应激致血压升高大鼠压力反射敏感性的频谱分析方法测定*
作者：吴国强1 胡冠红1 沈霖霖1 汤大侃1 陆利民2 李 鹏2
单位：1 (上海医科大学 生物医学工程教研室，上海 200032)；2 (上海医科大学 生理学教研室，上海 200032)
关键词：压力发射敏感性；应激；高血压
生物医学工程学杂志980307 内容摘要 通过心率变异性和血压变异性的频谱分析，计算以血压为输入，心搏间隔为输出的传递函数。以传递函数的模量作为压力发射敏感性(Baroreflex sensitivity,BRS)的指标。采用蜂鸣噪声和电击引起大鼠应激，使其血压升高。实验中记录血压信号。并在侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂。结果：1、高血压组的BRS在极低频和低频段明显低于正常血压大鼠；2、侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂后，正常大鼠的BRS无显著性改变，而高血压组的血压波动明显增大，BRS的极低频段比对照状态进一步减小。实验提示：1、应激致高血压的过程中，血压升高引起压力感受器重调定，导致BRS降低；2、血管升压素对压力发射的易化作用可能主要通过中枢V1受体介导，V1受体的阻断导致BRS的降低。由BRS的谱分析为进一步研究无创伤临床检测手段提供了基础。
, 百拇医药
The Measurement of Baroreflex Sensitivity in Stress-Induced
Hypertensive Rats by Spectral Analysis
Wu Guoqiang1 Hu Guanhong1 Shen Linlin1 Tang Dakan1 Lu Limin2 Li Peng2
1(Department of Biomedical Engineering Shanghai Medical University, Shanghai 200032)
2(Department of Physiology Shanghai Medical University, Shanghai 200032)
, 百拇医药
Abstract Simultaneous spectral analysis of short-term systolic blood pressure variability (SBPV) and heart rate variability (HRV) was applied to determine the change of baroreflex sensitivity (BRS) in Sprague-Dawley (SD) rats.The modulus of the transfer function between fluctuations in systolic pressure and beat-to -beat interval would be an appropriate quantification of BRS.The animal experiment was performed on two groups of rats:normotensive rats and stress-induced hypertensive rats (SIHR).V1-receptor antagonist d(CH2)5Tye(Me) AVP of arginine vasopressin (AVP) was microinjected into intracerebroventricle.The results showed that,in base-line condition before administration,although the BRS in very low frequency band(0-0.035 Cycle/Beat,VLF),low frequency band (0.035-0.12 Cycle/Beat,LF),high frequency band (0.12-0.32 Cycle/Beat,HF) and total BRS(the sum of the three bands) were all decreased,the BRS in VLF(P<0.05)and LF(P<0.01) decreased significantly by statistics;and that,to the SIHR,the BRS in VLF was significantly lower after AVP-V1 administration than in base-line condition,while to normotensive rats,the BRS did not change.It indicates that the facilitating effect of AVP on the beroreflex in SIHR is mainly due to V1-receptor in central nerve system.In summary,the transfer function between SBPV and beat-to -beat interval fluctuation could be an index of BRS.This method can be developed for future clinical application.
