内皮素受体拮抗剂预防低氧性肺动脉高压的实验研究
作者：程德云 陈文彬
单位：610041 成都，华西医科大学附属第一医院内科
关键词：
中华内科杂志990917 内皮细胞合成的内皮素(ET)具有极强的促肺血管平滑肌细胞收缩和增生的作用。慢性低氧可引起血浆及肺组织匀浆中ET-1水平升高，ET通过与ET-1选择性受体(ETA)或非选择性受体(ETB)结合，参与慢性低氧性肺动脉高压的发病过程。为进一步探讨ET在低氧性肺动脉高压发病中的作用，本研究采用ETA受体拮抗剂BQ-123进行预防处理，观察其对低氧性肺动脉高压的预防效应。
一、材料和方法
1.动物模型的复制：雄性Wistar大鼠30只，体重200～220 g。分为低氧组、BQ-123组和对照组，每组10只。低氧组：将大鼠置于自制常压低氧舱内，向舱内充入氮气，调控舱内氧浓度使其维持在(10.0±0.5)%，进行间断性低氧，每天8小时，每周6天，共3周。每天低氧前后腹腔内注射生理盐水0.5 ml。BQ-123组：低氧处理同低氧组，每天低氧前后腹腔内注射BQ-123 40 mg.kg-1.d-1。对照组不进行低氧处理，腹腔内注射生理盐水0.5 ml。
, 百拇医药
2.肺血流动力学和右心室肥厚的检测：大鼠腹腔内注射戊巴比妥钠33 mg/kg。经右侧颈外静脉插入微导管至肺动脉，测定平均肺动脉压(mPAP)，以阻抗微分法测定心输出量(CO)，计算肺血管阻力(PVR)。剖胸取出大鼠心脏置于10%中性甲醛液中固定1周，剪去心房组织，沿室间隔边缘分离出右心室(RV)和左心室(LV)加室间隔(S)，用滤纸吸干水分后称量RV和LV+S，以RV/(LV+S)比值来反映右心室肥厚。
3.大鼠肺血管组织学检查：取大鼠左肺以10%中性甲醛溶液固定，石蜡包埋切片，弹力纤维染色，观察肺小动脉形态学变化。用QTM970型图象分析仪测量呼吸性细支气管及肺泡管伴行的肺小动脉外径、管壁厚度、血管总面积及管壁面积，计算出管壁厚度占外径的百分比(WT%)和管壁面积占血管总面积的百分比(WA%)。
4.ET-1含量检测：经大鼠肺动脉采血2 ml，加于含10% EDTA和胰肽酶的预冷试管内，低温下分离出血浆备测。ET-1检测试剂盒购于北京东亚免疫技术研究所。按检测药盒说明书所述步骤进行操作测定血浆ET-1含量。
, 百拇医药
5.统计学方法：数据用
±s表示，两样本均数比较采用t检验。
二、结果
1.低氧组大鼠mPAP、PVR和RV/(LV+S)比值均明显高于对照组(P<0.01)，说明已形成肺动脉高压和右心室肥厚。低氧组大鼠血浆ET-1含量明显高于对照组，两组比较差异有显著性 (P<0.01)。图象分析结果表明，低氧大鼠肺小动脉管壁增厚及管壁面积增加，表现为WT%和WA%显著高于对照组(P<0.01)。BQ-123组大鼠在低氧3周后，肺动脉压仅有轻微升高和右心室肥厚，血浆ET-1水平与低氧组比较无明显差异，见表1。
表1 BQ-123对低氧性肺动脉高压的预防效应(±s) 组别
, http://www.100md.com
鼠数
(只)
平均肺动脉压
(mm Hg)
肺血管阻力
(mm Hg.s-1.L-1)
RV/
(LV+S)
内皮素-1
(ng/L)
管壁厚度
(μm)
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WT%
管壁面积
(μm2)
WA%
对照组
10
15.3±2.0
312.2±40.9
0.263±0.050
128.3±28.1
1.51±0.21
15.6±1.9
, 百拇医药
106.3±15.8
27.2±2.1
低氧组
10
29.3±3.3*
711.9±89.2*
0.355±0.045*
192.3±43.1*
3.34±0.27
32.8±2.5*
186.7±33.2*
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51.3±3.6*
BQ-123组
10
19.6±2.4
435.5±51.1
0.291±0.044
214.8±45.3*
1.96±0.23
23.4±2.2
126.5±26.9
35.2±2.8
, http://www.100md.com
注：RV：右心室；LV：左心室；S：室间隔；WT%：管壁厚度占外径的百分比；WA%：管壁面积占血管总面积的百分比；1 mm Hg=0.133 kPa*P<0.01 2.肺组织弹力纤维染色显示，对照组大鼠肺小动脉管壁较薄、管腔较大(图1)；低氧组大鼠肺小动脉管壁增厚，管腔狭窄，呈现显著的肺血管重建现象(图2)；BQ-123组大鼠无明显的肺血管管壁增厚(图3)。
