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编号:10225428
内皮素在实验性高血压大鼠发病中的作用Δ
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1990年第8期
     作者:蔡晖 林善锬 周江华 贡沁燕** 杨藻宸**

    单位:(上海医科大学华山医院肾病研究室 200040)

    关键词:内皮素;高血压;动物,实验

    中华医学杂志900808

    摘要 研究自发性高血压大鼠(SHR),二肾-夹型高血压大鼠(2KlC)血浆内皮素(ET)水平以及它们肾、尾动脉对ET的收缩反应。结果血浆ET水平在SHR,2K1C和对照组(WKY、SD大鼠)差异无显著意义。但SHR对ET的血管收缩作用较:WKY明显为高。表现在ET对SHR肾、尾动脉作用的半数有效浓度值分别为(0.89±0.44)×10-8mol/L,(0.16±0.26)×10-8mol/L,较WKY(1.71±0.73)×10-8mol/L,(1.27±0.61)×10-8mol/L低(P<0.05)。但在2KlC及SD组中无差异。4组动物的肾、尾动脉对去甲肾上腺素的收缩反应无显著差异。因此,在SHR中血管对ET的反应过高可能是造成高血压的重要原因之一。
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    内皮素(Endothelin,ET)是由21个氨基酸残基组成的,血管内皮细胞衍生的活性多肽 [1]。它具有强大的血管收缩作用,共强度比至今己知的其他血管活性物质均强。ET的缩血管作用依赖于钙的存在,钙通道拮抗剂戊脉安和硝苯唆等均可明显抑制其作用。静脉注射ET,使肾脏排钠减少[2] 中枢注射ET可明显兴奋交感神经[3]。此外, ET对心房肽、肾素和醛固酮等分泌均有影响[4,5]。因此, ET与高血压的发病有密切关系。为了探讨ET在实验性高血压动物发病中的作用,我们着重研究血浆ET浓度的情况,以及体外动物血管对ET的收缩反应。

    材料与方法

    一、实验动物

    1.自发性高血压大鼠(SHR)10只,正常对照大鼠(WKY)14只,由上海市高血压研究所提供,鼠龄4个月左右,两者体重分别为205±55与234±50g,尾动脉收缩血压采取清醒状况下在测压器内(电脑大鼠血压、心律仪,型号MRB-3A)安静半小时后测得,两组大鼠收缩压分别为25.0±1.33kPa和13.3±2.66kPa(186±l0mmHg、100±20mmHg)。
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    2.二肾-夹型高血压大鼠(2K1C)11只,选择SD大鼠体重150g,在水合氯醛(0.03/100g)麻醉后由腹腔按常规方法于腹主动脉与左肾动脉分叉处放置银夹,以后常规饮食4周后进行试验;对照大鼠(SD)14只,同法麻醉及暴露肾动脉,但不放置银夹,术后饲以同样饮食,4周后实验。实验时两组动物体重分别为262±49和286±65g,处死前股动脉插管直接测血压以后换算成平均动脉压(MAP)分别为16.0±0.36kPa和10.6±1.60kPa(120±3mmHg和79±12mmHg)。

    3.ET放免测定,由美国Peninsula Lab提供药盒(N0.6911),测定范围为1~500pg/m1,上述4组动物心腔抽血以后置于含EDTA试管内后,即刻在4°C下5000r/min进行离心,以后将血浆留置于-70°C保存,测试日在冰水浴中解冻后,按1:10稀释于0.1%三氟醋酸(TFA)中,以后缓慢通过Sep-PakC18层析柱,再用0.1%TFA在80%乙腈中洗脱[6],氮气吹干,测试日用磷酸盐缓冲液(pH7.6)复溶至原来容量的1/10再进行测定。
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    二、大鼠动脉离体实验

    上述4组大鼠经乌拉坦(1.0g/kg)麻醉后,即分离出两侧肾动脉(2K1C组只分离右肾动脉)和尾动脉两段,以后迅速置于含95%O2和5%CO2混合气体的冰Krebs-Ringer溶液中,去除血管周围结缔组织,并剪成长约5mm的血管段,按Allen等[7]方法制成动脉环标本,再分别置于含有5ml Kerbs-Ringer液(37±0.5°C)的浴槽中,充以上述混合气体,通过张力换能器和记录仪描记各动脉环的张力变化。静止张力1.5g,每30分钟更换Krebs-Ringer液1次,平衡2小时后开始加药。以累积浓度给药法给于10-9~10-7mol/L的ET(以3倍递增)和5.9×10-9~5.9×10-5mol/L的去甲肾上腺素(NE),以10倍递增。从而分别测得各组大鼠肾和(或)尾动脉对二药反应的累积浓度——反应曲线(CCRC)。应用计算机处理求得半数有效浓度(EC50)和最大收缩张力(Emax),每个动脉环标本只做一次CCRC。
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    三、数据处理

