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编号:10271710
抑制一氧化氮合酶对大鼠主动脉血管紧张素Ⅱ受体的影响
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 2000年第5期
     作者:张英 李载权 许松 许玉凤 庞永正 唐朝枢

    单位:(北京医科大学第一医院中心实验室,北京 100034)

    关键词:精氨酸;酶类;受体,血管紧张素;大鼠

    中国病理生理杂志000503

    [摘 要] 目的:本文应用NO合酶(NOS)竞争性抑制剂左旋硝基精氨酸(L-NNA)诱导大鼠高血压,观察对主动脉血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)和AngⅡ受体的影响。方法:采用腹腔注射L-NNA复制大鼠高血压模型,分别用放射免疫法测定主动脉AngⅡ、放射配基结合法测定主动脉组织AngⅡ受体和Griess法测定血浆NOx含量。结果:L-NNA使大鼠血压明显高于对照组(+142%,P<0.01),4周组心系数高128%(P<0.01),血浆NOx水平低于对照组48%,血浆AngⅡ水平无明显差异;血管组织AngⅡ含量4周组显著高612%(P<0.01),且4周组[125I]-AngⅡ最大结合能力(Bmax)高6倍(P<0.01),亲和力(Kd)高1倍(P<0.01)。结论:抑制NOS诱导高血压主要是通过局部组织肾素-血管紧张素系统(RAS)发挥作用的,长期慢性抑制NOS可使血管组织AngⅡ水平升高并导致血管AngⅡ受体上调,此结果为“NOS抑制诱发AngⅡ依赖型高血压”假说提供新的依据。
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    [中图分类号] 544.13 [文献标识码] A

    [文章编号] 1000-4718(2000)05-0393-04

    The inhibition of nitric oxide synthase for long time up-regulates vascular angiotensin Ⅱ receptor

    ZHANG Ying, LI Zai-quan, XU Song, XU Yu-feng, PANG Yong-zheng, TANG Chao-shu

    (First Affiliated Hospital, Beijing Medical University, Beijing 100034, China)

    [Abstract] AIM:To observe the effects of aortal angiotensin Ⅱ(AngⅡ)levels and AngⅡ receptor in the hypertensive rat models. METHODS: Intraperinoneal injection of L-Nω-nitro-arginine(L-NNA) into rats induced hypertensive model, the binding of aortal AngⅡ receptor and the contents of aortal tissue AngⅡ and plasma NO-2+NO-3(NOx) were determined.RESULTS:Compared with the control group, the blood pressure of the rats treated with L-NNA was significantly increased by 142%(P<0.01),the plasma NOx levels were decreased by 48%. However, in the rats treated for 4 weeks the ratio of cardial index was increased by 128%(P<0.01),the plasma AngⅡ levels weren't significantly changed, the contents of vascular tissue AngⅡ were increased by 612%(P<0.01) and the Bmax of [125I]-AngⅡ was increased by six times (P<0.01),the affinity was doubled respectively.CONCLUSIONS:Nitric oxide synthase (NOS) inhibition mostly influes the reninangiotensin system in regional tissue. The inhibition for long time up-regulates vascular AngⅡ and AngⅡ receptor, which can support the hypothesis “NOS inhibition can induce AngⅡ-depended hypertension”.
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    [MeSH] Arginine; Enzymes; Receptors, angiotensin; Rats

    血管内皮功能损伤是高血压发病的重要环节[1]。高血压病人常伴有不同程度血管内皮功能的障碍,抑制内皮舒张因子(endothelium derived relaxing factor/nitric oxide, EDRF/NO)生成即可成功复制动物高血压模型[2]。但是抑制NO如何诱导高血压发病的细胞分子机制迄今尚未完全阐明。体内血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ,AngⅡ)与NO间呈交互调节的关系[3、4],AngⅡ收缩血管并刺激血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell, VSMC)增殖,是参与高血压发病的重要因素之一[1]。本工作应用一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)竞争性抑制剂左旋硝基精氨酸(L-Nω-nitro-arginine,L-NNA)诱导大鼠高血压,观察对主动脉血管AngⅡ水平和AngⅡ受体的影响,以探讨EDRF/NO在高血压发病中的作用。
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    材 料 和 方 法

    选用200~250 g健康雄性Wistar大鼠,应用L-NNA复制大鼠高血压模型[2]。将大鼠随机分为3组,每组n=6。对照组大鼠常规饲养,不作特殊处理,其余两组按每日15 mg/kg量腹腔注射L-NNA,分别连续注射2周(L-NNA 2周组)或4周(L-NNA 4周组)。末次给药后次日测定鼠尾血压,实验结束时颈椎脱臼法处死动物,心脏称重计算心系数(心重mg/体重g),加EDTA分离血浆,迅即摘取主动脉置-20℃保存。

