高鹽飲食對Wistar大鼠血壓和心臟結(jié)構(gòu)功能的影響

石耿輝 商黔惠 王曉春

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院血液科，貴州 遵義 563003)

高鹽飲食對Wistar大鼠血壓和心臟結(jié)構(gòu)功能的影響

石耿輝1商黔惠1王曉春1

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院血液科，貴州 遵義 563003)

目的探討Wistar大鼠長期高鹽攝入對血壓和心臟結(jié)構(gòu)、功能的影響及機(jī)制。方法37只雄性Wistar大鼠隨機(jī)分為對照組(NS，n=13)、高鹽組(HS，n=24)分別飼予不同NaCl含量飼料，試驗(yàn)結(jié)束后HS組大鼠根據(jù)血壓水平分為高鹽高血壓(HSH)組和高鹽正常血壓(HSN)組。各組均進(jìn)行左心室蘇木素-伊紅(HE)染色、心臟彩超、收縮壓、左心室質(zhì)量指數(shù)(LVMI)、血漿血管緊張素(Ang)Ⅱ、高敏C反應(yīng)蛋白(hsCRP)、腫瘤壞死因子(TNF)-α濃度及左室AngⅡ、TNF-α、醛固酮含量測定。結(jié)果HSH組大鼠血壓、左室局部AngⅡ含量顯著高于NS組；HS組大鼠左心室表現(xiàn)出心肌肥厚、LVMI升高、血漿hsCRP水平升高、AngⅡ濃度降低、左室局部TNF-α濃度明顯升高，且HSH組升高更明顯；各組左室局部醛固酮含量、血清TNF-α濃度及心臟功能無明顯差異(P>0.05)。結(jié)論長期高鹽飲食可引起部分Wistar大鼠血壓升高；鹽致Wistar大鼠心肌重構(gòu)作用與血壓無關(guān)；TNF-α可能在高鹽繼發(fā)的大鼠血壓、心臟結(jié)構(gòu)及功能變化中起重要作用。

鹽；心肌重構(gòu)；高血壓；血管緊張素Ⅱ；腫瘤壞死因子-α

食鹽對高血壓的發(fā)生起著關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，無特殊遺傳背景的Wistar大鼠長期高鹽攝入后亦出現(xiàn)血壓升高〔1〕。高鹽攝入后Wistar大鼠血壓升高并有相應(yīng)的靶器官(左心室)損害，這一結(jié)果與人類高血壓不同。本實(shí)驗(yàn)旨在研究高鹽攝入對Wistar大鼠血壓和心臟結(jié)構(gòu)功能的影響及其機(jī)制。

1 材料與方法

1.1動物模型建立與標(biāo)本采集 選取5～7周齡、體重80～100 g清潔級雄性Wistar大鼠共37只(許可證號：SCXK-(渝)2007-0005)。實(shí)驗(yàn)用大鼠于20℃～22℃、濕度50%～70%及光照12 h/d環(huán)境適應(yīng)性飼養(yǎng)1 w。隨機(jī)分為高鹽組24只(HS組，飼8% NaCl)與正常對照組13只(NS組，飼0.5% NaCl)。實(shí)驗(yàn)動物飼養(yǎng)時間共24 w，飼養(yǎng)期間大鼠自由取食、取水，每2 w測定1次尾動脈壓。依據(jù)測定血壓值，將HS組分為高鹽高血壓(HSH)組與高鹽正常血壓(HSN)組，每組12只。每組隨機(jī)抽取6只大鼠經(jīng)麻醉后行心臟彩超聲，所有大鼠經(jīng)麻醉后腹主動脈取血，4℃ 2 500 r/min離心10 min，取上清；完整取出心臟，剔除心房及右心室組織，濾紙吸干后準(zhǔn)確稱重。所有大鼠在處理前均準(zhǔn)確稱其體重。

1.2樣本切片蘇木素-伊紅(HE)染色 制備左心室心肌環(huán)組織標(biāo)本切片，對實(shí)驗(yàn)大鼠的心肌環(huán)以HE方法進(jìn)行染色處理。

1.3心功能指標(biāo)測定 應(yīng)用彩色多普勒超聲心動圖儀(Sequoia 512)進(jìn)行心臟超聲學(xué)檢查。檢查過程中，探頭置大鼠胸前，以胸骨旁左室長軸和乳頭肌水平短軸切面，調(diào)整好角度檢測各心功能指標(biāo)，連續(xù)測3次，結(jié)果取平均值。

1.4左心室質(zhì)量指數(shù)(LVMI)測定 取大鼠心臟，分離左心室，以預(yù)冷生理鹽水進(jìn)行洗滌，并稱量左心室質(zhì)量(LVM)LVMI=LVM (mg)/質(zhì)量(g)。