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Key words Baroreflex sensitivity Stress Hypertension
1 引 言
压力感受器反射是维持体内平衡的重要调控方式，其调节能力以压力反射敏感性(Baroreflex Sensitivity,BRS)来度量。BRS的改变与某些心血管疾病相关。例如可为心肌梗死后恶性心律失常和猝死的发生提供敏感的预测[1，2]，可作为高血压病的危险因子[3]等。经典的BRS检测是通过物理的(Valsalva法、Cuff法)或化学的(Drug法)方法强制造成血压升高或降低来观察心率变化，定义为血压变化(ΔBP)引起心率变化(ΔI)的敏感程度。以ΔI/ΔBP计算。近年来，随着心血管系统动态反馈和控制机制的研究进展及心率变异性(Heart Rate Variability,HRV)和血压变异性(Blood Pressure Variability,BPV)频谱分析计算的完善，人们提出用HRV和BPV的同步频谱分析中引入互谱和传递函数分析方法，把传递函数的模值作为评估BRS的指标[4，5]。并且将谱分析方法与经典的方法作了比较[4]。从而为BRS的无创检测提供了新的思路。
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2 材料与方法
2.1 实验对象
选用出生后8周SD雄性大鼠，分为正常组(平均体重270 g， n=6)和应激致血压升高大鼠模型组(平均体重252 g， n=6)饲养至第十周。应激组从第八周开始用不间断蜂鸣噪声并笼底铜栅通电电击刺激，上、下午两次(每次持续2 h)。至第十周形成高血压大鼠模型。
2.2 动物实验
用氨基甲酸乙酯(700 mg/kg)和α-氯醛糖(35 mg/kg)腹腔混合麻醉。取仰卧位，气管插管，自主呼吸。在颈部切开皮肤分离一侧颈外静脉颌下支并插管，以备静脉注射或补液用。分离另一侧颈总动脉，将充满1%肝素钠生理盐水溶液的塑料导管插入其向心端，通过三通接口连于血压换能器，再输入八道生理记录仪(NIHON KOHDEN，RM-6000，Japan)记录血压信号。头部做矢状切口，暴露颅骨，在前囟后1.0 mm，冠状缝旁1.5 mm处钻一小孔，将带不锈钢内芯的PE50导管垂直插入，导管内充生理盐水，深度约4.2 mm，抽出内芯，见导管内有微量脑脊液溢出为准。用502胶水和牙托粉将导管固定在颅骨上。
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2.3 信号采集
将动脉血压信号经八道生理记录仪的前置放大输出，输入到磁性数据记录仪(TEAC-R61)的磁带上，供计算机数据分析用。(1)前对照：在手术后1 h动物血压和心率稳定时记录血压信号5 min。(2)微量注射血管升压素V1(AVP-V1)受体阻断剂d(CH2)5Tye(Me)AVP。将已抽取药物溶液的微量进样器套在前面提到的PE50导管上，微量注射1 μl，内含d(CH2)5Tye(Me)AVP 0.3 μg，1 min内匀速注完。给药后15～2 0min药效发挥作用时记录血压信号，连续记录5 min。(高血压模型大鼠的实验重复上述步骤，前对照：n=6，AVP-V1：n=5)
2.4 数据采样
血压信号从磁性数据记录仪(TEAC-R61)的磁带上输出，经1215A A/D采样板(北京工控计算机厂)以500 Hz的采样频率采用386个人计算机。采样后对血压信号进行差分计算，根据斜率寻找波峰，其值通过定标信号量化后作为收缩压时间序列X(i)，[i=1,2…N]。同样根据两个相邻血压波峰点的距离，计算P-P间隔时间序列Y(i)，[i=1，2…N]。
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2.5 功率谱估计和传递函数分析
把上述检出的瞬时收缩压和P-P间隔两个1024点时间序列X(i)、Y(i)分为7段，每段长P=256点，段与段之间交迭128点。每个数据段在去除直流分量后用周期图法求出功率谱密度函数。每个序列中不同的数据段得到的功率谱函数平均后分别得到相应的自功率谱密度函数(Power Spectrum Density,PSD)PSDSBP(f)、PSDPP(f)和互功率谱密度函数(Cross Power Spectum Density,CPSD) CPSDSBP，PP(f)，如以下几式表示：
式中：*表示取共轭。在作出功率谱密度估计后，参考Cerutti[6]对大鼠的血压和心率波动频率的划分，在本实验中，将大鼠收缩压和心率波动的频率划分为极低频VLF(0～0.035 Cycle/Beat)、低频LF(0.035～0.12 Cycle/Beat)、高频HF(0.12～0.32 Cycle/Beat)三个频段，分别计算出VLF、LF和HF频段功率谱密度曲线下的面积，同时确定各谱峰的中心频率。对收缩压(SBP)和心搏间隔的传递函数分析可得到：
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(1) 幅值平方相干函数k2(f)：
其值在0和1之间，在某一频段其值越大则认为SBPV和HRV在该频段内具有良好的线性关系，且在该频段内两者之间的传递函数和相位函数具有统计可靠性。
(2) 传递函数HPP，SBP(f)定义互功率谱密度函数与SBPV的自功率谱密度函数之比：
单位为ms/mmHg