    一、主动脉AngⅡ受体结合测定

    纵行剪开大鼠主动脉,去除血管周围脂肪组织和擦除血管内皮后剪碎组织,加入匀浆液(mmol/L: Tris/HCl 20, pH8.0, DTT 1.0, EDTA 1.0, PMSF 5.0, NaN3 5.0, benzamidine 3.0)于Polytron匀浆器上匀浆(30 s,3次),经4层纱布过滤,2300 r/min离心5 min,分离细胞核,上清液30000 r/min超速离心1 h,分离细胞膜。应用放射配基结合实验[5]:取匀浆液蛋白量为100 μg/管,分别加反应液(终浓度mmol/L:Tris/HCl 50, pH 7.4,NaCl 120, MgCl2 10,PMSF 1.0, 8-hydroxyquinine 1.0),牛血清白蛋白1 mg/mL,[125I]-AngⅡ 0.1~2.0 nmol/L,反应终体积200 μL。室温25℃震荡孵育1 h后,加入4℃预冷的PBS终止反应。在Millipore上经0.45 μm微孔滤膜抽滤,用冷PBS冲洗3次。于γ-计数仪上测定滤膜上的[125I]放射强度,以fmol/mg蛋白表示AngⅡ受体结合量。非特异结合管反应液中含有AngⅡ受体拮抗剂(Sar1,Ala8)-AngⅡ,终浓度为1 μmol/L,总结合与非特异结合之差为AngⅡ受体的特异结合量。
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    二、血浆和主动脉组织AngⅡ含量的测定

    用放射免疫试剂盒测定血浆和主动脉组织匀浆中AngⅡ含量,按试剂盒操作方法进行[6]

    三、其他指标测定

    用考马斯亮兰法测定主动脉组织匀浆液中蛋白含量;血浆样品经硝酸盐还原处理为亚硝酸盐后,用Griess法测定NOx(即NO-2+NO-3)含量。

    四、材料与试剂

    Wistar大鼠系本校动物中心提供,L-NNA、(Sar1,Ala8)-AngⅡ和其他主要生化试剂购自Sigma公司,[125I]-Tyr4-AngⅡ(81.4 kBq/mmol)购自NEW Life Sci公司,AngⅡ放射测定试剂盒购自福瑞生物公司。
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    五、统计

    结果数据以±s表示,组间差异用One Way ANOVA方差分析和Student Newman-Keuls检验进行分析。

    结 果

    一、L-NNA对大鼠血压、心系数和血浆NOx含量的影响

    L-NNA 2周组大鼠血压明显高于对照组(+142%,P<0.01),血浆NOx水平低于对照组(-48%),心系数与对照组相比,差异无显著。L-NNA 4周组动物不但发生高血压,低NOx血症,而且明显心脏肥大,心系数明显高于对照组(+128%,P<0.01),结果见表1所示。

    表1 L-NNA对大鼠血压、心系数和血浆NOx含量的影响
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    Tab 1 Effect of L-NNA on rat blood pressure, ratio of heart

    to BW and NOx in experimental rats (±s,n=6) Group

    BP

    (kPa)

    BW

    (g)

    HW

    (mg)

    HW/BW

, 百拇医药     (mg/g)

    NOx

    (μmol/L)

    Control

    13.5±0.4

    264±21

    827±87

    3.1±0.2

    31±5

    2Weeks 1

    19.0±1.1

    285±41
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    980±130

    3.4±0.4

    25±8

    4Weeks 1

    18.8±0.8

    250±50

    1010±120

    4.0±0.1

    9±2

    P<0.01,vs control group; BP: Blood pressure BW:Body weight,HW:heart weight;NOx:NO-2+NO-3
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    二、L-NNA对血浆和主动脉组织AngⅡ含量的影响

    L-NNA处理后不论2周还是4周,血浆AngⅡ水平与对照组差异不明显(P>0.05),主动脉组织AngⅡ含量,4周组显著高于对照组(+612%,P<0.01),而2周组与对照组无明显差异(P>0.05)(表2)。

    三、L-NNA对主动脉AngⅡ受体结合的影响

    Scatchard分析发现大鼠主动脉组织对[125I]-AngⅡ结合呈高亲和特征。L-NNA 2周组大鼠主动脉对[125I]-AngⅡ最大结合能力(Bmax)和亲和能力(以Kd值反映)与对照组都无明显差异(P>0.05),但4周组Bmax高达6倍(P<0.01),Kd值高1倍(P<0.01),结果见图1,2和表2。

    表2 L-NNA致高血压大鼠模型血管
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    紧张素Ⅱ及其受体水平的变化

    Tab 2 The changes of plasma and aortic Ang Ⅱ,and aortic Ang Ⅱ receptor in L-NNA treated rats (±s,n=6) Group

    AngⅡ

    AngⅡ receptor

    Plasma

    (fmol/L)

    Aorta

    (fmol/mg pr)

, http://www.100md.com     Bmax

    (fmol/L)

    Kd

    (nmol/L)

