慢性间歇性低压低氧对肥胖Zucker大鼠心率变异性的影响

摘要

众所周知，肥胖是罹患心血管疾病（CVD）的危险因素，而自主神经功能紊乱会增加心血管疾病的风险。肥胖人群或动物常由于自主神经调节功能失调，交感神经和副交感神经活动失衡而致心血管、代谢、内分泌等功能障碍，引发各种疾病。肥胖Zucker大鼠是一种fa基因缺陷的纯合子个体(fa/fa)，由于瘦素(Leptin)受体突变导致Leptin及其受体功能缺失，主要表现为腹型肥胖、高胰岛素血症、糖耐量降低、瘦素抵抗和血压增加。连续变化的心动周期表现在 R-R间期中，一般被大家描述为心率变异性（heart rate variability,HRV）。心率的变化取决于交感神经和副交感神经之间的平衡，通过分析不同时间或状态下心率周期的变化情况，在窦房结水平可反映自主神经对心率的调节。所以，心率变异性可用于评价心脏健康状况及自主神经的调节能力。近年来，慢性间歇性低压低氧(chronic intermittent hypobaric hypoxia,CIHH)对机体的有益作用已被广泛认可和关注。我们以往研究表明，CIHH具有明显心脏保护作用，可通过增强心肌抗氧化能力、诱导热休克蛋白、抑制细胞凋亡、激活 ATP敏感钾通道、抑制线粒体通透转换孔开放等机制促进缺血/再灌注心脏功能恢复、限制心肌梗死面积和抗心律失常。在肾血管性高血压大鼠，CIHH可通过易化压力感受性反射和增强血管舒张发挥抗高血压作用。在糖尿病大鼠，CIHH可通过抗炎和改善胰岛素抵抗发挥抗糖尿病和抗糖尿病肾病作用。在果糖诱导的代谢综合征大鼠，CIHH具有改善非酒精性肝病作用。此外，CIHH还具有免疫调节、抗胶原诱导关节炎、改善糖脂代谢等作用。但CIHH对肥胖大鼠自主神经调控作用如何，未见CIHH对肥胖大鼠HRV影响的研究报道。
　　目的：本研究旨在通过生物遥测技术及频域分析法探讨肥胖 Zucker大鼠HRV的变化，以及CIHH处理对Zucker大鼠HRV的影响，从而明确CIHH对心脏自主神经调控的作用。
　　方法：雄性成年瘦Zucker大鼠和胖Zucker大鼠，根据年龄匹配分为三组：瘦 Zucker大鼠对照组（LZRs），胖Zucker大鼠组(OZRs)，以及高脂高糖饮食喂养瘦变胖Zucker大鼠组（L-OZRs）。大鼠麻醉下、腹部手术、将生物遥测系统植入子植入腹腔，通过外置信号接收装置接收清醒大鼠动脉血压和心电信号。术后大鼠恢复4周，第五周开始给予28天模拟海拔5000米高度的低压低氧(Pa=404mmHg, Po2=84 mmHg)，每天6小时。通过运行Powerlab Chart7、Dataquest ART System2.0程序自动分析心率得到心率变异性频谱分析参数,包括低频（LF）、高频（HF）和低频/高频（LF/HF）。此外，大鼠在CIHH处理前、后，分别接受10分钟急性低氧处理（90％氮气+10%氧气混合气体）。实验结束后，大鼠下腔静脉取血，应用酶联免疫法（ELASA）测定血清瘦素水平。
　　结果：
　　1.OZRs和L-OZRs大鼠的基础体重明显大于LZRs大鼠（P<0.05）， CIHH处理对 LZRs大鼠体重无明显影响（P>0.05），但显著减轻 OZRs和L-OZRs大鼠体重（P<0.05）。
　　2.OZRs和L-OZRs大鼠基础动脉血压明显高于LZRs大鼠（P<0.05）， CIHH处理对 LZRs大鼠动脉血压无明显作用(P>0.05)，但可明显降低OZRs和L-OZRs大鼠动脉血压（P<0.05）。
　　3.OZRs大鼠基础心率明显低于LZRs大鼠（P<0.05），CIHH处理对3组大鼠心率均具有降低作用（P<0.05）。
　　4.CIHH处理前，与LZRs和L-OZRs大鼠相比较，OZRs大鼠的基础nLF明显降低（P<0.05），基础 nHF明显升高（P<0.05），基础 LF/HF明显降低（P<0.05）。CIHH处理可使OZRs大鼠nLF显著升高（P<0.05）， LF/HF明显升高（P<0.05）。
　　5.CIHH处理前，急性低氧导致大鼠动脉血压升高，心率加快。3组大鼠动脉血压升高无明显差异(P>0.05)，而OZRs和L-OZRs心率加快明显大于LZRs大鼠（P<0.05）。CIHH处理后，急性低氧导致OZRs大鼠动脉血压升高明显大于其余2组大鼠（P<0.05），急性低氧导致OZRs和L-OZRs心率加快明显大于LZRs大鼠（P<0.05）。
　　6.CIHH处理前急性低氧使OZRs大鼠nLF明显升高（P<0.05）。CIHH处理后急性低氧使OZRs大鼠nLF明显下降（P<0.05）。OZRs大鼠CIHH处理前急性低氧使nHF显著性下降（P<0.05），CIHH处理后急性低氧对nHF作用无明显影响(P>0.05)。
　　7.基础状态下，OZRs大鼠血清瘦素水平显著高于LZRs和 L-OZRs大鼠（P<0.01）。CIHH处理显著降低OZRs大鼠血清瘦素（P<0.05），而对另外两组大鼠血清瘦素水平无明显影响（P<0.05）。
　　结论：本研究首次应用生物遥测技术和HRV分析方法探讨CIHH对肥胖大鼠心脏自主神经调节功能的影响。结果表明，肥胖 Zucker大鼠HRV的明显改变，迷走神经紧张性相对增强、交感神经紧张性相对减弱；CIHH处理可减轻肥胖 Zucker大鼠自主神经功能的改变，并可缓冲急性低氧对肥胖 Zucker大鼠自主神经的影响；CIHH处理对自主神经功能的作用可能与Leptin系统有关。

目录

声明

英文缩写

前言

材料与方法

1 动物分组及低氧动物模型的制备

2 动物基因型鉴定

3 遥感植入子手术植入

4 血压和心电信号的接收及分析

5 急性低氧处理

6 血清Leptin水平的测定

7 统计学分析

结果

1 CIHH对大鼠体重的影响

2 CIHH对大鼠动脉血压及心率的影响

3 CIHH对HRV的影响

4 CIHH对于急性低氧MAP和HR变化的影响

5 CIHH对于急性低氧HRV变化的影响

6 CIHH对大鼠血清Leptin的影响

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述:心率变异性的研究进展

致谢

个人简历