在算出幅值平方相干函数和传递函数模量函数后，按前面所述相同的频率划分标准，将相干函数k2(f)、传递函数模量函数｜H(f)｜和相位函数Φ(f)的频段也分别划分成VLF、LF和HF，在各个频段内将相干系数k2≥0.4的相应频率点的传递函数模量选出来，计算该频段内的平均传递函数模值。每个频段的平均传递函数模值代表相应频段的BRS分量。
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2.6 统计分析
正常组与应激组分别分为对照与AVP-V1受体阻断两种状态进行统计分析。采用Minitab统计软件分析结果。数据用
±s表示。对照状态两组差异用成组t检验(非正态分布时，用非参数Mann-Whitney法)。两组的对照状态和AVP-V1受体阻断状态间用配对t检验(非正态分布时，用非参数Mann-Whitney法)。P<0.05时，差异有显著性意义。
3 结 果
根据线性系统理论，将血压作为系统的输入，心搏间隔作为系统的输出，其传递函数表示在频域上由于输入的变化所引起的输出变化的程度。因而与传统的压力反射敏感性的定义一致。以下我们就将传递函数的模量直接称为压力反射敏感性。表1列出了正常鼠和高血压鼠在前对照状态收缩压值和各频段压力反射敏感性的统计结果。其中VLF、LF和HF各频段处的传递函数模值均为相干系数k2≥0.4的相应频率点处传递函数模量的平均值，单位为ms/mmHg。从表中可以看出对照状态高血压大鼠的基础收缩压明显高于正常鼠。对压力反射敏感性而言，虽然高血压大鼠的总压力反射敏感性和各频段的值都比正常大鼠低，但是VLF频段(P<0.01)、LF频段(P<0.05)的差异更为明显。
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图1所示为高血压大鼠在侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂后收缩压变异性的低频成分明显增加。虽然此时心率变异性也稍有增加，但是没有血压变异性的增加幅度大。其比值所反映的压力反射敏感性在极低频频段下降。如表2所示。而正常大鼠在侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂后，血压变异性并没有明显增加。虽然压力反射敏感性稍有减小，但是并无统计学上的显著意义(表3)。
图1a 高血压大鼠对照状态收缩压变异性
图1b 高血压大鼠侧脑室注射血管加压素V1受体阻断剂后收缩压变异性
Fig 1a Systolic blood pressure variability of stress-induced hypertensive rats in control
, 百拇医药
Fig 1b Systolic blood pressure variability of stress-induced hypertensive rats with adminis-ration of AVP-V1 receptor antagonist
表1 正常组和高血压模型组大鼠压力反射敏感性
Table 1 Baroreflex sensitivity of normotensive and stress-induced hypertensive rats
SBP
(mmHg)
BRSVLF
(ms/mmHg)
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BRSLF
(ms/mmHg)
BRSHF
(ms/mmHg)
BRSTV
(ms/mmHg)
SD(n=6)
1.30
±10.2
0.56
±0.17
0.738
, 百拇医药
±0.24
1.35±0.58
1.04±0.42
SIHR(n=6)
146.1
±9.9
0.33
±0.08
0.358
±0.21
0.73±0.38
0.62±0.28
, 百拇医药
P
<0.05
<0.01
<0.05
ns
ns
SD:Sprague-Dawley rats,正常SD大鼠；SIHR：Stress-induced hypertensive rats,应激致高血压大鼠；ns：no significance,无显著性差异；SBP：Systolic blood pressure,收缩压
表2 应激致高血压大鼠对照状态与侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂后压力反射敏感性
Table 2 Baroreflex sensitivity of hypertensive rats with administration of AVP-V1 receptor antagonist
, 百拇医药
SBP
(mmHg)
BRSVLF
(ms/mmHg)
BRSLF
(ms/mmHg)
BRSHF
(ms/mmHg)
BRSTV
(ms/mmHg)
Control(n=5)
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149.6
±5.39
0.32
±0.10
0.547
±0.09
0.80±0.36
0.69±0.25
AVP-V1(n=50)
139.3
±6.14
0.17
, 百拇医药
±0.10
0.751
±0.33
0.80±0.45
0.69±0.34
P
<0.05
<0.05
ns
ns
ns
表3 正常组对照状态与侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂后压力反射敏感性
