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前言
肥胖相关高血压在现代社会越来越普遍,而且日趋年轻化。我国目前高血压病发病率大幅上升,肥胖症发生率也呈明显上升趋势。目前研究肥胖的模型主要是通过基因改良技术获得的遗传性肥胖动物模型,而人类社会中营养性肥胖是占绝对多数。本研究是以高脂饮食诱导大鼠肥胖相关高血压的发生为模型,与现代社会高血压的发病更为接近,对我国高血压病的防治有更为积极的意义。
妊娠高血压综合征(简称妊高征)是孕产妇最常见的心血管合并症,发病机制尚未阐明,成为治疗上的难点。本研究从大鼠妊娠期肾脏生理变化因素着手,研究影响血流动力学有关的通路,进而调节这些通路,观察其对大鼠妊娠的影响。
花生四烯酸的细胞色素P450(cytochrome P450,简称CYP)代谢通路,是近年来心血管领域研究的一个新热点。不同于人们所熟知的花生四烯酸环氧化酶途径(COX)和脂氧化酶途径(LOX),花生四烯酸主要通过血管内皮细胞CYP的表氧化反应,生成EETs(环氧二十碳烯酸,epoxyeicosatrienoic acids,简称EETs),包括5,6-,8,9-,11,12-和14,15-EET,在大鼠肾脏产生EETs最主要的CYP酶是CYP2C和CYP2J家族,它们能被某些物质抑制,如(N—Methane-Sulfonyl-6-(2-Proparyloxyphenyl)Hexanamide,简称MSPPOH,就是一种EETS特异性抑制剂,它也可被某些物质所诱导,例如非诺贝特(fenofibrate)等。EETs不稳定,在体内经过sEH(soluble epoxide hydrolase)降解成为活性很低的DHETs(dihydroxyeicosatrienoic acids),因此抑制sEH的活性,可提升EETs的水平,如(1 2-(3-adamantan-1-yl-ureido)dodecanoic acid),简称为AUDA,就是其中一种sEH特异性很强的抑制剂。EETs在心血管疾病中的作用,体现为EETs在肾脏有很强的调控血压的效应,包括促进尿钠排泄和直接扩张血管,被认为是内皮源性超极化因子(endothelium—derived hyperpolarizing factors,EDHFs)。是除一氧化氮之外,内皮分泌的重要扩血管物质,在高血压的病理生理作用正逐步受到国内外学者的关注。本研究试图从EETs下调的角度探讨高脂饮食诱导的大鼠肥胖相关高血压的发病机制,明确肾脏EETs在调节系统血压中的作用,并通过诱导EETs合成或抑制其降解,两方面提升EETs来降低肥胖相关高血压;妊娠过程中,EETs存在上调,本实验通过抑制EETs的合成来模拟妊高征的病理现象。
第一部分肾脏EETs在大鼠肥胖相关高血压发病机制的研究研究
目的:
探讨EETs下调在大鼠肥胖相关高血压发病机制中的作用。
材料和方法:
1.高脂饮食所致肥胖相关高血压大鼠模型的建立:将16只3周龄的雄性SD大鼠持续高脂饮食喂养至12周龄,检测它与正常饮食组大鼠(N=16)的体重、脂肪体重比、血压、钠平衡,肾脏血流动力学等指标,从肾脏分离皮质、髓质和乳头部以及微血管进行western blot和反相HPLC,比较高脂饮食诱导的肥胖相关高血压与正常饮食大鼠的CYP表氧化物酶表达和活性,以及钠离子通道表达水平。
2.上调EETs对高脂饮食所致肥胖相关高血压的影响:将高脂饮食大鼠60只,随机化分为5组:①菲诺贝特组,口饲fenofibrate30mg/kg/d,连续14天,②菲诺贝特组+MSPPOH在给予fenofibrate同时,给予MSPPOH20 mg/kg/d,③ALIDA组,给予AuDA50mg/L,在饮用水中,④MSPPOH组,单纯给予MSPPOH,⑤溶媒对照组(高脂饲料饮食,Vehicle group),参照组④注入同等体积的溶媒,上述分组,每组12只。检测上述5组高脂饮食的大鼠肾脏血流动力学、免疫组化、westem blot和反相HPLC,观察EEllS对血压等生理指标的影响,以及非诺贝特对CYP表氧化物酶谱等变化。
结果:
幼年雄性SD大鼠持续高脂饮食喂养到11周龄后,体重和sBP,均明显高于正常饮食组(414±7 vs 357±6 g,160±4vs 139±2 mmHg),脂肪体重比升高一倍(0.043±0.003vs0.021±0.007),同时存在明显钠潴留和肾脏血流动力学异常,肾血流和肾小球滤过率增高(10.3±1vs7.8±1 ml/min,1.6±0.11vs1.1±0.10 ml/min)。同时肾脏βENaC和NHE3等钠离子通道表达增加60%和45%,westem blot显示肾皮质、髓质和乳头部CYP酶谱表达下降,反相HPLC显示肾皮质CYP酶产生EETs的活性降低(78±23 vs 1 35±27pmol/mg/min),而肾微血管变化不大。
非诺贝特(30mg/kg/d)能降低高脂饮食所致的肥胖相关高血压(115±3.6vs138±8.6mmHg),增加RBF(11.7±2 vs.9.6±1ml/min),降低RVR(8.7±1.2 vs.13.3±1.5 mmHg/ml/min)和GFR(1.22±0.12vsl.61±0.11 ml/min),同时western blot 和免疫组化均显示非诺贝特能增加肾皮质和肾微血管CYP酶谱表达,EETS产生的活性也明显增加(232±40 vs.65±30pmol/mg/min)。在ALIDA组(50mg/L)也可见到与非诺贝特一致的生理效应,包括降低血压,减少钠潴留,改善肾脏血流动力学等。
结论:
1.给予幼年雄性SD大鼠持续高脂饮食,可导致成年后大鼠发生肥胖相关高血压,伴有肾血流和肾小球滤过率增加。
2.高脂饮食所致肥胖相关高血压中肾脏花生四烯酸的表氧化物酶表达和表氧化产物EETs均明显降低。
3.高脂饮食所致肥胖相关高血压与钠潴留有关,钠通道表达上调可能是其重要机制。
4.促进肾脏花生四烯酸的表氧化产物EETs的产生或者抑制其灭活,可以促进钠排泄,改善肾脏血流动力学,降低血压。
第二部分:肾脏EETs在大鼠妊高征发病机制的作用研究研究
目的:探讨EETs下调在大鼠妊高征发病机制中的作用。
材料和方法:
1.大鼠妊娠过程中CYP在肾近曲小管和微血管表达变化:SD大鼠妊娠早期、中期和晚期各6只,取肾脏,分离近曲小管和。肾微血管,匀浆后进行western blot,检测近曲小管和肾微血管在不同妊娠周期CYP表氧化物酶谱表达的特点。
2.抑制EETS对妊娠期大鼠血流动力学、钠平衡和胎儿发育的影响:将妊娠第14天大鼠和同龄非妊娠大鼠(各12只),随机平分为对照组和MSPPOH组,每组6只,剂量20mg/kg/d,从尾静脉注射,连续4天,对照组给予同等体积的溶媒。然后进行钠平衡实验、再测定MAp,RBF,RVR和GFR等肾脏血流动力学参数,取肾脏,分离皮质、近曲小管和肾微血管进行western blot和反相HPLC 检查MSPPOH对其CYP表氧化物酶表达和活性的影响,取出妊娠第19天的胎儿和胎盘,测量胎儿和胎盘的尺寸和重量。
3.抑制EETs对所产下幼鼠存活、体长和重量的影响。分为对照组(正常妊娠组),低剂量组(3d)和高剂量组(6d),每组6只,低剂量组在大鼠妊娠d18-20注入20mg/kg/dMSPPOH,高剂量组在在妊娠d13-18注入20mg/kg/dMSPPOH,正常组注入溶媒,统计产下胎儿的存活率,胎儿大小和重量。
结果:
大鼠妊娠过程中,无论是肾近曲小管还是肾微血管,CYP表氧化物酶表达均比非妊娠大鼠明显增加,包括CYP2C23,2C11,2J2,且以妊娠中期最为明显,同时尿钠排泄也明显增加。
连续4天20mg/kg/d的MSPPOH静脉注射可造成妊娠大鼠MAP和RVR明显升高(122±9.2vsl00±6.6mmHg,28±4.6vsl7±3.5mmHg/ml/min),RBF和GFR下降(3±0.6vs 6±1.2 ml/min,1.5±0.1vsl.9±0.2ml/min),以及钠排泄减少(O.9±0.20 vs1.4±O.15meq/24h)‘,钠平衡增加(2.1±0.1,5vs1.75±0.18 meq/24h)。而MSPPOH对非妊娠大鼠却没有相应的效应。
同时MSPPOH可引起胎儿发育受阻,胎儿的重量与尺寸均明显减低(1.78±0.32vs3.04±0.58cm,P<0.05;1.8±0.39vs2.76±0.6lg,p<0.05)。同时所产下胎儿的死亡率也随着MSPPOH注射的量的增加而增高(22±7%(d6),12±4(d3)%vs 0%)。
结论:
1.正常妊娠过程肾脏CYP表氧化物酶表达增加,而抑制EETs的合成,可造成血压升高,肾血流动力学异常和胎儿发育受阻。
2.抑制肾脏EETs的合成所致妊娠期血压升高,与尿钠排泄减少有关。