摘要：探讨一氧化氮(NO)对二肾一夹(2K1C)肾性高血压大鼠主动脉功能的影响。实验分为5组: 假手术、 2K1C、 卡托普利(captopril)、NAME(Nω-Nitro-L-arginine methyl ester)和精氨酸组。结果显示: 在2K1C组, 大鼠手术后4周的平均动脉压显著升高, 主动脉对ACh的舒张反应明显减弱,对苯肾上腺素的收缩反应明显增强, 主动脉壁环鸟苷酸(cGMP)含量显著减少。卡托普利可完全逆转2K1C组大鼠的上述改变。L-精氨酸能使2K1C大鼠异常的主动脉反应性部分恢复,主动脉壁的cGMP含量显著升高。用一氧化氮合酶抑制剂L-NAME处理2K1C大鼠, 血压进一步升高, 主动脉对ACh的舒张反应进一步减弱, cGMP含量减少,而苯肾上腺素的收缩反应未受明显影响。结果提示: 2K1C肾性高血压大鼠的主动脉内皮功能失调与NO生成和释放减少、 肾素-血管紧张素系统活性增强有关,这些因素可能参与2K1C大鼠高血压的发生和维持。一氧化氮(NO)是在一氧化氮合酶(NOS)催化下由L-精氨酸生成的。NO通过激活可溶性鸟苷酸环化酶合成cGMP发挥其生理作用。NO具有舒张血管的作用,参与血管张力的调节［1］; 长期服用 L- 精氨酸的自发性高血压大鼠(SHR), 心肌肥厚明显减轻, 血压水平却无明显改变［2］。 据报道,原发性高血压病人［3］和易卒中自发性高血压大鼠(SHRSP)［4］的血管对ACh舒张反应明显减弱, 提示血管内皮功能受损。二肾一夹(2K1C)肾性高血压早期,血浆和心血管组织的肾素-血管紧张素系统(RAS)活性明显升高［5］。2K1C肾性高血压大鼠的血管功能有无受损? NO和RAS在血管功能受损中起何作用?这是本研究的主要目的。实验用2K1C肾性高血压大鼠, 分别给予血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)卡托普利、 NO底物L-精氨酸或NOS抑制剂L-NAME,探讨NO和RAS在2K1C肾性高血压大鼠血管功能受损中的作用。

动物雄性SD大鼠(150～200 g), 购自中山医科大学动物中心。用戊巴比妥钠(0.05 g/kg,ip)麻醉后,按照我们过去的方法［6］制备2K1C肾性高血压模型。假手术组的大鼠只作左肾动脉分离而不上银夹。术后将这些大鼠分成5组: (1)假手术组(sham group, n=12); (2)2K1C组(2K1C group,n=12); (3)卡托普利组(Capt group, n=12),在2K1C大鼠饮水中加入卡托普利0.3 g/L; (4)NAME组(NAME group,n=13), 在2K1C大鼠饮水中加入L-NAME 0.3 g/L; (5) L-精氨酸组(Arg group, n=14), 在2K1C大鼠的饮水中加入L-精氨酸5 g/L。所有药物均用自来水配制,每天配一次。假手术组和2K1C组大鼠只饮不含药物的自来水。术后4周进行实验。上述药物均购自Sigma公司。

主动脉收缩、 舒张反应取出大鼠胸主动脉, 放在盛有Kreb′s溶液的培养皿中, 并通以95％ O2-5％CO2 混合气。清除血液、 脂肪和结缔组织,将主动脉剪成3～4 mm长的动脉环。动脉环固定在10 ml的浴槽中, 标本负荷1.5 g, 平衡2 h, 期间每20 min换Kreb′s溶液一次。Kreb′s溶液的成分为(mmol/L): naCl 115.0, KCl 4.6, MgSO4 1.16, NaH2PO4 1.16, NaHCO3 21.9, CaCl2 2.5,葡萄糖 11.0; pH 7.4。溶液通以95％O2-5％CO2混合气, 温度37±0.5℃。用上海大华仪表厂生产的XWTD-464型台式自动平衡记录仪记录肌张力的变化。

当苯肾上腺素(3×10－6 mol/L)引起动脉收缩达到稳定状态后, ACh(10－9～10－4 mol/L)或硝普钠(10－10～10－5 mol/L)以累积的方式加入浴槽; 苯肾上腺素(10－8～10－5 mol/L, phenylephrine,PE)直接以累积方式加入浴槽。每做好一种药物的剂量-反应曲线,用37℃的kreb′s液冲洗6次, 温育30 min, 待曲线恢复至基础张力后, 再作下一步实验。每一动脉环只做3个剂量-反应曲线。实验结束后,称各主动脉环的湿重。主动脉环对苯肾上腺素的收缩以g张力／g组织表示, 而ACh或硝普钠引起的松弛以其占3×10－6 mol/L苯肾上腺素预收缩时引起的最大收缩的百分数表示。

cGMP的测定取胸主动脉约50 mg, 用 ～125I-cGMP RIA 试剂盒, 按照说明书要求进行cGMP含量测定。

结果处理和统计分析结果用平均值±标准差表示, 用SPSS软件包中的单因素方差分析作统计学处理, 以P＜0.05作为有显著性差异的界限。

实验结果如下:

1．平均动脉压

2K1C组大鼠的MAP比假手术组大鼠明显升高(22.9±1.6 kPa对16.9±1.3 kPa, p＜0.01)。卡托普利处理可使MAP降至15.2±0.7 kPa, 与假手术组相比无显著性差异(P＞0.05)。NAME组大鼠的MAP进一步升高,达到29.2±2.7 kPa, 与2K1C组相比有显著性差异(P＜0.01)。精氨酸组大鼠 MAP 无显著下降(23.3±1.5 kPa)。

2.主动脉对ACh的舒张反应

在2K1C组大鼠, 用苯肾上腺素预收缩的主动脉环对ACh的舒张反应比假手术组明显减弱(最大舒张由105±1％减至64±4％, P＜0.01), 对ACh舒张的剂量-反应曲线明显右上移。卡托普利可使这种减弱的舒张反应完全正常化(最大舒张为111±3％),剂量-反应曲线与假手术组相似。与2K1C组大鼠相比, NAME组高血压大鼠的主动脉环对ACh的舒张反应进一步减弱, 最大舒张反应仅为20±3％。在精氨酸组大鼠,主动脉环对ACh的舒张反应明显恢复(最大舒张反应为93±4％), 与2K1C组相比有明显增加(P＜0.01)(图1)。

图1.各组大鼠离体主动脉环对ACh的剂量-反应曲线

fig.1.Dose-response curves of ACh (10－9 to 10－4 mol/L) in aortic rings of rats from different groups.

3．主动脉对硝普钠的舒张反应

各组大鼠主动脉环对硝普钠的最大舒张反应无显著性的差异(图2)。

图2. 各组大鼠离体主动脉环对硝普钠的剂量-反应曲线

fig.2. Dose-response curves of sodium nitroprusside (10－10 to 10－5 mol/L)in aortic rings of rats from different groups.

4．主动脉对苯肾上腺素的收缩反应

与假手术组相比, 2K1C组大鼠的主动脉环对苯肾上腺素的收缩反应显著增强, 剂量-反应曲线明显左上移。2K1C组高血压大鼠给予L-精氨酸后,对苯肾上腺素的剂量-反应曲线明显右下移, 但没有恢复到假手术组的水平。给予L-NAME后, 高血压大鼠主动脉环对苯肾上腺素的剂量-反应曲线与2K1C组相比,未见进一步左上移。给予卡托普利后, 高血压大鼠主动脉环的剂量-反应曲线恢复至假手术组的水平(图3)。

图3.各组大鼠离体主动脉环对苯肾上腺素的剂量-反应曲线

fig.3.Dose-response curves of phenylephrine (10－8 to 10－5 mol/L) in aortic rings of rats from different groups.

5.胸主动脉的cGMP含量(nmol/g组织)

2K1C组和NAME组大鼠胸主动脉的cGMP含量分别为136±10、 72±9, 与假手术组的227±14相比显著降低(P＜0.05)。2K1C大鼠给予卡托普利或L-精氨酸后, cGMP含量分别为335±35、 160±8,与2K1C组大鼠相比显著增加(P＜0.05)(图4)。

图4.各组大鼠胸主动脉的cGMP浓度

fig.4.cGMP content of the rat aorta of different groups. **P＜0.01 compared with sham group. ##P＜0.01 compared with 2K1C group.

原发性高血压患者和实验性高血压动物均存在依赖内皮的血管舒张功能受损［3,4,7］。我们在2K1C肾性高血压大鼠上也观察到离体主动脉对ACh的舒血管反应明显减弱。但高血压不影响血管对NO供体硝普钠产生舒张反应的能力。这提示:对ACh舒张反应减弱是由于内皮功能失调而不是血管平滑肌功能改变所致。肾性高血压大鼠的血管内皮功能受损的机制尚不清楚。实验证明,2K1C肾性高血压大鼠RAS活性明显增强［7］。我们给2K1C大鼠长期口服ACEI卡托普利, 可使主动脉对ACh的舒血管剂量-反应曲线完全恢复到假手术组水平。这些结果提示,循环血中或血管壁内的RAS活性增强可能参与血管内皮的损害。

据报道, 血管内皮含有大量NOS, 它催化L-精氨酸生成NO［1］。我们发现2K1C大鼠主动脉cGMP含量明显低于假手术组,这间接提示2K1C肾性高血压大鼠血管生成NO减少。长期给予2K1C大鼠L-精氨酸, 可明显改善主动脉对ACh的舒张反应, 使主动脉cGMP含量明显增加。而长期给予2K1C大鼠NOS抑制剂抑制血管NO的生成,则主动脉对ACh的舒张反应进一步受损, cGMP含量进一步下降。这表明, 2K1C肾性高血压大鼠主动脉依赖内皮的舒张功能受损,还与血管内皮的L-精氨酸-NO途径功能不良有关。

原发性高血压患者［9］、 肾包裹性高血压的清醒狗［10］、 sHR［11］和1K1C肾性高血压大鼠［8］的动脉对去甲肾上腺素和苯肾上腺素的缩血管反应明显增强。我们首次观察到2K1C肾性高血压大鼠的主动脉对苯肾上腺素的缩血管反应明显增强,但其机制不清楚。有人认为, 这种增强与血管的α1 肾上腺素受体密度增加有关［10］; 长期给予ACEI卡托普利可使2K1C肾性高血压大鼠主动脉对苯肾上腺素的缩血管反应恢复至对照水平,表明这种缩血管反应异常可能与RAS有关。2K1C肾性<