, 百拇医药
Table 3 Baroreflex sensitivity of normotensive rats with administration of AVP-V1 receptor antagonist
SBP
(mmHg)
BRSVLF
(ms/mmHg)
BRSLF
(ms/mmHg)
BRSHF
(ms/mmHg)
, 百拇医药
BRSTV
(ms/mmHg)
Control(n=6)
130.0
±10.2
0.56
±0.17
0.738
±0.24
1.35±0.58
1.04±0.42
AVP-V1(n=6)
, 百拇医药
139.9
±11.3
0.42
±0.24
0.517
±0.21
0.87±0.32
0.72±0.27
P
ns
ns
ns
ns
, 百拇医药
ns
4 讨 论
应激致高血压的发病机制为很多研究重视，以往的研究证明中枢内乙酰胆碱、肾上腺皮质激素、血管紧张素Ⅱ以及血管升压素等与其有关。在血流动力学方面，郑达安[9]证明应激致高血压大鼠清醒状态的收缩压和舒张压均明显高于正常大鼠，收缩压变异性和舒张压变异性的低频成分显著增大。本研究进一步证明，应激致高血压大鼠BRS在VLF和LF频段明显减小。其原因可能是由于血压升高引起压力感受器重调定。一般认为压力感受器有域值和饱和现象，表征静态BRS的血压和心率关系的曲线呈S形。在较高血压时，S形曲线的斜率减小，压力反射敏感性下降。
当在侧脑室微量注射AVP-V1受体阻断剂后，血压波动增大，LF频段的BRS进一步减小。陆利民[10]证明应激致高血压大鼠在刺激持续6天后下丘脑AVP-mRNA水平明显高于对照组。并进一步证明外周动脉注射AVP-V1受体阻断剂不引起高血压组大鼠血压降低，而侧脑室注射引起血压降低。他认为其结果提示：紧张应激引起下丘脑内AVP合成及释放的改变可能参与紧张应激引起血压升高的机制，并可能主要通过中枢内的V1受体起作用。本研究的结果从压力反射的角度证实了这一结论。应该说明，压力反射敏感性实际上包含有压力感受器和中枢的两方面作用。孙澍宇[11]通过升高颈动脉窦灌流压引起反射性心率减慢证明血管升压素对压力感受器反射具有易化作用，并认为该易化作用通过V1受体介导。本研究用BRS的传递函数方法也证明了这种易化作用。
, 百拇医药
压力感受性反射在维持体内平衡方面起着重要的作用。高血压、急性心肌梗死、心衰和猝死等多种心血管疾病与压力反射敏感性的改变有关。因此BRS检测方法的研究受到基础医学和临床医学的重视。尤其随着HRV和BPV研究的深入，为无创伤检测BRS提供了可能性。本工作在以往研究HRV[7，8]和BPV[9]的基础上，用传递函数的模量来测定BRS，为进一步研究供临床应用的无创伤检测BRS方法打下基础。
* 自然科学基金资助项目(39570182)
参 考 文 献
1 Cerati D.Single cardiac vagal fiber activity,acute myocardial ischemia,and risk for sudden death.Circ Res.1991；69∶1389
, 百拇医药
2 Farrell TG.Prognostic value of barorefle sensitivity testing after acute myocardial infarction.Br.Heart J.1992；67∶129
3 Babaev AA,Rogoza AN,Kosmacheva ED et al.The baroreceptor reflex as a predictor of crises in arterial hypertension.Kardiologiia.1992;32(5)∶26
4 Robbe HWJ,Mulder LJM,Ruddel H et al.Assessment of baroreceptor reflex sensitivity by means of spectral analysis.Hypertension 1987；10(5)
, 百拇医药
5 Hongikova N, Fiser B,Honzik J.Noninvasive determination of baroreflex sensitivity in by means of spectral analysis.Physiol.Rev,1992;41∶31
6 Cerutti C,Barres C,Paultre C.Baroreflex modulation of blood pressure and heart rate variability in rats:assessment by spectral analysis.Am.J.Physiol.1994;266∶H1993
7 沈霖霖,汤大侃,蒋有铭.心博间隔(R-R)波动的自回归模型分析.上海医科大学学报1991;18(1)∶5
8 沈霖霖,汤大侃,吴国强等.犬缺血和失血状态下心率变异性分析.上海医科大学学报1994;21(5)∶375
9 郑达安,蒋有铭,邹文泉等.清醒大鼠应激时血压变异性的频谱分析.上海医科大学学报1996；23(3)∶211
10 陆利民.紧张应激引起血压升高大鼠中血管升压素及血管升压素受体mRNA的变化，上海医科大学博士论文，1996
11 孙澍宇.血管升压素对压力感受器反射易化作用及其机制的研究.河北医学院博士论文，1993
(收稿：1997-03-27 修回：1997-08-17), 百拇医药(吴国强1 胡冠红1 沈霖霖1 汤大侃1 陆利民2 李 鹏2)
