高脂飲食對低氧環(huán)境大鼠主動脈內(nèi)皮結(jié)構(gòu)和功能的影響.pdf

1、背景與目的：隨著經(jīng)濟發(fā)展和西部大開發(fā)的推進，國家對高原人群的健康日漸關(guān)注。心血管疾病作為全球的頭號死因，是降低社會生產(chǎn)力，增加經(jīng)濟負擔(dān)的首要疾病，也是影響我國高原人群健康的主要疾病。
　　血管內(nèi)皮是許多心血管疾病及其危險因素作用的重要靶器官。血管內(nèi)皮具有屏障作用；同時，血管內(nèi)皮作為體內(nèi)最大的內(nèi)分泌系統(tǒng)可分泌多種物質(zhì)維持血管正常結(jié)構(gòu)和功能，其中一氧化氮（nitric oxide，NO）是臨床評定內(nèi)皮功能的重要指標(biāo)。NO由一氧化氮合酶

2、（nitric oxide synthase，NOS）催化其底物左旋精氨酸生成，具有擴張血管、抑制血小板的聚集與激活、抑制中性粒細胞與單核細胞對血管壁的浸潤與吸附、抑制血管平滑肌細胞增殖和抗血栓形成，調(diào)節(jié)血管張力、維持血管穩(wěn)態(tài)及血管內(nèi)皮正常功能的心血管保護作用。高脂血癥等危險因素可降低循環(huán)血中NO含量，引起血管內(nèi)皮結(jié)構(gòu)損傷和內(nèi)皮依賴性舒張功能障礙，啟動心血管疾病的發(fā)生與發(fā)展。NO亦是高原低氧適應(yīng)與習(xí)服的重要指標(biāo)。低氧適應(yīng)或習(xí)服的高原世居

3、者或移居者血漿內(nèi)NO含量適應(yīng)性的升高，可擴張血管，減小外周阻力，增加血流量，使組織的氧供增加，保持人體正常的功能，以代償?shù)脱醯挠绊?。伴隨高原旅游業(yè)日益興旺，低海拔地區(qū)人群前往高原地區(qū)的數(shù)量不斷增加；加上慢性呼吸系統(tǒng)疾病的高發(fā)，不僅高原世居、移居、遷徙人群，而且更多的人受到低氧的影響。對于高原人群，低壓低氧的自然環(huán)境是不可改變的因素，對機體組織器官的功能、代謝等產(chǎn)生著廣泛的影響，且單純慢性低氧即可引起高脂血癥。同時，高原低溫低氧的環(huán)境特點

4、，也使得高原人群飲食習(xí)慣發(fā)生改變，高脂飲食現(xiàn)象普遍，增加了高原人群高脂血癥的發(fā)生率。使得低氧環(huán)境人群暴露于高脂血癥的威脅增多。
　　高脂血癥可引起血管內(nèi)皮功能障礙，啟動心血管疾病的發(fā)生，是心血管疾病公認的危險因素。高脂飲食或高脂血癥是否會引起或加重低氧環(huán)境機體的血管內(nèi)皮損傷？高脂飲食或高脂血癥對低氧環(huán)境機體（高原低氧環(huán)境人群或慢性缺氧性疾病如冠心病、慢性阻塞性肺部疾病等致體內(nèi)低氧人群）是否亦為危險因素？目前尚無定論。本研究通過檢測

5、低氧及低氧聯(lián)合高脂飲食不同時間點大鼠主動脈內(nèi)皮型一氧化氮合酶（endothelial NOS，eNOS）mRNA及蛋白表達、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible NOS，iNOS）mRNA表達、血漿NO含量及離體主動脈血管環(huán)內(nèi)皮依賴性舒張功能，以期明確高脂飲食對低氧環(huán)境大鼠主動脈內(nèi)皮功能的影響及其過程與機制。
　　方法：將72只雄性清潔級SD大鼠（購于中國藥科大學(xué)，南京，海拔10 m）隨機分為三組：低氧（H）組、低氧聯(lián)合高脂飲食

6、（H+HFD）組與基線（BL）組，因為本研究的目的是探討高脂飲食對低氧環(huán)境大鼠血管內(nèi)皮功能的影響，而不是低氧與高脂飲食兩個因素的交互作用，所以未設(shè)置常氧聯(lián)合高脂飲食組。但為了觀察低氧組的變化，將在南京常氧環(huán)境的大鼠作為BL組進行對照。BL組大鼠（8只）于南京即刻取材，其他兩組大鼠運至西寧市（海拔2260 m），并即刻放入低壓氧艙，模擬海拔5000 m的持續(xù)性低壓低氧環(huán)境，H+HFD組大鼠灌服脂肪乳劑（10 ml/kg/d，每日1次），H

