高胆固醇血症对离体兔主动脉血管内皮依赖性舒张反应的影响
作者：王景全 白小涓 张砚 于雅媛 Julien I.E.Hoffman
单位：王景全 白小涓 张砚 于雅媛(110001 辽宁省沈阳市,中国医科大学第一医院,循环内科)；Julien I.E.Hoffman(Cardiovascular Research Institute,University of California,San Francisco.USA 94143,Julien I.E.Hoffman)
关键词：高胆固醇血症；内皮细胞功能
中国循环杂志000326 摘要
目的:探讨高胆固醇血症对血管内皮依赖性舒张反应的影响。
方法:20只新西兰雄性兔随机分为两组:正常对照组(10只)及高胆固醇血症组(10只)。4周后取出每只兔的降主动脉,5 mm宽的动脉环放置于含有25 ml Kreb液的组织—器官水浴系统中。分别测量游离血管对乙酰胆碱(10-10～10-5 mol/L)和腺苷(10-10～10-4 mol/L)的舒张反应变化(%)。
, 百拇医药
结果:两组血胆固醇水平有显著差异(正常对照组0.78±0.29 mmol/L，高胆固醇血症组25.67±2.86 mmol/L,P<0.01);高胆固醇血症组血管对乙酰胆碱舒张反应〔最大(58.2±6.1)%〕与正常对照组〔最大(103.2±6.9)%〕比较明显减弱(P<0.01);高胆固醇血症组血管对腺苷舒张反应〔最大(45.2±13.0)%〕也较正常对照组〔最大(103.2±9.9)%〕减弱(P<0.01)。两组动脉组织学检查无动脉硬化的改变。
结论:高胆固醇血症降低血管内皮依赖性舒张反应;高胆固醇血症时血管内皮功能改变早于动脉粥样硬化的结构改变。
中图分类号:R541.1 文献标识码:A
文章编号:1000-3614(2000)03-0177-02
Hypercholesterolemia Effects on Endothelium-Dependent Vasorelaxation
, 百拇医药
Wang Jingquan,Bai Xiaojuan,Zhang Yan,et al.
(Department of Cardiovascular Medicine,the First Hospital of China Medical University,Shenyang 110001,Liaoning)
Abstract
Objective:To determine if hypercholesterolemia effects on endothelial function.
Methods:Twenty New Zealand male rabbits were randomly divided into two groups(10 rabbits each):normal diet(NC) and 0.5% cholesterol diet(HC).Four weeks later,descending aorta was excised from each animal,5mm wide aortic rings were placed vertically between hooks in tissue-organ bath system containing 25ml Kreb solution.Vasodilator response to acetylcholine (10-10-10-5mol/L)and adenosine (10-10-10-4mol/L)was measured in isolated aortic rings.Paired studies were conducted in the hypercholesterolemia and control rabbits.
, http://www.100md.com
Results:There was a significant difference in total serum cholesterol levels between NC and HC(0.78±0.29 mmol/L and 25.67±2.86 mmol/L,p<0.01);vessels exhibited decreased vosadilator response to acetylcholine〔maximal(58.2±6.1)% in HC and (103.2±6.9)% in NC,p<0.01〕and to adenosine 〔maximal(45.2±13.0)% in HC and (103.2±9.9)% in NC,p<0.01〕,no aortic atherosclerosis was found by morphogical studies.
Conclusions:Hypercholesterolemia decreases endothelium-dependent vasorelaxation.Vascular endothelial dysfunction develops earlier than atherogenesis in this rabbit model.