单位：1 (上海医科大学 生物医学工程教研室，上海 200032)；2 (上海医科大学 生理学教研室，上海 200032)
关键词：压力发射敏感性；应激；高血压
生物医学工程学杂志980307 内容摘要 通过心率变异性和血压变异性的频谱分析，计算以血压为输入，心搏间隔为输出的传递函数。以传递函数的模量作为压力发射敏感性(Baroreflex sensitivity,BRS)的指标。采用蜂鸣噪声和电击引起大鼠应激，使其血压升高。实验中记录血压信号。并在侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂。结果：1、高血压组的BRS在极低频和低频段明显低于正常血压大鼠；2、侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂后，正常大鼠的BRS无显著性改变，而高血压组的血压波动明显增大，BRS的极低频段比对照状态进一步减小。实验提示：1、应激致高血压的过程中，血压升高引起压力感受器重调定，导致BRS降低；2、血管升压素对压力发射的易化作用可能主要通过中枢V1受体介导，V1受体的阻断导致BRS的降低。由BRS的谱分析为进一步研究无创伤临床检测手段提供了基础。
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The Measurement of Baroreflex Sensitivity in Stress-Induced
Hypertensive Rats by Spectral Analysis
Wu Guoqiang1 Hu Guanhong1 Shen Linlin1 Tang Dakan1 Lu Limin2 Li Peng2
1(Department of Biomedical Engineering Shanghai Medical University, Shanghai 200032)
2(Department of Physiology Shanghai Medical University, Shanghai 200032)
, 百拇医药
Abstract Simultaneous spectral analysis of short-term systolic blood pressure variability (SBPV) and heart rate variability (HRV) was applied to determine the change of baroreflex sensitivity (BRS) in Sprague-Dawley (SD) rats.The modulus of the transfer function between fluctuations in systolic pressure and beat-to -beat interval would be an appropriate quantification of BRS.The animal experiment was performed on two groups of rats:normotensive rats and stress-induced hypertensive rats (SIHR).V1-receptor antagonist d(CH2)5Tye(Me) AVP of arginine vasopressin (AVP) was microinjected into intracerebroventricle.The results showed that,in base-line condition before administration,although the BRS in very low frequency band(0-0.035 Cycle/Beat,VLF),low frequency band (0.035-0.12 Cycle/Beat,LF),high frequency band (0.12-0.32 Cycle/Beat,HF) and total BRS(the sum of the three bands) were all decreased,the BRS in VLF(P<0.05)and LF(P<0.01) decreased significantly by statistics;and that,to the SIHR,the BRS in VLF was significantly lower after AVP-V1 administration than in base-line condition,while to normotensive rats,the BRS did not change.It indicates that the facilitating effect of AVP on the beroreflex in SIHR is mainly due to V1-receptor in central nerve system.In summary,the transfer function between SBPV and beat-to -beat interval fluctuation could be an index of BRS.This method can be developed for future clinical application.