图1 大鼠肺小动脉管壁较薄，管腔较大
图2 大鼠肺小动脉管壁增厚，管腔狭窄，呈现肺血管重建现象
, http://www.100md.com
图3 大鼠肺血管管壁无明显增厚 均为弹力纤维染色×400
讨论 低氧3周后大鼠mPAP、PVR及RV/(LV+S)比值均显著升高，提示形成了肺动脉高压和右心室肥厚。弹力纤维染色见低氧组肺小动脉管壁明显增厚和管腔狭窄，图象分析结果显示其WT%和WA%均显著增高，说明在低氧性肺动脉高压形成过程中出现了显著的肺血管重建。低氧组大鼠血浆ET-1水平明显升高，说明在低氧条件下，ET-1的合成和分泌增加。ET与其受体结合后通过G蛋白和肌醇磷酸系统而发挥作用。目前已克隆出ETA和ETB两种ET受体，ETA受体主要分布于肺血管和支气管平滑肌，介导肺血管和支气管收缩。
抑制ET与其受体的结合可阻抑低氧所致的肺血管重建。BQ-123为一种高选择性ETA受体拮抗剂，对ET-1介导的人肺血管平滑肌细胞增生[1]和大鼠肺血管环收缩[2]均具有明显的抑制作用。对野百合碱所致的大鼠肺动脉高压模型，BQ-123亦可预防其肺血管重建和右心室肥厚[3]；对急慢性低压低氧及慢性常压低氧所致的肺动脉高压，BQ-123均具有明显的预防作用[4，5]。本研究发现，经BQ-123处理的大鼠，在低氧3周后其mPAP、PVR、RV/(LV+S)、WT%和WA%均明显低于未经BQ-123处理的低氧大鼠，说明BQ-123可有效地预防低氧所致的肺动脉高压、肺血管重建和右心室肥厚。BQ-123通过阻断ET与ETA受体的相互作用，抑制了ET对肺血管平滑肌的收缩和促增生作用，从而削弱了低氧所致肺血管收缩和肺血管重建；但BQ-123不能影响低氧介导ET合成的作用，故BQ-123组大鼠血浆ET-1水平仍明显高于正常，与低氧组血浆ET水平相近。因此，我们认为ET参与低氧性肺动脉高压和肺血管重建的形成，阻断ET与其受体结合的拮抗剂对低氧性肺动脉高压具有较好的预防效应。
, 百拇医药
参考文献
[1] Zamora MA, Dempsey EC, Walchak SJ, et al. BQ-123, an ETA receptor antagonist, inhibits endothelin-1-mediated proliferation of human pulmonary artery smooth muscle cells. Am J Respir Cell Mol Biol, 1993, 9: 429-433.
[2] Bonvallet ST, Oka M, Yano M, et al. BQ-123, an ETA receptor antagonist, attenuates endothelin-1-induced vasoconstriction in rat pulmonary circulation. J Cardiovasc Pharmacol, 1993, 22: 39-43.
, 百拇医药
[3] Miyauchi T, Yorikane R, Sakai S, et al. Contribution of endogenous endothelin-1 to the progression of cardiopulmonary alterations in rats with monocrotaline-induced pulmonary hypertension. Circ Res, 1993, 73: 887-897.
[4] Oparil S, Chen SJ, Meng QC, et al. Endothelin-A receptor antagonist prevents acute hypoxia-induced pulmonary hypertension in the rat. Am J Physiol, 1995, 268(1 Pt 1): L95-L100.
[5] Bonvallet ST, Zamora MR, Hasunuma K, et al. BQ123, an ETA-receptor antagonist, attenuates hypoxic pulmonary hypertension in rats. Am J Physiol, 1994, 266(4 Pt 2): H1327-H1331.