, 百拇医药
Key words Hypercholesterolemia;Endothelial function
内皮细胞通过释放血管活性物质调节血管张力。许多试验证实,动脉粥样硬化时血管内皮细胞功能受损。本实验的目的是观察高胆固醇血症情况下,动脉粥样硬化尚未发生时,高胆固醇对内皮细胞功能的影响。
1 材料与方法
动物及模型制备:1999年2月至6月间,20只新西兰雄性兔(美国加州大学医学中心提供)，体重2.60～3.12 kg(2.65±0.36 kg),随机分为两组,每组10只。一组给予正常饮食,为正常对照组;另一组给予0.5%高胆固醇饮食,为高胆固醇血症组。共饲养4周。游离动脉环制备及其在组织—器官水浴系统(Tissue-organ Bath System)内的张力测定:每只兔经耳静脉给予苯巴比妥麻醉后,开胸取出降主动脉,去除其上的脂肪与结缔组织,取5 mm宽的动脉环,用两个三角钩垂直放入含有25 ml Kreb液的组织—器官水浴系统中。三角钩与等张张力测定仪相连,血管张力(单位为g)的改变可由张力测定仪显示出来。水浴系统保持在37℃及95%氧气和5%的二氧化碳气体的灌注状态下。经过60 分平衡后,每个血管环用去甲肾上腺素预收缩20 分后加入乙酰胆碱10-10～10-5 mol/L或腺苷10-10～10-4 mol/L,然后分别测定加入不同浓度的血管活性物质时血管的张力变化(%)。血胆固醇浓度的测定:血清总胆固醇由酶法测定(应用DART胆固醇试剂,美国Sigma公司),用DACOSXL分析仪测得。病理学检查:取动脉环上下动脉常规石蜡切片进行苏木素伊红(HE)染色并进行冰冻切片的苏丹染色观察动脉内壁有无粥样硬化。
, 百拇医药
统计学处理:
±s应用t检验进行统计学处理。
2 结果
两组新西兰兔经4周喂养后,高胆固醇血症组与正常对照组血胆固醇分别为25.67±2.86 mmol/L和0.78±0.29 mmol/L,差异非常显著(P<0.01)。两组兔主动脉病理检查均未发现动脉粥样硬化的改变。主动脉环对乙酰胆碱的反应:除了乙酰胆碱10-9 mol/L浓度外,高胆固醇血症组对乙酰胆碱舒张反应均较正常对照组明显减弱,两组之间有显著差异(P<0.01,表1)。主动脉环对腺苷的反应:只有在腺苷较高浓度下(10-6～10-4 mol/L)高胆固醇血症组血管对腺苷的舒张反应较正常对照组减弱(P<0.01,表2)。
表1 主动脉环对乙酰胆碱的舒张反应变化(%,±s) 组别
, http://www.100md.com
例数
乙酰胆碱浓度 (mol/L)
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
正常对照组
10
4.14
, 百拇医药
±2.11
13.02
±6.57
39.76
±4.76
68.26
±5.45
87.78
±6.63
103.22
±6.90
高胆固醇血症组
10
, 百拇医药
1.54
±0.42*
6.00
±2.08
20.10
±6.39**
39.98
±10.03**
52.34
±7.97**
58.50
, http://www.100md.com ±6.17**
注:与正常对照组比*P<0.05 **P<0.01表2 主动脉环对腺苷的舒张反应变化(%,±s) 组别
例数
腺苷浓度(mol/L)
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
, 百拇医药
10-5
10-4
正常对照组
10
7.32
±5.37
16.60
±10.22
26.58
±13.75
41.08
±17.44
, http://www.100md.com
68.26
±11.08
84.56
±7.84
103.22
±9.92
高胆固醇血症组
10
2.98
±2.84
7.94
±6.82
12.70
, 百拇医药
±9.47
17.08
±12.57
21.68
±14.42**
27.58
±16.52**
45.18
±13.42**
注:与正常对照组比**P<0.01
3 讨论
, http://www.100md.com
本研究的目的是为了观察高胆固醇血症对血管内皮细胞功能的影响。本实验证实在新西兰兔动脉粥样硬化尚未形成时,高胆固醇血症已使血管对乙酰胆碱和腺苷的舒血管作用减弱。许多文献报道[1],乙酰胆碱舒张血管作用为内皮依赖性。乙酰胆碱是通过刺激内皮细胞释放一氧化氮使血管平滑肌舒张。动脉粥样硬化时,内皮依赖性舒张功能受损。通过本实验结果可以证实,动脉粥样硬化尚未形成时,高胆固醇血症就可造成血管内皮功能受损。高胆固醇血症引起内皮细胞功能受损的机制,除一氧化氮释放减少外,还有胆固醇刺激内皮细胞产生氧自由基,后者通过与一氧化氮结合,从而使其灭活,引起可利用的一氧化氮减少[2]。腺苷是通过腺苷受体使血管平滑肌舒张。有文献报道,腺苷引起血管舒张为非内皮依赖性的[3],而另一些文献的报道与之相反,认为腺苷引起血管舒张为部分内皮依赖性的[4],内皮细胞上也有腺苷受体[5]。从本实验结果可见,在高胆固醇所致血管内皮细胞功能受损时,腺苷引起血管舒张功能也减弱。这种结果支持腺苷引起血管舒张为部分内皮依赖性的这一观点。还有学者研究证实,在高胆固醇血症时,可引起血管对内皮素、去甲肾上腺素等缩血管物质反应敏感性增加[6,7],这也是造成血管舒张性减弱的机制之一。通过本实验结果提示:在临床上严格地控制高胆固醇血症有利于血管内皮细胞功能的恢复,对改善血流大有益处。
, 百拇医药
王景全(1961-)男,主治医师,硕士,1998年赴美国研修,主要从事心肌血流调节研究
参考文献
1，Bossaller C,Habib GB,Yamamoto H,et al.Impaired muscarinic endothelium-dependent relaxation and cyclic guanosine 5′-monophosphate formation in atherosclerotic human coronary artery and rabbit aorta.J Clin Invest,1987,79:170—174.
