994，2(1)：24.
[7]陈顺存，侯恕，关尚博，等.疏甲丙脯酸对实验性低氧肺动脉高压的作用.中华结核和呼吸杂志，1990；13(5)：271.
[8]Sadoshima JI,Izumo S.Molecular characterization of angiotensin Ⅱ induced hypertrophy of cardiac myocytes and hyperplasia of cardiac fibroblasts.Circ Res,1993，73:413.
, 百拇医药
[9]Itoh H,Mukoyama M,Pratt RE,et al.Multiple autocrine growth factors modulate vascular smooth muscle cell growth response to angiotensin Ⅱ.J Clin Invest,1993，91:2268.
[10]Jannakidev KJ,Fisher MA,Del Vecciho PJ.Endothelin-1 stimulates DNA synthesis and proliferation of pulmonary artery smooth muscle cells.Am J Physiol,1992，263:c1295.
[11]Guarda E,Katwa LC,Tyagi SC,et al.Effects of endothelins-1 and 3 on cardiac fibroblast collagen turnover and DNA synthesis.J Mol Cell Cardiol (Suppl Ⅲ),1993,S40.
(1998-10-26收稿), 百拇医药
单位：广州军区广州总医院(510010)呼吸内科
关键词：缺氧；肺高压；内皮素；血管紧张素Ⅱ
心肺血管病杂志990223
摘要 为研究组织局部肾素血管紧张素系统(RAS)和内皮素对缺氧性肺动脉高压(PAH)的影响。采用常压缺氧PAH动物模型，观察血液、右心室、肺组织肾素活性(RA)、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、血管紧张素转换酶(ACE)及内皮素(ET)含量变化和西拉普利(Cilazapril)的治疗作用。结果发现缺氧时血RA与对照组无显著差别，AngⅡ、ET升高，ACE下降。右心室肌的RA、AngⅡ、ET升高。肺组织RA、AngⅡ升高，而ET、ACE与对照组无显著差别，Cilazapril使血、肺组织ACE、心肌AngⅡ降低。结论为1.心肺组织RAS与PAH的发生有关；2. Cilazapril治疗PAH有效。
, 百拇医药
Changes of Endothelin-1 and Renin-Angiotensin-System in Rats
with Hypoxic Pulmonary Hypertension
Jiang Hui,Zou Xiaying,Xin Dalin
Department of Respiratory Medicine Guangzhou General Hospital of PLA,Guangzhou (510010)
Abstract Cbjective: To study the effects of the tissue renin-angiotensin system (RAS) and endothelin (ET) on rats with hypoxic pulmonary hypertension (PAH).Method:Normobaric hypoxic PAH animal model was adopted.We studied the changes of renin and angiotensin converting enzyme (ACE) activities and angiotensin Ⅱ (Ang Ⅱ)and ET content in the blood,right ventricle and lung tissue and observed the theraputic effects of cilazapril.Results:During hypoxia,plasma ang Ⅱ and ET content increased while ACE activity decreased significantly.But comparing to control group,plasmo renin activity(PRA) showed no significant difference.Right ventricular renin activity (RA).Ang Ⅱ and ET contents increased significantly in hypoxic rats.In the lung tissue of hypoxic rats, Ang Ⅱ contents increased whereas there were no significant difference in ET content and ACE activity between hypoxia and control groups.The ACE activity in plasma and lung tissue decreased significantly after the treatment with cilazapril.Conclusions:①The tissue RAS in heart and lung play some role in the pathogenesis of PAH,②Cilazapril was effective in treating PAH.