    Control

    12.4±2.1

    20.4±7.0

    285±43

    0.55±0.24

    2 Weeks

    14.7±2.4

    22.6±4.3
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    297±27

    0.40±0.14

    4 Weeks

    11.6±1.8

    38.9±6.2*

    1743±82*

    1.25±0.15*

    *P<0.01,vs control group

    Fig 1 Saturation plots of Ang Ⅱ binding in L-NNA rat aortic tissue (n=6,±s,**P<0.01, vs control group)
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    图1 L-NNA诱导大鼠主动脉AngⅡ结合饱和曲线

    Fig 2 Scatchard curves for AngⅡ binding in rat aortic tissue (n=6)

    图2 L-NNA诱导大鼠主动脉AngⅡ受体结合Scatchard曲线

    讨 论

    血管组织能产生多种血管活性因子,这些因子彼此之间相互作用形成调节网络[7],这种调节平衡发生紊乱是高血压、动脉硬化等血管损伤性疾病的重要发病学基础。机体EDRF/NO具有舒张血管,抑制VSMC增殖和抗血小板聚积等广泛的生物学效应,EDRF/NO生成障碍被认为是高血压的一种重要发病因素。近年在长期抑制NOS而缺乏EDRF/NO诱导的高血压模型上发现,动物对AngⅡ缩血管与促细胞增殖反应增强,血管组织AngⅡ转换酶(ACE)表达增加[8],而另一方面使用AngⅡ受体阻断剂和ACE抑制剂会有效地抑制高血压发生[9],因而提出长期抑制内源性NO生成是形成AngⅡ依赖型高血压重要原因的假说。
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    本工作应用NOS抑制剂L-NNA,2周后动物仅发生高血压,但无明显心肌肥大和血管AngⅡ及AngⅡ受体结合的变化。长期(4周)应用L-NNA的动物不仅血压升高,心肌肥大,而且血管AngⅡ含量和AngⅡ受体结合能力都分别成倍高于对照组(P<0.01)。体内存在相对独立的两套肾素-血管紧张素系统(RAS),即全身循环RAS和心血管组织局部RAS,血浆AngⅡ水平由前者决定,而后者与高血压发生的关系更密切[10]。本实验各组动物血浆AngⅡ水平相近,提示抑制NOS后主要是影响组织局部RAS系统。Takemoto等亦报告短期抑制NOS不发生ACE表达增加和血管重塑(remodeling),而长期抑制则发生ACE表达增加和血管重塑[8]。本实验发现长期慢性抑制NOS的生成可导致血管AngⅡ水平和AngⅡ受体上调,为“NOS抑制诱发AngⅡ-依赖型高血压”假说提供新的依据。

    [基金项目] 国家自然科学基金(No.39730220)资助
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    [参 考 文 献]

    [1] 王军,徐洪涛,姚兴海,等.高血压病人血小板L-精氨酸/一氧化氮系统的改变[J].高血压杂志,1998,6(1):22~24.

    [2] Morton JJ, Beattie EC, Speirs A, et al. Persisten hypertension following inhibition of nitric oxide formation in the young Wistar rat:role of renin on vascular hypertrophy[J]. J Hypertens, 1993, 11:1083~1088.

    [3] Anderson IK, Drew GM. Investigation of the inhibitory effect of NG-nitro-L-arginine methyl ester on the antihypertensive effect of the angiotensin AT1 receptor antagonist, GR 138950[J]. Br J Pharmacol, 1997,122(15):1385~1394.
, 百拇医药
    [4] Takizawa T, Gu M, Chobanian AV, et al. Role of endothelial kinins in control of coronary nitric oxide production effect of nitric oxide on DNA replication induced by angiotensin Ⅱ in rat cardia fibroblasts[J]. Hypertension, 1997, 1035~1040.

    [5] 李昭波,高云秋,崔志诚,等.运动性肥大心脏心肌血管紧张素Ⅱ受体特征变化[J].中国运动医学杂志,1998,17(4):291~292.

    [6] Dunn CW, Walker PB. Renin and angiotensin Ⅱ levels in neonatal endotoxin shock[J]. Circ Shock, 1988, 24(4):233~239.
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    [7] Kato H, Hau J, Chobanian AV, et al. Effects of angiotensin Ⅱ infusion and inhibition of nitric oxide synthase on the rat aorta[J]. Hypertension, 1996, 28:153~158.

    [8] Takemoto M, Egashira K, Usui M, et al. Important role of tissue angiotensin-converting enzyme activity in the pathogenesis of coronary vascular and myocardial structural changes induced by long term blockade of nitric oxide synthesis in rats[J]. J Clin Invest, 1997, 9:278~287.
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    [9] Akuzawa N, Nakamura T, Kurashina T, et al. Antihypertensive agents prevent nephrosclerosis and left ventricular hypertrophy induced in rats by prolonged inhibition of nitric oxide synthesis[J]. Am J Hypertens, 1998, 11(37):697~707.

    [10] Navarro-Cid J, Maeso R, Rodrigo E, et al. Renal and vascular consequences of the chronic nitric oxide synthase inhibition[J]. Am J Hypertens, 1996,9:1077~1083.

    [收稿日期]1999-03-19 [修回日期]1999-08-30, 百拇医药