2，Ohara Y,Peterson TE,Harrison DG.Hypercholesterolemia increases endothelial superoxide anion production.J Clin Invest,1993,91:2546—2551.
, http://www.100md.com
3 White TD,Angus JA.Relaxant effect of ATP and adenosine on canine large and small coronary arteries in vitro.Eur J Pharmacol,1987,143:119—126.
4，Olanrewaju HA,Hargittai PT,Lieberman EA,et al.Role of endothedium hyperpolarization of coronary smooth muscle by adenosine and its analogues.J Cardiovasc Pharmacol,1995,25:234—239.
5，Abebe W,Makuina SR,Mustafa SJ.Adenosine receptors-mediated relaxation of porcine coronary artery in the presence and absence of endothelium.Am J Physiol,1994,266:H2018—2025.
, http://www.100md.com
6，Mathew V,Cannan CR,Miller VM,et al.Enhanced endothelin—mediated coronary vasoconstriction and attenuated basal nitric oxide activity in experimental hypercholesteremia.Circulation,1997,96:1930—1936.
7，Rosendorff C,Hoffman J,Verrier ED,et al.Cholesterol potentiates the coronary artery responds to norepinephrine in anesthetized and concious dogs.Circ Res,1981,48:320—329.
1999-11-12
2000-02-12, http://www.100md.com
单位：王景全 白小涓 张砚 于雅媛(110001 辽宁省沈阳市,中国医科大学第一医院,循环内科)；Julien I.E.Hoffman(Cardiovascular Research Institute,University of California,San Francisco.USA 94143,Julien I.E.Hoffman)
关键词：高胆固醇血症；内皮细胞功能
中国循环杂志000326 摘要
目的:探讨高胆固醇血症对血管内皮依赖性舒张反应的影响。
方法:20只新西兰雄性兔随机分为两组:正常对照组(10只)及高胆固醇血症组(10只)。4周后取出每只兔的降主动脉,5 mm宽的动脉环放置于含有25 ml Kreb液的组织—器官水浴系统中。分别测量游离血管对乙酰胆碱(10-10～10-5 mol/L)和腺苷(10-10～10-4 mol/L)的舒张反应变化(%)。
, 百拇医药
结果:两组血胆固醇水平有显著差异(正常对照组0.78±0.29 mmol/L，高胆固醇血症组25.67±2.86 mmol/L,P<0.01);高胆固醇血症组血管对乙酰胆碱舒张反应〔最大(58.2±6.1)%〕与正常对照组〔最大(103.2±6.9)%〕比较明显减弱(P<0.01);高胆固醇血症组血管对腺苷舒张反应〔最大(45.2±13.0)%〕也较正常对照组〔最大(103.2±9.9)%〕减弱(P<0.01)。两组动脉组织学检查无动脉硬化的改变。
结论:高胆固醇血症降低血管内皮依赖性舒张反应;高胆固醇血症时血管内皮功能改变早于动脉粥样硬化的结构改变。
中图分类号:R541.1 文献标识码:A
文章编号:1000-3614(2000)03-0177-02
Hypercholesterolemia Effects on Endothelium-Dependent Vasorelaxation
, 百拇医药
Wang Jingquan,Bai Xiaojuan,Zhang Yan,et al.
(Department of Cardiovascular Medicine,the First Hospital of China Medical University,Shenyang 110001,Liaoning)
Abstract
Objective:To determine if hypercholesterolemia effects on endothelial function.