1.5血管緊張素(Ang)Ⅱ、醛固酮及腫瘤壞死因子(TNF)-α水平測定 左心室凍存組織，冰上剪碎，按質(zhì)量體積比1∶9加入生理鹽水，置冰上勻漿，4℃ 3 500 r/min離心10 min，取上清；按上清液∶生理鹽水(1∶9)制成1%的組織勻漿液。血清樣本冰箱取出后，冰水浴解凍，檢測過程按照試劑盒說明進(jìn)行操作(購自北京北方生物技術(shù)研究所和北京普爾偉業(yè)生物科技有限公司)。

1.6血清高敏C反應(yīng)蛋白(hsCRP)水平檢測 采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測血清hsCRP濃度，嚴(yán)格遵照操作說明書進(jìn)行，購自上海西塘生物科技有限公司。

1.7統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS13.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié) 果

2.1血壓、LVMI及生化指標(biāo)測定 實(shí)驗(yàn)?zāi)?，與NS組比較，HSH組血壓、左室局部Ang Ⅱ濃度明顯升高，HSH、HSN組LVMI增加、血漿Ang Ⅱ濃度降低；高鹽兩組收縮壓、LVMI及局部Ang Ⅱ濃度亦有明顯差異(P<0.05)；但各組組織局部醛固酮濃度無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)?zāi)└鹘M大鼠血壓、LVMI及生化指標(biāo)比較

與NS組比較：1)P<0.05；與HSN組比較：2)P<0.05；下表同

2.2實(shí)驗(yàn)大鼠心肌形態(tài) 與NS組相比，高鹽兩組心肌細(xì)胞直徑增大、肌纖維排列相對紊亂且有部分?jǐn)嗔?，并且發(fā)現(xiàn)肌間有炎癥細(xì)胞浸潤。見圖1。

A～C：橫切面；D～F：縱切面；A、D：NS組；B、E：HSH組；C、F：HSN組圖1 各組大鼠心肌形態(tài)(×400)

2.3血清hsCRP、左心室TNF-α水平測定 HSH、HSN組血清hsCRP、左心室TNF-α水平較NS組顯著升高(P<0.05)；高鹽兩組血清hsCRP濃度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但HSN組左心室TNF-α水平較HSH組升高(P<0.05)；各組TNF-α濃度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

2.4各組心臟結(jié)構(gòu)及功能指標(biāo)比較 實(shí)驗(yàn)?zāi)┡cNS組比較，高鹽兩組大鼠在心室活動的各個時相其左室前、后壁厚度均明顯增厚，且HSH組較HSN組增厚更明顯；各組左室收縮與舒張末期內(nèi)徑、血容量及反應(yīng)心臟功能的射血分?jǐn)?shù)、縮短分?jǐn)?shù)無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

表2 各組血清hsCRP、TNF-α及左心室組織TNF-α濃度比較

與NS組比較：1)P<0.05；與HSN組比較；2)P<0.05

表3 各組心臟結(jié)構(gòu)及功能指標(biāo)比較

LVAwd：左室舒張末期前壁厚度；LVAws：左室收縮末期前壁厚度；LVPwd：左室舒張末期后壁厚度；LVPws：左室收縮末期后壁厚度；LVDd：左室舒張末期內(nèi)徑；LVDs：左室收縮末期內(nèi)徑；EDV：舒張末期容積；ESV：收縮末期容積；EF：射血分?jǐn)?shù)；FS：縮短分?jǐn)?shù)

3 討 論

高鹽攝入與血壓呈正相關(guān)，是高血壓發(fā)展的主要原因〔2〕。有研究報(bào)道〔2〕，長期含4%或8%NaCl飼料飼養(yǎng)的Wistar大鼠收縮壓明顯增高。腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)對于調(diào)節(jié)水鈉代謝起著重要作用，實(shí)驗(yàn)中鹽作為唯一變化的因素，理論上，高鹽攝入后引起血液滲透壓升高，機(jī)體為了維護(hù)滲透壓的正常，會促使抗利尿激素分泌增多，通過增加攝水量及腎臟對水的重吸收來維護(hù)滲透壓平衡，其最終結(jié)果是血容量增多、鈉水潴留，進(jìn)而引起血壓升高〔3〕。同時，高鹽攝入后因流經(jīng)腎臟的鈉離子增多，促使腎臟近球細(xì)胞合成腎素減少并抑制腎素分泌，從而減少AngⅡ的轉(zhuǎn)換和醛固酮分泌，以將多余的鈉水排出體外，提示高鹽攝入后理論上有抑制RAS系統(tǒng)的作用，其與滲透壓平衡系統(tǒng)相互制約。于國東等〔4〕通過計(jì)算攝水-尿量差來觀察高鹽攝入后Wistar大鼠的鈉水潴留情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高鹽組的攝水-尿量差明顯低于低鹽組，且這種排尿與攝水量無關(guān)；本課題組既往研究則發(fā)現(xiàn)高鹽攝入后高鹽組24 h尿鈉排泄量明顯增多〔5〕，上述實(shí)驗(yàn)說明高鹽攝入后出現(xiàn)尿排鈉水增加。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測高鹽攝入后機(jī)體RAS系統(tǒng)受到抑制，且HSH組大鼠血壓升高機(jī)制可能與水鈉潴留無關(guān)，而另有其他因素參與。已有研究證實(shí)大劑量TNF-α可直接作用于血管平滑肌導(dǎo)致血管舒張，而小劑量TNF-α則可通過1，4，5-三磷酸肌醇受體通路增強(qiáng)血管的收縮性〔6〕。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示組織中TNF-α濃度的不同可能是導(dǎo)致高鹽攝入后僅有部分大鼠血壓升高的原因之一。即HSH組較低濃度的TNF-α通過增強(qiáng)血管收縮性進(jìn)而引起血壓升高，而HSN組較高濃度的TNF-α介導(dǎo)的血管舒張維持了機(jī)體正常血壓。

