硫化氢对肾血管性高血压大鼠胸主动脉张力的调节作用

摘要

硫化氢(Hydrogen sulfide，H2S)是继一氧化氮(nitric oxide，NO)和一氧化碳(carbon monoxide，CO)之后发现的第三种新型内源性气体信号分子，可在体内由胱硫醚-β-合酶(cystathionineβ-synthase，CBS)、胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionineγ-lyase，CSE)和3-巯基丙酮酸硫转换酶(3-mercaptopyruvate sulfur transferase，3-MST)催化而内源性产生，在各系统中发挥着重要的调节作用。H2S在心血管系统的作用尤为突出，其可舒张血管、降低血压、保护缺血心肌或缺血再灌损伤的心肌、抑制血管平滑肌细胞增殖等。高血压为临床常见病、多发病，严重影响着人类的身心健康，长期的高血压可使心肌梗死、中风、慢性肾功能衰竭等疾病的发病率大大增加，所以高血压的预防及治疗逐渐成为研究热点。肾血管性高血压是指各种原因导致的肾动脉狭窄肾血流量减少，及肾脏缺血所引起的高血压，是一种常见的继发性高血压，可导致缺血性肾病及晚期肾脏病，危害着人类健康。肾血管性高血压时，肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system，RAS)活性增高，血浆血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ，AngⅡ)水平升高。已有研究表明AngⅡ通过受体发挥生物学作用，人体的血管平滑肌、脑的一些部位、心脏和肾脏器官的细胞上都存在血管紧张素Ⅱ受体，其中血管紧张素Ⅱ-1型受体(angiotensin type1 receptor，AT1R)是介导AngⅡ生物学作用的主要受体，AngⅡ与AT1R结合，引起相应的生理效应：作用于血管平滑肌，使血管收缩，动脉血压升高；促进醛固酮分泌、水钠潴留；促进细胞分裂增殖、引起组织重构等，导致血压进一步升高。H2S作为一种内源性血管舒张因子，在高血压形成的病理生理过程中起着重要的作用，已证实，内源性硫化氢产生不足可导致高血压。H2S的抗高血压作用，与其剂量依赖性舒张血管平滑肌、抑制血管平滑肌细胞增殖而调节血管重构等有关。有研究表明，肾血管性高血压大鼠血浆H2S含量和生成速率显著降低，与H2S合成密切相关的CSE基因表达受到抑制，活性下降；当给高血压大鼠注射H2S供体硫氢化钠(sodiumhydrosulfide，NaHS)后，血浆H2S的含量和生成速率以及CSE活性均明显升高，血压则显著下降，而H2S是否可以降低肾血管性高血压大鼠的动脉血压以及H2S对肾血管性高血压大鼠胸主动脉张力的调节作用尚未见报道，本文旨在探讨在肾血管性高血压这种病理状态下，慢性给予外源性H2S供体NaHS对肾血管性高血压大鼠胸主动脉张力的调节作用及其可能机制。
　　目的：肾血管性高血压的形成过程中，外源性给予NaHS，探讨H2S的降压作用及对大鼠胸主动脉张力的调节作用和可能的机制。
　　方法：7周龄的雄性SD大鼠随机分为3组(每组n=6)：假手术(sham)组，两肾一夹(two-kidney-one-clip，2K1C)组，2K1C+NaHS组。其中2K1C+NaHS组，于两肾一夹模型术后3天开始，每天腹腔注射NaHS(56μmol/kg)；sham组及2K1C组注射相同剂量的生理盐水。另设2K1C+卡托普利(2K1C+captopril)组每天腹腔注射卡托普利(5 mg/kg)，作为鼠尾动脉压测定的阳性对照组。相同条件下饲养4周，采用鼠尾动脉测压法，每周测量一次鼠尾动脉收缩压(systolic blood pressure，SBP)。