(收稿：1999-01-04 修回：1999-05-20), 百拇医药
单位：610041 成都，华西医科大学附属第一医院内科
关键词：
中华内科杂志990917 内皮细胞合成的内皮素(ET)具有极强的促肺血管平滑肌细胞收缩和增生的作用。慢性低氧可引起血浆及肺组织匀浆中ET-1水平升高，ET通过与ET-1选择性受体(ETA)或非选择性受体(ETB)结合，参与慢性低氧性肺动脉高压的发病过程。为进一步探讨ET在低氧性肺动脉高压发病中的作用，本研究采用ETA受体拮抗剂BQ-123进行预防处理，观察其对低氧性肺动脉高压的预防效应。
一、材料和方法
1.动物模型的复制：雄性Wistar大鼠30只，体重200～220 g。分为低氧组、BQ-123组和对照组，每组10只。低氧组：将大鼠置于自制常压低氧舱内，向舱内充入氮气，调控舱内氧浓度使其维持在(10.0±0.5)%，进行间断性低氧，每天8小时，每周6天，共3周。每天低氧前后腹腔内注射生理盐水0.5 ml。BQ-123组：低氧处理同低氧组，每天低氧前后腹腔内注射BQ-123 40 mg.kg-1.d-1。对照组不进行低氧处理，腹腔内注射生理盐水0.5 ml。
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2.肺血流动力学和右心室肥厚的检测：大鼠腹腔内注射戊巴比妥钠33 mg/kg。经右侧颈外静脉插入微导管至肺动脉，测定平均肺动脉压(mPAP)，以阻抗微分法测定心输出量(CO)，计算肺血管阻力(PVR)。剖胸取出大鼠心脏置于10%中性甲醛液中固定1周，剪去心房组织，沿室间隔边缘分离出右心室(RV)和左心室(LV)加室间隔(S)，用滤纸吸干水分后称量RV和LV+S，以RV/(LV+S)比值来反映右心室肥厚。
3.大鼠肺血管组织学检查：取大鼠左肺以10%中性甲醛溶液固定，石蜡包埋切片，弹力纤维染色，观察肺小动脉形态学变化。用QTM970型图象分析仪测量呼吸性细支气管及肺泡管伴行的肺小动脉外径、管壁厚度、血管总面积及管壁面积，计算出管壁厚度占外径的百分比(WT%)和管壁面积占血管总面积的百分比(WA%)。
4.ET-1含量检测：经大鼠肺动脉采血2 ml，加于含10% EDTA和胰肽酶的预冷试管内，低温下分离出血浆备测。ET-1检测试剂盒购于北京东亚免疫技术研究所。按检测药盒说明书所述步骤进行操作测定血浆ET-1含量。
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5.统计学方法：数据用
±s表示，两样本均数比较采用t检验。二、结果
1.低氧组大鼠mPAP、PVR和RV/(LV+S)比值均明显高于对照组(P<0.01)，说明已形成肺动脉高压和右心室肥厚。低氧组大鼠血浆ET-1含量明显高于对照组，两组比较差异有显著性 (P<0.01)。图象分析结果表明，低氧大鼠肺小动脉管壁增厚及管壁面积增加，表现为WT%和WA%显著高于对照组(P<0.01)。BQ-123组大鼠在低氧3周后，肺动脉压仅有轻微升高和右心室肥厚，血浆ET-1水平与低氧组比较无明显差异，见表1。
表1 BQ-123对低氧性肺动脉高压的预防效应(
±s) 组别, http://www.100md.com
鼠数
(只)
平均肺动脉压
(mm Hg)
肺血管阻力
(mm Hg.s-1.L-1)
RV/
(LV+S)
内皮素-1
(ng/L)
管壁厚度
(μm)
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WT%
管壁面积
(μm2)
WA%
对照组
10
15.3±2.0
312.2±40.9
0.263±0.050
128.3±28.1
1.51±0.21
15.6±1.9
, 百拇医药
106.3±15.8
27.2±2.1
低氧组
10
29.3±3.3*
711.9±89.2*
0.355±0.045*
192.3±43.1*
3.34±0.27
32.8±2.5*
186.7±33.2*
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51.3±3.6*
BQ-123组
10
19.6±2.4
435.5±51.1
0.291±0.044
214.8±45.3*
1.96±0.23
23.4±2.2
126.5±26.9
35.2±2.8
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注：RV：右心室；LV：左心室；S：室间隔；WT%：管壁厚度占外径的百分比；WA%：管壁面积占血管总面积的百分比；1 mm Hg=0.133 kPa*P<0.01 2.肺组织弹力纤维染色显示，对照组大鼠肺小动脉管壁较薄、管腔较大(图1)；低氧组大鼠肺小动脉管壁增厚，管腔狭窄，呈现显著的肺血管重建现象(图2)；BQ-123组大鼠无明显的肺血管管壁增厚(图3)。