, 百拇医药
Key words:Hypoxia; Pulmonary hypertension; Endothelin; Angiotensin Ⅱ
缺氧性肺动脉高压的原因仍未明了,内皮素和血管紧张素Ⅱ不仅能使血管强烈收缩,而且还能促进血管平滑肌、心肌等细胞的生长，参与血管壁和心肌的重构，在肺动脉高压的发生发展中起着重要的作用[1]。但以往的研究多集中在血液浓度变化方面，但它们更是一个局部激素[2],ET血浓度远低于能引起人肺血管收缩的阈值，而在局部组织中有可能达到必需的浓度范围。另一方面，近年来在心血管组织中发现了肾素血管紧张素系统(RAS)的所有成份，它对组织功能的调节可能比循环RAS更重要[3]。因此，本研究从组织局部的角度，探讨了缺氧性肺动脉高压时ET、AngⅡ的变化情况。Cilazapril是一种长效血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)，同时我们也观察了它对缺氧性肺动脉高压大鼠的治疗作用。
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1. 实验动物及模型复制 雄性Wistar大鼠25只，体重180～200g，随机分为对照组(A 6只)，缺氧组(B 7只)，Cilazapril治疗组(C 6只)，自然恢复组(D6只)，B、C、D组按薛全福方法[4]制作大鼠缺氧性PAH模型：每天缺氧8h，持续41天，A组置同一空调房内喂养。缺氧结束后，C组给予Cilazapril(瑞典Roche)，每只1.25mg灌胃，每日1次共4周，D组给等量生理盐水灌胃。采用孙波方法[5]接四道生理记录仪测肺动脉收缩压(PAPS)。
2. 血液和组织标本留取 分别按相应试剂盒要求留取血液标本。取出心肺，用冷的肝素盐水20Iμ.ml-1)灌流至流出液无血色为止。心脏沿房室环剪去心房，再沿室间隔边缘剪下右心室，用滤纸吸干水份，用分析天平分别称量右心室和左心室+室间隔重量。接着将右心室肌剪碎，分作两份，一份测组织肾素活性，另一份测AngⅡ和ET。肺组织用滤纸吸干后，分别测定AngⅡ、ET、ACE和组织肾素活性(RA)。
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3. 组织AngⅡ、ET、ACE和RA测定 将组织放入0.5mol.L-1乙酸1ml中，煮沸15min，冷却后匀浆，离心(12 000rpm×20min，4℃)，取上清液待测AngⅡ和ET。取肺组织10mg左右，置1ml生理盐水中，冰浴中匀浆，离心(10 000rpm×10min，4℃)，取上清液待测ACE。采用张琪的方法[6]测定组织RA。AngⅡ和RA放免测定盒购自北方生物技术研究所，ACE紫外法测定盒购自海军总医院，ET放免测定盒购自北京东亚免疫技术研究所。按说明书操作。
4. 统计学处理 数据用x±s表示，采用两样本均数的t检验。
结 果
一、 各组大鼠血流动力学变化(表1)。
表1 各组大鼠肺动脉收缩压(PAPS)和右心室/左心室+室间隔(RH/LH+S)(x±s) 组别
, 百拇医药
PAPS(kPa)
RH/LH+S(mg.mg-1)
A
2.80±0.37
0.249±0.016
B
5.19±0.64**
0.416±0.048**
C
3.75±0.50**△△##
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0.317±0.030**△△#
D
4.63±0.34**
0.383±0.050**
注：与对照组(A)相比*P<0.05，**P<0.01，与缺氧组(B)相比△P<0.05，△△P<0.01，与自然恢复组(D)相比 #P<0.05，##P<0.01(以下同)
由表1可以看出：缺氧组(B)的PAPS和反映右心室肥厚程度的(RH/LH+S)均显著高于对照组，说明模型复制是成功的。Cilazapril组(C)上述两指标虽仍高于对照组，但已显著低于B、D组。
二、 血RA、ACE、AngⅡ、ET含量变化(表2)。
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血RA在4个组中无显著差异，血AngⅡB组高于A组，血ET B组高于其它3个组，血ACE B组和C组均低于A组。
三、 肺组织中AngⅡ、ET、ACE和RA(表3)。表2 各组血浆肾素活性(PRA)、AngII、ET、ACE(
±s) 组别PRA (ng.ml-1.h-1)
AngⅡ (pg.ml-1)
ET(pg.ml-1)
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ACE(u.ml-1)
A
23.67±6.74
254.24±89.52
186.28±28.12
57.51±15.27
B
39.00±23.55
623.83±328.77*
278.26±87.35**
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38.42±14.57*
C
22.33±11.83
360.15±162.93
159.40±22.71△△
31.68±13.09*
D
16.00±10.20
375.10±102.38
161.17±30.81△△
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48.02±16.62
表3 肺组织AngⅡ、ET、ACE及RA(
±s) 组别AngⅡ(ng.g-1)
ET(ng.g-1)
ACE(u.mg-1)
RA(ng.g-1)
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10.46±2.61
9.03±1.61