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Key words Baroreflex sensitivity Stress Hypertension
1 引 言
压力感受器反射是维持体内平衡的重要调控方式，其调节能力以压力反射敏感性(Baroreflex Sensitivity,BRS)来度量。BRS的改变与某些心血管疾病相关。例如可为心肌梗死后恶性心律失常和猝死的发生提供敏感的预测[1，2]，可作为高血压病的危险因子[3]等。经典的BRS检测是通过物理的(Valsalva法、Cuff法)或化学的(Drug法)方法强制造成血压升高或降低来观察心率变化，定义为血压变化(ΔBP)引起心率变化(ΔI)的敏感程度。以ΔI/ΔBP计算。近年来，随着心血管系统动态反馈和控制机制的研究进展及心率变异性(Heart Rate Variability,HRV)和血压变异性(Blood Pressure Variability,BPV)频谱分析计算的完善，人们提出用HRV和BPV的同步频谱分析中引入互谱和传递函数分析方法，把传递函数的模值作为评估BRS的指标[4，5]。并且将谱分析方法与经典的方法作了比较[4]。从而为BRS的无创检测提供了新的思路。
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2 材料与方法
2.1 实验对象
选用出生后8周SD雄性大鼠，分为正常组(平均体重270 g， n=6)和应激致血压升高大鼠模型组(平均体重252 g， n=6)饲养至第十周。应激组从第八周开始用不间断蜂鸣噪声并笼底铜栅通电电击刺激，上、下午两次(每次持续2 h)。至第十周形成高血压大鼠模型。
2.2 动物实验
用氨基甲酸乙酯(700 mg/kg)和α-氯醛糖(35 mg/kg)腹腔混合麻醉。取仰卧位，气管插管，自主呼吸。在颈部切开皮肤分离一侧颈外静脉颌下支并插管，以备静脉注射或补液用。分离另一侧颈总动脉，将充满1%肝素钠生理盐水溶液的塑料导管插入其向心端，通过三通接口连于血压换能器，再输入八道生理记录仪(NIHON KOHDEN，RM-6000，Japan)记录血压信号。头部做矢状切口，暴露颅骨，在前囟后1.0 mm，冠状缝旁1.5 mm处钻一小孔，将带不锈钢内芯的PE50导管垂直插入，导管内充生理盐水，深度约4.2 mm，抽出内芯，见导管内有微量脑脊液溢出为准。用502胶水和牙托粉将导管固定在颅骨上。
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2.3 信号采集
将动脉血压信号经八道生理记录仪的前置放大输出，输入到磁性数据记录仪(TEAC-R61)的磁带上，供计算机数据分析用。(1)前对照：在手术后1 h动物血压和心率稳定时记录血压信号5 min。(2)微量注射血管升压素V1(AVP-V1)受体阻断剂d(CH2)5Tye(Me)AVP。将已抽取药物溶液的微量进样器套在前面提到的PE50导管上，微量注射1 μl，内含d(CH2)5Tye(Me)AVP 0.3 μg，1 min内匀速注完。给药后15～2 0min药效发挥作用时记录血压信号，连续记录5 min。(高血压模型大鼠的实验重复上述步骤，前对照：n=6，AVP-V1：n=5)
2.4 数据采样
血压信号从磁性数据记录仪(TEAC-R61)的磁带上输出，经1215A A/D采样板(北京工控计算机厂)以500 Hz的采样频率采用386个人计算机。采样后对血压信号进行差分计算，根据斜率寻找波峰，其值通过定标信号量化后作为收缩压时间序列X(i)，[i=1,2…N]。同样根据两个相邻血压波峰点的距离，计算P-P间隔时间序列Y(i)，[i=1，2…N]。
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2.5 功率谱估计和传递函数分析
把上述检出的瞬时收缩压和P-P间隔两个1024点时间序列X(i)、Y(i)分为7段，每段长P=256点，段与段之间交迭128点。每个数据段在去除直流分量后用周期图法求出功率谱密度函数。每个序列中不同的数据段得到的功率谱函数平均后分别得到相应的自功率谱密度函数(Power Spectrum Density,PSD)PSDSBP(f)、PSDPP(f)和互功率谱密度函数(Cross Power Spectum Density,CPSD) CPSDSBP，PP(f)，如以下几式表示：
式中：*表示取共轭。在作出功率谱密度估计后，参考Cerutti[6]对大鼠的血压和心率波动频率的划分，在本实验中，将大鼠收缩压和心率波动的频率划分为极低频VLF(0～0.035 Cycle/Beat)、低频LF(0.035～0.12 Cycle/Beat)、高频HF(0.12～0.32 Cycle/Beat)三个频段，分别计算出VLF、LF和HF频段功率谱密度曲线下的面积，同时确定各谱峰的中心频率。对收缩压(SBP)和心搏间隔的传递函数分析可得到：
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(1) 幅值平方相干函数k2(f)：
其值在0和1之间，在某一频段其值越大则认为SBPV和HRV在该频段内具有良好的线性关系，且在该频段内两者之间的传递函数和相位函数具有统计可靠性。
(2) 传递函数HPP，SBP(f)定义互功率谱密度函数与SBPV的自功率谱密度函数之比：
单位为ms/mmHg
在算出幅值平方相干函数和传递函数模量函数后，按前面所述相同的频率划分标准，将相干函数k2(f)、传递函数模量函数｜H(f)｜和相位函数Φ(f)的频段也分别划分成VLF、LF和HF，在各个频段内将相干系数k2≥0.4的相应频率点的传递函数模量选出来，计算该频段内的平均传递函数模值。每个频段的平均传递函数模值代表相应频段的BRS分量。