Methods:Twenty New Zealand male rabbits were randomly divided into two groups(10 rabbits each):normal diet(NC) and 0.5% cholesterol diet(HC).Four weeks later,descending aorta was excised from each animal,5mm wide aortic rings were placed vertically between hooks in tissue-organ bath system containing 25ml Kreb solution.Vasodilator response to acetylcholine (10-10-10-5mol/L)and adenosine (10-10-10-4mol/L)was measured in isolated aortic rings.Paired studies were conducted in the hypercholesterolemia and control rabbits.
, http://www.100md.com
Results:There was a significant difference in total serum cholesterol levels between NC and HC(0.78±0.29 mmol/L and 25.67±2.86 mmol/L,p<0.01);vessels exhibited decreased vosadilator response to acetylcholine〔maximal(58.2±6.1)% in HC and (103.2±6.9)% in NC,p<0.01〕and to adenosine 〔maximal(45.2±13.0)% in HC and (103.2±9.9)% in NC,p<0.01〕,no aortic atherosclerosis was found by morphogical studies.
Conclusions:Hypercholesterolemia decreases endothelium-dependent vasorelaxation.Vascular endothelial dysfunction develops earlier than atherogenesis in this rabbit model.
, 百拇医药
Key words Hypercholesterolemia;Endothelial function
内皮细胞通过释放血管活性物质调节血管张力。许多试验证实,动脉粥样硬化时血管内皮细胞功能受损。本实验的目的是观察高胆固醇血症情况下,动脉粥样硬化尚未发生时,高胆固醇对内皮细胞功能的影响。
1 材料与方法
动物及模型制备:1999年2月至6月间,20只新西兰雄性兔(美国加州大学医学中心提供)，体重2.60～3.12 kg(2.65±0.36 kg),随机分为两组,每组10只。一组给予正常饮食,为正常对照组;另一组给予0.5%高胆固醇饮食,为高胆固醇血症组。共饲养4周。游离动脉环制备及其在组织—器官水浴系统(Tissue-organ Bath System)内的张力测定:每只兔经耳静脉给予苯巴比妥麻醉后,开胸取出降主动脉,去除其上的脂肪与结缔组织,取5 mm宽的动脉环,用两个三角钩垂直放入含有25 ml Kreb液的组织—器官水浴系统中。三角钩与等张张力测定仪相连,血管张力(单位为g)的改变可由张力测定仪显示出来。水浴系统保持在37℃及95%氧气和5%的二氧化碳气体的灌注状态下。经过60 分平衡后,每个血管环用去甲肾上腺素预收缩20 分后加入乙酰胆碱10-10～10-5 mol/L或腺苷10-10～10-4 mol/L,然后分别测定加入不同浓度的血管活性物质时血管的张力变化(%)。血胆固醇浓度的测定:血清总胆固醇由酶法测定(应用DART胆固醇试剂,美国Sigma公司),用DACOSXL分析仪测得。病理学检查:取动脉环上下动脉常规石蜡切片进行苏木素伊红(HE)染色并进行冰冻切片的苏丹染色观察动脉内壁有无粥样硬化。
, 百拇医药
统计学处理:
±s应用t检验进行统计学处理。2 结果
两组新西兰兔经4周喂养后,高胆固醇血症组与正常对照组血胆固醇分别为25.67±2.86 mmol/L和0.78±0.29 mmol/L,差异非常显著(P<0.01)。两组兔主动脉病理检查均未发现动脉粥样硬化的改变。主动脉环对乙酰胆碱的反应:除了乙酰胆碱10-9 mol/L浓度外,高胆固醇血症组对乙酰胆碱舒张反应均较正常对照组明显减弱,两组之间有显著差异(P<0.01,表1)。主动脉环对腺苷的反应:只有在腺苷较高浓度下(10-6～10-4 mol/L)高胆固醇血症组血管对腺苷的舒张反应较正常对照组减弱(P<0.01,表2)。
表1 主动脉环对乙酰胆碱的舒张反应变化(%,
±s) 组别, http://www.100md.com
例数
乙酰胆碱浓度 (mol/L)
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
正常对照组
10
4.14
, 百拇医药
±2.11
13.02
±6.57
39.76
±4.76
68.26
±5.45
87.78
±6.63
103.22
±6.90
高胆固醇血症组
10
, 百拇医药
1.54
±0.42*
6.00
±2.08
20.10
±6.39**
39.98
±10.03**
52.34
±7.97**
58.50
, http://www.100md.com ±6.17**