89.90±18.74
6.1±4.8
B
17.64±4.84**
10.26±2.67
80.32±12.09
12.2±4.7*
C
8.37±3.20△△
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8.45±0.60
53.85±8.76**△△#
—
D
9.52±4.16△△
8.22±1.85
75.82±17.17
—
肺组织AngⅡ含量缺氧组(B)显著高于其它3个组,ET在4个组间无显著差别,ACE活性Cilazapril(C)组显著低于其它3个组,而缺氧B组与A组无显著差别。缺氧组(B)肾素活性显著高于A组。
, 百拇医药 四、 右心室肌AngⅡ、ET及RA(表4)。表4 右心室肌组织AngⅡ、ET及RA(
±s) 组别AngII (ng.g-1)
ET(ng.g-1)
RA(ng.g-1)
A
7.46±2.00
4.43±3.07
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40.4±17.2
B
28.99±7.08**
7.65±2.09*
86.6±45.0*
C
4.72±1.52*△△#
4.31±3.14△
—
D
9.05±4.00△△
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3.63±1.94△△
—
右心室肌中AngⅡ含量B组显著高于其它3个组，而C组显著低于其它3个组。ET含量B组显著高于另3个组，缺氧组(B)RA高于对照组(A)。讨 论
以前的研究已经发现PAH时，血AngⅡ升高，血ACE降低，有人认为可能是血PRA升高，使血液中AngI增加，虽然血ACE降低，但因反应底物增加，AngⅡ产生也增多[7]。我们的研究进一步发现，缺氧时右心室肌和肺组织中肾素活性也升高，而肺组织ACE并没有明显降低，而已知ACE活性主要在肺血管内皮细胞上，从而使心肺组织中AngⅡ浓度进一步升高。其中右心室肌AngⅡ含量几乎是对照组的4倍，它们溢入血液，可能是造成血AngⅡ升高的一个重要原因。
心肺组织AngⅡ、ET的升高，一方面使肺动脉收缩，另一方面它们又促进心肌成纤维细胞和血管平滑肌细胞的增殖和心肌肌细胞的肥大[8～11]。从而使肺动脉压持续升高，右心室肥厚在早期有一定的代偿作用，但在晚期易出现心衰，这在临床肺心病病人中屡见不鲜。
, 百拇医药
我们用ACEI制剂Cilazapril抑制了肺组织和血液中ACE活性，使得心肺组织中AngⅡ含量降低，在降低肺动脉压的同时，也使右心肥厚程度减轻，提示Cilazapril治疗PAH有效。
参考文献
[1]Stewart DJ,Levy RD,Cernacek,P,et al.Increased plasma endothelin-1 in pulmonary hypertension:Marker or Mediator of disease?Ann Intern Med,1991，144:464.
[2]Vierhapper H,Wagner O,Nowotny P,et al.Effect of endothelin-1 in man.Circulation,1990，81:1415.
[3]Jin M,Withelm MJ,Lang RE,et al.Endogenous tissue renin-angiotensin systems from molecular biology to therapy.Am J Med,1988，84(3A):28.
, http://www.100md.com
[4]薛全福，谢剑鸣，胡长贵，等.常压缺氧性大鼠肺动脉高压模型的建立.中华结核和呼吸杂志，1989，12(6)：350.
[5]孙波,刘文利.右心导管测定大鼠肺动脉压的实验方法.中国医学科学院学报,1984,6(6):465.
[6]张琪，丁金凤，任兵，等.心脏血管组织肾素血管紧张素系统在自发性高血压大鼠发病中的作用.中国高血压杂志，1994，2(1)：24.
[7]陈顺存，侯恕，关尚博，等.疏甲丙脯酸对实验性低氧肺动脉高压的作用.中华结核和呼吸杂志，1990；13(5)：271.
[8]Sadoshima JI,Izumo S.Molecular characterization of angiotensin Ⅱ induced hypertrophy of cardiac myocytes and hyperplasia of cardiac fibroblasts.Circ Res,1993，73:413.
, 百拇医药
[9]Itoh H,Mukoyama M,Pratt RE,et al.Multiple autocrine growth factors modulate vascular smooth muscle cell growth response to angiotensin Ⅱ.J Clin Invest,1993，91:2268.
[10]Jannakidev KJ,Fisher MA,Del Vecciho PJ.Endothelin-1 stimulates DNA synthesis and proliferation of pulmonary artery smooth muscle cells.Am J Physiol,1992，263:c1295.
[11]Guarda E,Katwa LC,Tyagi SC,et al.Effects of endothelins-1 and 3 on cardiac fibroblast collagen turnover and DNA synthesis.J Mol Cell Cardiol (Suppl Ⅲ),1993,S40.
(1998-10-26收稿), 百拇医药