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2.6 统计分析
正常组与应激组分别分为对照与AVP-V1受体阻断两种状态进行统计分析。采用Minitab统计软件分析结果。数据用
±s表示。对照状态两组差异用成组t检验(非正态分布时，用非参数Mann-Whitney法)。两组的对照状态和AVP-V1受体阻断状态间用配对t检验(非正态分布时，用非参数Mann-Whitney法)。P<0.05时，差异有显著性意义。3 结 果
根据线性系统理论，将血压作为系统的输入，心搏间隔作为系统的输出，其传递函数表示在频域上由于输入的变化所引起的输出变化的程度。因而与传统的压力反射敏感性的定义一致。以下我们就将传递函数的模量直接称为压力反射敏感性。表1列出了正常鼠和高血压鼠在前对照状态收缩压值和各频段压力反射敏感性的统计结果。其中VLF、LF和HF各频段处的传递函数模值均为相干系数k2≥0.4的相应频率点处传递函数模量的平均值，单位为ms/mmHg。从表中可以看出对照状态高血压大鼠的基础收缩压明显高于正常鼠。对压力反射敏感性而言，虽然高血压大鼠的总压力反射敏感性和各频段的值都比正常大鼠低，但是VLF频段(P<0.01)、LF频段(P<0.05)的差异更为明显。
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图1所示为高血压大鼠在侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂后收缩压变异性的低频成分明显增加。虽然此时心率变异性也稍有增加，但是没有血压变异性的增加幅度大。其比值所反映的压力反射敏感性在极低频频段下降。如表2所示。而正常大鼠在侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂后，血压变异性并没有明显增加。虽然压力反射敏感性稍有减小，但是并无统计学上的显著意义(表3)。
图1a 高血压大鼠对照状态收缩压变异性
图1b 高血压大鼠侧脑室注射血管加压素V1受体阻断剂后收缩压变异性
Fig 1a Systolic blood pressure variability of stress-induced hypertensive rats in control
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Fig 1b Systolic blood pressure variability of stress-induced hypertensive rats with adminis-ration of AVP-V1 receptor antagonist
表1 正常组和高血压模型组大鼠压力反射敏感性
Table 1 Baroreflex sensitivity of normotensive and stress-induced hypertensive rats
SBP
(mmHg)
BRSVLF
(ms/mmHg)
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BRSLF
(ms/mmHg)
BRSHF
(ms/mmHg)
BRSTV
(ms/mmHg)
SD(n=6)
1.30
±10.2
0.56
±0.17
0.738
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±0.24
1.35±0.58
1.04±0.42
SIHR(n=6)
146.1
±9.9
0.33
±0.08
0.358
±0.21
0.73±0.38
0.62±0.28
, 百拇医药
P
<0.05
<0.01
<0.05
ns
ns
SD:Sprague-Dawley rats,正常SD大鼠；SIHR：Stress-induced hypertensive rats,应激致高血压大鼠；ns：no significance,无显著性差异；SBP：Systolic blood pressure,收缩压
表2 应激致高血压大鼠对照状态与侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂后压力反射敏感性
Table 2 Baroreflex sensitivity of hypertensive rats with administration of AVP-V1 receptor antagonist
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SBP
(mmHg)
BRSVLF
(ms/mmHg)
BRSLF
(ms/mmHg)
BRSHF
(ms/mmHg)
BRSTV
(ms/mmHg)
Control(n=5)
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149.6
±5.39
0.32
±0.10
0.547
±0.09
0.80±0.36
0.69±0.25
AVP-V1(n=50)
139.3
±6.14
0.17
, 百拇医药
±0.10
0.751
±0.33
0.80±0.45
0.69±0.34
P
<0.05
<0.05
ns
ns
ns
表3 正常组对照状态与侧脑室注射血管升压素V1受体阻断剂后压力反射敏感性
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Table 3 Baroreflex sensitivity of normotensive rats with administration of AVP-V1 receptor antagonist