注:与正常对照组比*P<0.05 **P<0.01表2 主动脉环对腺苷的舒张反应变化(%,
±s) 组别例数
腺苷浓度(mol/L)
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
, 百拇医药
10-5
10-4
正常对照组
10
7.32
±5.37
16.60
±10.22
26.58
±13.75
41.08
±17.44
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68.26
±11.08
84.56
±7.84
103.22
±9.92
高胆固醇血症组
10
2.98
±2.84
7.94
±6.82
12.70
, 百拇医药
±9.47
17.08
±12.57
21.68
±14.42**
27.58
±16.52**
45.18
±13.42**
注:与正常对照组比**P<0.01
3 讨论
, http://www.100md.com
本研究的目的是为了观察高胆固醇血症对血管内皮细胞功能的影响。本实验证实在新西兰兔动脉粥样硬化尚未形成时,高胆固醇血症已使血管对乙酰胆碱和腺苷的舒血管作用减弱。许多文献报道[1],乙酰胆碱舒张血管作用为内皮依赖性。乙酰胆碱是通过刺激内皮细胞释放一氧化氮使血管平滑肌舒张。动脉粥样硬化时,内皮依赖性舒张功能受损。通过本实验结果可以证实,动脉粥样硬化尚未形成时,高胆固醇血症就可造成血管内皮功能受损。高胆固醇血症引起内皮细胞功能受损的机制,除一氧化氮释放减少外,还有胆固醇刺激内皮细胞产生氧自由基,后者通过与一氧化氮结合,从而使其灭活,引起可利用的一氧化氮减少[2]。腺苷是通过腺苷受体使血管平滑肌舒张。有文献报道,腺苷引起血管舒张为非内皮依赖性的[3],而另一些文献的报道与之相反,认为腺苷引起血管舒张为部分内皮依赖性的[4],内皮细胞上也有腺苷受体[5]。从本实验结果可见,在高胆固醇所致血管内皮细胞功能受损时,腺苷引起血管舒张功能也减弱。这种结果支持腺苷引起血管舒张为部分内皮依赖性的这一观点。还有学者研究证实,在高胆固醇血症时,可引起血管对内皮素、去甲肾上腺素等缩血管物质反应敏感性增加[6,7],这也是造成血管舒张性减弱的机制之一。通过本实验结果提示:在临床上严格地控制高胆固醇血症有利于血管内皮细胞功能的恢复,对改善血流大有益处。
, 百拇医药
王景全(1961-)男,主治医师,硕士,1998年赴美国研修,主要从事心肌血流调节研究
参考文献
1，Bossaller C,Habib GB,Yamamoto H,et al.Impaired muscarinic endothelium-dependent relaxation and cyclic guanosine 5′-monophosphate formation in atherosclerotic human coronary artery and rabbit aorta.J Clin Invest,1987,79:170—174.
2，Ohara Y,Peterson TE,Harrison DG.Hypercholesterolemia increases endothelial superoxide anion production.J Clin Invest,1993,91:2546—2551.
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3 White TD,Angus JA.Relaxant effect of ATP and adenosine on canine large and small coronary arteries in vitro.Eur J Pharmacol,1987,143:119—126.
4，Olanrewaju HA,Hargittai PT,Lieberman EA,et al.Role of endothedium hyperpolarization of coronary smooth muscle by adenosine and its analogues.J Cardiovasc Pharmacol,1995,25:234—239.
5，Abebe W,Makuina SR,Mustafa SJ.Adenosine receptors-mediated relaxation of porcine coronary artery in the presence and absence of endothelium.Am J Physiol,1994,266:H2018—2025.
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6，Mathew V,Cannan CR,Miller VM,et al.Enhanced endothelin—mediated coronary vasoconstriction and attenuated basal nitric oxide activity in experimental hypercholesteremia.Circulation,1997,96:1930—1936.
7，Rosendorff C,Hoffman J,Verrier ED,et al.Cholesterol potentiates the coronary artery responds to norepinephrine in anesthetized and concious dogs.Circ Res,1981,48:320—329.
1999-11-12
2000-02-12, http://www.100md.com