第4周末时，各组大鼠二氧化碳麻醉后，腹主动脉采血，3500 r/min离心10 min，取上清用于检测血浆AngⅡ含量及血浆H2S含量；迅速取出胸主动脉，用于(1)胸主动脉张力测定：运用离体血管灌流装置，由RM-6240生物信号采集处理系统进行血管环张力记录，分析累积给予收缩剂AngⅡ(10-10～10-6mol/L)后，胸主动脉收缩力的变化；观察AT1R拮抗剂洛沙坦(Losartan)孵育30 min后，对AngⅡ作用的影响。去甲肾上腺素(Norepinephrine，NE1μmol/L)预收缩血管环，张力变化达坪值后，累积给予乙酰胆碱(Acetylcholine，Ach10-8～10-4 mol/L)或硝普钠(SodiumNitroprusside，SNP，10-9～10-6mol/L)后，观察记录胸主动脉的ACh介导的内皮依赖性舒张和SNP介导的非内皮依赖性舒张作用。(2)Western blot检测胸主动脉AT1R蛋白的表达。(3)硫代巴比妥酸(Thiobarbituric acid，TBA)法测定胸主动脉丙二醛(malondiadehyde，MDA)含量。(4)黄嘌呤氧化酶法检测胸主动脉超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase，SOD)的活性。
　　结果：(1)术后4周，2K1C组大鼠尾动脉压升高，明显高于sham组(P<0.05)；2K1C+NaHS组及2K1C+captopril组鼠尾动脉压较2K1C组明显降低(P<0.05)。2K1C组血浆AngⅡ的水平显著高于sham组(P<0.05)，2K1C+NaHS组血浆AngⅡ水平较2K1C组明显降低(P<0.05)。血浆H2S水平2K1C组明显低于sham组(P<0.05)，2K1C+NaHS组较2K1C组明显升高(P<0.05)。(2)离体血管环灌流时，随着AngⅡ浓度的升高，各组离体胸主动脉环收缩反应增强，呈剂量依赖性效应关系；在应用10-8 mol/L、10-7 mol/L和10-6mol/L AngⅡ灌流时，2K1C组离体胸主动脉对AngⅡ收缩反应均明显强于sham组(4.20±0.31％vs.6.54±0.55％，P<0.05；9.05±2.33％vs.21.52±2.45％，P<0.01；12.87±4.6％vs.34.23±6.47％，P<0.01)，说明2K1C组大鼠胸主动脉对AngⅡ的反应性增强；2K1C+NaHS组与2KIC组相比，离体胸主动脉对AngⅡ的收缩反应性减弱，且在10-7mol/L和10-6mol/L两个浓度的差异有统计学意义(15.40±2.68％vs.21.52±2.45％，P<0.01；16.16±4.23％vs.34.23±6.47％，P<0.01)。Losartan孵育30 min后，各组胸主动脉对AngⅡ的反应消失，各组间无统计学差异。(3)与sham组相比，2K1C组胸主动脉对Ach介导的内皮依赖性舒张反应明显减低，且有统计学差异(100.21±0.33％vs.50.76±3.67％，P<0.01)。与2K1C组比较，2K1C+NaHS组的内皮依赖性舒张效应增强，且有统计学差异(50.76±3.67％vs.64.82±9.42％，P<0.05)。各组胸主动脉对SNP介导的非内皮依赖性舒张效应均无明显差异。(4)Western blot结果，AT1R蛋白表达在2K1C组与sham组相比明显上调(P<0.05)，2K1C+NaHS组与2K1C组相比有统计学差异的降低，比sham组略高。(5)2K1C组胸主动脉MDA含量比sham组增高，2K1C+NaHS组MDA含量较2K1C组降低，有统计学差异(P<0.05)。(6)2K1C组胸主动脉SOD活性比sham组明显降低，2K1C+NaHS组SOD活性较2K1C组增强，均有统计学差异(P<0.05)。
　　结论：慢性外源性给予H2S供体可降低血压，缓解肾血管性高血压的形成，降低胸主动脉对缩血管物质AngⅡ的反应性，改善胸主动脉内皮依赖性舒张功能，其作用可能与下调胸主动脉AT1R表达，增强胸主动脉SOD活性，降低胸主动脉MDA含量有关。