图1 大鼠肺小动脉管壁较薄，管腔较大
图2 大鼠肺小动脉管壁增厚，管腔狭窄，呈现肺血管重建现象
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图3 大鼠肺血管管壁无明显增厚 均为弹力纤维染色×400
讨论 低氧3周后大鼠mPAP、PVR及RV/(LV+S)比值均显著升高，提示形成了肺动脉高压和右心室肥厚。弹力纤维染色见低氧组肺小动脉管壁明显增厚和管腔狭窄，图象分析结果显示其WT%和WA%均显著增高，说明在低氧性肺动脉高压形成过程中出现了显著的肺血管重建。低氧组大鼠血浆ET-1水平明显升高，说明在低氧条件下，ET-1的合成和分泌增加。ET与其受体结合后通过G蛋白和肌醇磷酸系统而发挥作用。目前已克隆出ETA和ETB两种ET受体，ETA受体主要分布于肺血管和支气管平滑肌，介导肺血管和支气管收缩。
抑制ET与其受体的结合可阻抑低氧所致的肺血管重建。BQ-123为一种高选择性ETA受体拮抗剂，对ET-1介导的人肺血管平滑肌细胞增生[1]和大鼠肺血管环收缩[2]均具有明显的抑制作用。对野百合碱所致的大鼠肺动脉高压模型，BQ-123亦可预防其肺血管重建和右心室肥厚[3]；对急慢性低压低氧及慢性常压低氧所致的肺动脉高压，BQ-123均具有明显的预防作用[4，5]。本研究发现，经BQ-123处理的大鼠，在低氧3周后其mPAP、PVR、RV/(LV+S)、WT%和WA%均明显低于未经BQ-123处理的低氧大鼠，说明BQ-123可有效地预防低氧所致的肺动脉高压、肺血管重建和右心室肥厚。BQ-123通过阻断ET与ETA受体的相互作用，抑制了ET对肺血管平滑肌的收缩和促增生作用，从而削弱了低氧所致肺血管收缩和肺血管重建；但BQ-123不能影响低氧介导ET合成的作用，故BQ-123组大鼠血浆ET-1水平仍明显高于正常，与低氧组血浆ET水平相近。因此，我们认为ET参与低氧性肺动脉高压和肺血管重建的形成，阻断ET与其受体结合的拮抗剂对低氧性肺动脉高压具有较好的预防效应。
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参考文献
[1] Zamora MA, Dempsey EC, Walchak SJ, et al. BQ-123, an ETA receptor antagonist, inhibits endothelin-1-mediated proliferation of human pulmonary artery smooth muscle cells. Am J Respir Cell Mol Biol, 1993, 9: 429-433.
[2] Bonvallet ST, Oka M, Yano M, et al. BQ-123, an ETA receptor antagonist, attenuates endothelin-1-induced vasoconstriction in rat pulmonary circulation. J Cardiovasc Pharmacol, 1993, 22: 39-43.
, 百拇医药
[3] Miyauchi T, Yorikane R, Sakai S, et al. Contribution of endogenous endothelin-1 to the progression of cardiopulmonary alterations in rats with monocrotaline-induced pulmonary hypertension. Circ Res, 1993, 73: 887-897.
[4] Oparil S, Chen SJ, Meng QC, et al. Endothelin-A receptor antagonist prevents acute hypoxia-induced pulmonary hypertension in the rat. Am J Physiol, 1995, 268(1 Pt 1): L95-L100.
[5] Bonvallet ST, Zamora MR, Hasunuma K, et al. BQ123, an ETA-receptor antagonist, attenuates hypoxic pulmonary hypertension in rats. Am J Physiol, 1994, 266(4 Pt 2): H1327-H1331.
(收稿：1999-01-04 修回：1999-05-20), 百拇医药