7、組大鼠灌服等體積的生理鹽水，普通飲食。H組與H+HFD組分別于實驗1、2、3、4周取材，每組每個取材時間點實驗動物為8只。采用無創(chuàng)鼠尾血壓檢測儀檢測大鼠血壓及心率。腹腔注射烏拉坦麻醉大鼠，下腔靜脈取血，取主動脈，并分離周圍結(jié)締組織，制備血管環(huán)，采用體外恒溫組織浴槽及多導(dǎo)生理記錄儀進行體外血管環(huán)實驗，檢測內(nèi)皮依賴性血管舒張功能及非內(nèi)皮依賴性血管舒張功能，同時檢測NOS底物左旋精氨酸（L-arginine，L-arg）或抑制劑Nω硝基L精氨

8、酸甲酯（Nω-Nitro-L-Arginine Methyl Ester，L-NAME）對內(nèi)皮依賴性血管舒張功能影響。用（全自動）血細胞分析儀測定全血血紅蛋白（hemoglobin，HGB）濃度，HE染色主動脈病理切片，用光學(xué)顯微鏡觀察主動脈結(jié)構(gòu)變化，采用熒光實時定量 PCR方法檢測主動脈 eNOS與iNOS的mRNA表達水平，用Western blot法檢測各組大鼠主動脈eNOS蛋白表達水平，采用硝酸還原酶法檢測血漿NO水平，分別用T

9、BA法與WST-1法檢測血漿丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量及超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活力。采用終點法和直接法檢測血漿甘油三酯（triglyceride， TG）、總膽固醇（total cholesterol，TCH）、高密度脂蛋白（high-density lipoprotein， HDL）和低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）含量。

10、>　　結(jié)果：從實驗2周起，高脂飲食明顯降低低氧大鼠心率，并使2周及4周血漿TCH及LDL濃度明顯升高(P<0.05)。低氧大鼠血漿NOx含量于整個實驗進程中均明顯高于BL組(P<0.05)，并逐漸降低。聯(lián)合高脂飲食使低氧大鼠血漿NOx含量明顯降低(P<0.05)。光學(xué)顯微鏡觀察HE染色病理切片顯示，H+HFD組大鼠呈早期、加重的主動脈內(nèi)皮與平滑肌損傷。H組大鼠于低氧1、2周時，主動脈僅表現(xiàn)為內(nèi)皮細胞腫脹，平滑肌細胞輕度增生等較輕微的損傷

11、，至4周時，表現(xiàn)局部內(nèi)膜小片狀脫落，平滑肌細胞局部胞漿空泡變。而H+HFD組大鼠于實驗2周時即可見局部內(nèi)膜片狀脫落，平滑肌細胞細胞核變圓，局部胞漿空泡變，至實驗3、4周出現(xiàn)局部內(nèi)膜大片脫落，平滑肌細胞大量增生，細胞核變圓，胞漿空泡變，細胞排列紊亂等更嚴(yán)重的病變。高脂飲食明顯降低低氧環(huán)境大鼠主動脈血管環(huán)對乙酰膽堿（acetylcholine，ACh）的內(nèi)皮依賴性舒張功能，這種舒張可完全被NOS抑制劑L-NAME阻斷，NOS底物L(fēng)-arg可

12、改善H+HFD組大鼠主動脈血管環(huán)的舒張功能，并抵消其與H組大鼠的區(qū)別。實時定量PCR結(jié)果顯示， H組大鼠主動脈eNOS mRNA表達均明顯高于BL組(P<0.05)。高脂飲食明顯降低低氧大鼠1周及2周eNOS mRNA表達水平(P<0.05)。eNOS蛋白表達與eNOS mRNA的變化趨勢基本一致。與H組比較，H+HFD組大鼠1周、2周、3周的主動脈 iNOS mRNA表達水平無明顯變化(P>0.05)。低氧大鼠從2周起，血漿MDA含量

13、明顯高于BL組(P<0.05)。聯(lián)合高脂飲食并未引起低氧大鼠血漿MDA含量的進一步增加，且4周時MDA含量明顯降低。血漿SOD活力的變化與MDA含量變化趨勢基本一致。
　　結(jié)論：1.高脂飲食引起低氧環(huán)境大鼠主動脈內(nèi)皮結(jié)構(gòu)損傷及內(nèi)皮依賴性血管舒張功能障礙。
　　2.高脂飲食引起低氧環(huán)境大鼠主動脈內(nèi)皮功能障礙的主要機制是高脂飲食鈍化了低氧環(huán)境大鼠血漿NOx的代償性升高。
　　3.高脂飲食降低低氧環(huán)境大鼠主動脈eNOS mR