    实验数据用±s表示,组间差异用非配对t检验处理。药物作用强度用EC50表示。

    结 果

    一、SHR、WKY、2K1C和SD大鼠血浆ET含量

    SHR组血浆ET为53.2±18.0pg/ml,WKY组47.2±16.2pg/ml,两组间差异无显著意义(P〉0.05)。2K1C组为42.4±13.1pg/ml,SD组43.5±11.6pg/ml(P〉0.05)。

    二、不同大鼠动脉对ET收缩反应情况

    4组大鼠肾和尾动脉环对ET作用的CCRC如图1~4所示,由图可见,SHR肾动脉和尾动脉,其CCRC均较WKY组的相应动脉左移,而2K1C与SD大鼠动脉的CCRC基本交叉。从上述CCRC上计算所得的EC50值在SHR肾动脉和尾动脉分别为(0.89±0.44)×10-8mol/L和(0.61±0.26)×10-8mol/L,该值明显低于WKY组大鼠相应动脉的EC50值分别为(1.7±0.73)×10-8mol/L和(1.27±0.61)×10-8mol/L(P〈0.05);在2K1C大鼠肾、尾动脉上EC50值分别为(1.31±1.16)×10-8mol/L和(1.75±1.39)×10-8mol/L,在SD大鼠相应动脉上EC50值分别为(1.76±0.71)×10-8mol/L和(0.97±1.16)×10-8mol/L,二者差异均无显著意义(P〉0.05)。Emax在SHR肾、尾动脉分别为378.8±141.0mg和427.5±183.9mg,在WKY大鼠相应动脉上分别为442.8±105.8mg和560.2±279.2mg,两组大鼠差异也无显著意义(P〉0.05);在2K1C大鼠肾、尾动脉上,Emax分别为357.7±270.1mg和709.9±282mg,SD相应动脉上分别为486.2±123.2mg和337.7±124.9mg,两组大鼠肾动脉Emax之间差异无显著意义(P〉0.05),但2K1C大鼠尾动脉Emax却明显大于SD组大鼠尾动脉的Emax(P〈0.01)。上述结果提示SHR组大鼠肾、尾动脉对ET的缩血管反应较WKY组相应动脉明显增高,但在2K1C组却无此现象发现。
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    浓度(-log mol)

    WKY=6 SHR=7

    图1 大鼠肾动脉环对ET积累浓度反应曲线

    浓度(-log mol/L)

    WKY=9 SHR=9

    图2 大鼠尾动脉环对ET积累浓度反应曲线

    浓度(-log mol/L)

    2K1C=8 SD=7

, http://www.100md.com     图3 大鼠肾动脉环对ET积累浓度反应曲线

    浓度(-log mol/L)

    2K1C=8 SD=7

    图4 大鼠尾动脉环对ET积累浓度反应曲线

    三、不同大鼠动脉对NE收缩反应情况

    SHR和WKY大鼠肾、尾动脉对NE作用的反应曲线基本重叠,2K1C和SD大鼠尾动脉对NE作用的反应曲线也基本重叠,从曲线上计算所得的EC50在SHR和WKY大鼠肾、尾动脉各为(7.46±6.61)×10-7mol/L、(4.02±2.74)×10-7mol/L和(4.89±1.72)×10-7mol/L、(5.35±2.21)×10-7mol/L,两组之间差异无显著意义(P〉0.05);在2K1C和SD大鼠尾动脉上,NE的EC50分别为(3.41±2.29)×10-7mol/L和(4.41±1.27)×10-7mol/L,二者差异无统计学意义(P〉0.05)。Emax在SHR大鼠肾、尾动脉分别为263.7±122.1mg和536.4±316.2mg,与WKY组相应动脉的Emax(分别为380.4±114.9mg和516.1±175.4mg)差异无显著意义(P〉0.05);2K1C大鼠尾动脉的Emax(1059.2±761.8mg)和SD大鼠尾动脉的Emax(1036.0±272.8mg)差异也无显著意义(P〉0.05)。上述结果说明高血压大鼠SHR和2K1C其动脉对NE的缩血管作用反应与其各自对照大鼠WKY和SD之间无明显差异。
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    讨 论

    从本实验结果可见,SHR组大鼠无论肾或尾动脉,对ET均有过高的收缩反应。我们的结果与Tomobe等[8]的结果一致。因此,这种对ET的反应过高可能普通存在于SHR的全身血管床。诚然,上述实验是在离体进行,不能完全推论在体情况,但由于这种情况仅在SHR中出现,并不在WKY大鼠出现,特别是2K1C大鼠中也无此现象,似乎高血压本身也不是造成这种情况的关键原因。本组2K1C大鼠的血压不高于SHR,但显著高于SD大鼠,可以认为高血压已存在;Emax值与许多因素有关,其中血管平滑肌厚度与其甚为密切,本组2K1C大鼠该值较SD大鼠为高,其绝对值也较SHR增高,也说明2K1C大鼠高血压的存在。综上结果,可以认为SHR血管对ET收缩过高反应可能是一种原发的障碍。在本实验中,这种障碍仅表现为在对ET的反应上,因为两种高血压大鼠血管对NE反应均无特殊,这种过高反应很可能与SHR的高血压发生有关。