SBP
(mmHg)
BRSVLF
(ms/mmHg)
BRSLF
(ms/mmHg)
BRSHF
(ms/mmHg)
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BRSTV
(ms/mmHg)
Control(n=6)
130.0
±10.2
0.56
±0.17
0.738
±0.24
1.35±0.58
1.04±0.42
AVP-V1(n=6)
, 百拇医药
139.9
±11.3
0.42
±0.24
0.517
±0.21
0.87±0.32
0.72±0.27
P
ns
ns
ns
ns
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ns
4 讨 论
应激致高血压的发病机制为很多研究重视，以往的研究证明中枢内乙酰胆碱、肾上腺皮质激素、血管紧张素Ⅱ以及血管升压素等与其有关。在血流动力学方面，郑达安[9]证明应激致高血压大鼠清醒状态的收缩压和舒张压均明显高于正常大鼠，收缩压变异性和舒张压变异性的低频成分显著增大。本研究进一步证明，应激致高血压大鼠BRS在VLF和LF频段明显减小。其原因可能是由于血压升高引起压力感受器重调定。一般认为压力感受器有域值和饱和现象，表征静态BRS的血压和心率关系的曲线呈S形。在较高血压时，S形曲线的斜率减小，压力反射敏感性下降。
当在侧脑室微量注射AVP-V1受体阻断剂后，血压波动增大，LF频段的BRS进一步减小。陆利民[10]证明应激致高血压大鼠在刺激持续6天后下丘脑AVP-mRNA水平明显高于对照组。并进一步证明外周动脉注射AVP-V1受体阻断剂不引起高血压组大鼠血压降低，而侧脑室注射引起血压降低。他认为其结果提示：紧张应激引起下丘脑内AVP合成及释放的改变可能参与紧张应激引起血压升高的机制，并可能主要通过中枢内的V1受体起作用。本研究的结果从压力反射的角度证实了这一结论。应该说明，压力反射敏感性实际上包含有压力感受器和中枢的两方面作用。孙澍宇[11]通过升高颈动脉窦灌流压引起反射性心率减慢证明血管升压素对压力感受器反射具有易化作用，并认为该易化作用通过V1受体介导。本研究用BRS的传递函数方法也证明了这种易化作用。
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压力感受性反射在维持体内平衡方面起着重要的作用。高血压、急性心肌梗死、心衰和猝死等多种心血管疾病与压力反射敏感性的改变有关。因此BRS检测方法的研究受到基础医学和临床医学的重视。尤其随着HRV和BPV研究的深入，为无创伤检测BRS提供了可能性。本工作在以往研究HRV[7，8]和BPV[9]的基础上，用传递函数的模量来测定BRS，为进一步研究供临床应用的无创伤检测BRS方法打下基础。
* 自然科学基金资助项目(39570182)
参 考 文 献
1 Cerati D.Single cardiac vagal fiber activity,acute myocardial ischemia,and risk for sudden death.Circ Res.1991；69∶1389
, 百拇医药
2 Farrell TG.Prognostic value of barorefle sensitivity testing after acute myocardial infarction.Br.Heart J.1992；67∶129
3 Babaev AA,Rogoza AN,Kosmacheva ED et al.The baroreceptor reflex as a predictor of crises in arterial hypertension.Kardiologiia.1992;32(5)∶26
4 Robbe HWJ,Mulder LJM,Ruddel H et al.Assessment of baroreceptor reflex sensitivity by means of spectral analysis.Hypertension 1987；10(5)
, 百拇医药
5 Hongikova N, Fiser B,Honzik J.Noninvasive determination of baroreflex sensitivity in by means of spectral analysis.Physiol.Rev,1992;41∶31
6 Cerutti C,Barres C,Paultre C.Baroreflex modulation of blood pressure and heart rate variability in rats:assessment by spectral analysis.Am.J.Physiol.1994;266∶H1993
7 沈霖霖,汤大侃,蒋有铭.心博间隔(R-R)波动的自回归模型分析.上海医科大学学报1991;18(1)∶5
8 沈霖霖,汤大侃,吴国强等.犬缺血和失血状态下心率变异性分析.上海医科大学学报1994;21(5)∶375
9 郑达安,蒋有铭,邹文泉等.清醒大鼠应激时血压变异性的频谱分析.上海医科大学学报1996；23(3)∶211
10 陆利民.紧张应激引起血压升高大鼠中血管升压素及血管升压素受体mRNA的变化，上海医科大学博士论文，1996
11 孙澍宇.血管升压素对压力感受器反射易化作用及其机制的研究.河北医学院博士论文，1993
(收稿：1997-03-27 修回：1997-08-17), 百拇医药(吴国强1 胡冠红1 沈霖霖1 汤大侃1 陆利民2 李 鹏2)