鹽作為影響心血管疾病發(fā)病的重要環(huán)境因素，其升高血壓的作用已得到學(xué)術(shù)界認(rèn)可，進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)鹽對心肌有直接損害作用，且這種作用與血壓無關(guān)。離體心肌細(xì)胞經(jīng)高鹽環(huán)境干預(yù)后出現(xiàn)增生肥大〔7〕；2%NaCl鹽水喂養(yǎng)自發(fā)性高血壓大鼠后發(fā)現(xiàn)，左室重量與血壓的關(guān)系不完全呈線性正相關(guān)〔8〕；Ferreira等〔9〕用高鹽膳食喂養(yǎng)Wistar大鼠后出現(xiàn)血壓升高、心肌重構(gòu)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法除外血壓因素外仍有心肌重構(gòu)現(xiàn)象。而既往針對鹽致心肌重構(gòu)的研究，多聚焦于血壓升高個體，難以除外高血壓因素的影響。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示左心室心肌重構(gòu)，且HSH組心肌重構(gòu)更明顯。RAS系統(tǒng)參與調(diào)節(jié)機(jī)體水鈉代謝并在高血壓心肌重構(gòu)發(fā)病中起重要作用。有研究報(bào)道〔10〕，高鹽飲食時循環(huán)血中RAS受到抑制，但心臟局部AngⅡ基因表達(dá)增強(qiáng)、醛固酮濃度升高，這些物質(zhì)能促使心臟發(fā)生重構(gòu)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示心肌中升高的AngⅡ可能并未沿經(jīng)典RAS途徑激活醛固酮；而對HSN組的研究發(fā)現(xiàn)，心肌局部AngⅡ及醛固酮濃度均無明顯升高卻仍有心肌重構(gòu)，故推測心肌局部RAS激活可能不是高鹽致心肌重構(gòu)的主要機(jī)制，HSH組心肌AngⅡ升高可能繼發(fā)于血壓的升高。既往研究顯示高鹽攝入大鼠存在氧化-抗氧化失衡及炎癥反應(yīng)〔11〕，AngⅡ可能部分介導(dǎo)這種機(jī)體損害〔12〕。TNF-α是機(jī)體內(nèi)最重要的炎癥因子之一，與高血壓心血管重塑密切相關(guān)。有研究證明〔13〕TNF-α可通過促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞由G1期向S期轉(zhuǎn)化、調(diào)節(jié)白細(xì)胞介素(IL)-1分泌、促進(jìn)原癌基因(c-sis、c-myc、c-fos)表達(dá)及活化核轉(zhuǎn)錄因子(NF)-κB信號通路等途徑參與心血管重構(gòu)。本研究結(jié)果推測高鹽組心肌局部增高的TNF-α可能部分參與了本實(shí)驗(yàn)大鼠的心肌重構(gòu)。HSH組左室前后壁厚度及LVMI較HSN組明顯升高，這可能與HSH組心肌具有更高的壓力負(fù)荷、局部更高濃度的Ang-Ⅱ及兩組間局部TNF-α含量不同等因素有關(guān)。此外，羅碧輝等〔14〕通過插管法直接測量了高鹽膳食后Wistar大鼠的左室功能，結(jié)果提示心功能異常，但本實(shí)驗(yàn)未觀察到心臟功能改變，筆者認(rèn)為這可能與所采用測量方法不同、方法的靈敏度差異以及機(jī)體尚處于功能代償期等因素有關(guān)。

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〔2017-03-15修回〕

(編輯 袁左鳴)

R544.1

A

1005-9202(2017)19-4762-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.19.031

2009年貴州省高層次人才科研條件特助項(xiàng)目(No.TZJF-2009年42號)

1 遵義醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)研究所 遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院心內(nèi)科

商黔惠(1960-)，女，教授，主要從事高血壓及其靶器官損害研究。

石耿輝(1982-)，男，主治醫(yī)師，主要從事血液系統(tǒng)惡性腫瘤、高血壓及其靶器官損害研究。