    SHR大鼠动脉对ET高敏性的机制,本组实验难以下结论。许多作者发现SHR有遗传基因的异常,其中Hyp-Ⅱ基因可决定平滑肌对Ca2+的反应性[9],由于ET能使细胞内Ca2+增加,推想同样浓度的ET因上述基因关系可能使血平滑肌内Ca2+明显增加,从而使收缩反应增高,但由于NE的作用也与细胞内Ca2+浓度改变有关,本组中也未见到SHR与WKY大鼠之间对NE反应的不同,因此,似乎难以完全解释。Miasiro等[10]研究ET的作用并不完全依赖于细胞外Ca2+的内流,而可以通过细胞器内Ca2+转移到胞浆发挥作用;另外,发现SHR还有另一些基因异常,使血管平滑肌细胞对Ca2+处理改变,从而使用权细胞膜和肌浆膜对Ca2+结合和摄取减弱,结果造成细胞膜的稳定性下降,使其对ET的敏感性增高。当然,ET对肾脏血管收缩后所致的血流动力学改变,或者对中枢神经系统作用敏感性过高,从而使全身交感神经兴奋性过高,都可能参与SHR的发病。
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    本组实验发现血浆ET样物质在四组动物并无差异;虽然未对RIA系统所测出的物质进行深入分析,同时也未证实ET是否在循环中存在,但是根据我们实验室工作,证明血浆ET在许多与水钠代谢异常及血管内皮代谢异常有关的临床疾病(包括原发性高血压、慢性肾炎性高血压、系统性红斑狼疮等)中有改变,控制细胞外液容量也可以影响血浆ET水平。这些可能部分反映血浆ET的水平,即也说明血浆中确有ET存在。从本文结果来看似乎血浆ET水平与高血压发生无直接关系,但是,由于血浆ET浓度并不能反映出体内ET产生和清除等的代谢情况,因此,在SHR大鼠体内是否存在对ET摄取、释放、产生或分解等的异常尚不能定论。

    ET对血管收缩作用的EC50值比Tomobe等[8]报道的要大10倍以上,这可能与两者的实验室条件略有不同有关。另外,ET是一种粘性很强的多肽物质,很容易吸附于玻璃器皿等容器上,尽管在实验中我们都事先将玻璃容器硅化,但仍难免部分被吸附,从而使加入ET的理论浓度与实际浓度之间出现差异,造成EC50值偏大。至于2K1C大鼠中ET作用的Emax为何较SD明显为大,而此差异在SHR组大鼠与WKY组大鼠之间却观察不到,目前尚难解释,有待进一步实验予以澄清。
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    参考文献

    1. Yanagisawa M, et al. A novel potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells. Nature 1988;332:411.

    2. Goetz KL. et al. Cardiovascular, renal, and endocrine responses to intravenous endothelin in conscious dogs. Am J Physiol 1988;255:R1064.

    3. Ouchi Y, et al. Central effect of endothelin on blood pressure in conscious rats.(abstract)Circulation 1988;78:[Suppl Ⅱ]266.
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    4. Fukuda Y, et al. Endothelin is a petent secretagogue for atrial natriuretic peptide in cultured rat atrial myocytes. Biochem Biophys Res Commun 1988;155:167.

    5. Rakugi H, et al. Endothelin inhibits renin release from isolated rat glomeruli. Biochem Biophys Res Commun 1988;155:1244.

    6. Bennett HPJ, et al. Purification of the two major forms of rat pituitary corticotropin using only reversed-phase liquid chromatography Biochemistry 1981;20:4530.
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    7. Allen CS, et al. Cerebral arterial spasm. part 1: In vitro contractile activity of vasoactive agents on canine basilar and middle cerebral arteries. J Neurosurg 1974;40:433.

    8. Tomobe Y, et al. Effects of endothelin on the renal artery from spontaneously hypertensive and Wistar Kyoto rats. Eur J Pharmacol 1988;152:373.

    9. Rapp JP. A genetic locus(Hyp-2)controlling vascular smooth muscle response in spontaneously hypertensive rats. Hypertension 1982;4:459.

    10. Miasiro N, et al. Does endothelin mobilize calcium from intracellular stores in rat aortic vascular smooth muscle cells in primary culture? Biochem Biophys Res Commun 1988;156:312.

    Δ国家自然科学基金资助项目

    ** 上海医科大学药理学教研室

    (1989年8月2日收稿 1990年2月13日修回), 百拇医药