自发性高血压大鼠左心室肥厚与局部胰岛素样生长因子Ⅰ的关系
作者：曹蘅 胡作英 杨霆 程光华 俞国华 杨尚印
单位：曹 蘅 杨霆 程光华 俞国华 杨尚印 皖南医学院弋矶山医院(芜湖241001)；胡作英 南京市第一医院心内科
关键词：肥大；左心室；生长调节素类；高血压
中国病理生理杂志/990719 摘 要 目的和方法：采用放射免疫分析法测定自 发性高 血压大鼠(SHR)和正常血压大鼠(WKY)心肌组织中胰岛素样生长因子Ⅰ(IGF-I)水平。用心肌 细胞横径(TDM)和心脏湿重/体重(HW/BW)判定左心室肥厚。结果：SHR的TDM和HW/BW均十分显著的高于WKY(P<0.01)；心肌组织IGF-Ⅰ水平也显著高于WK Y(P<0.05)，且SHR心肌组织IGF-Ⅰ与TDM及HW/BW之间均呈显著正相关(r=0.7695 ， P<0.05及r=0.7871， P<0.05)。结论：SHR有明显的左 心 室肥厚，而组织局部的IGF-Ⅰ作为一种自分泌和/或旁分泌的生长因子在高血压左心室肥厚 的发生和发展中起重要的作用。
, http://www.100md.com
The relationship between left ventricular hypertrophy a nd l evel of tissue
insulin-like growth factor Ⅰin spontaneously hypertensive rat
CAO Heng, HU Zuo-Ying, YANG Ting, CHENG Guang-Hua, YU Guo-Hua, YANG Sha ng-Ying
Yijishan Hospital of Wannan Medical College, Wuhu(241001)
Abstract AIM and METHODS：The level of insulin-like gro wth factor-Ⅰ (IGF-Ⅰ) in heart tissues of spontaneously hypertensive rats (SHR) and Wistar-Kyoto rats(WKY) was measured by radioimmunoassay. Left ventricular h ypertrophy was determined according to the traverse diameter of myocyte (TDM) a nd by the ratio of heart weight to body weight (HW/BW). RESULTS：B oth TDM and HW/BW were much higher (P<0.01) in SHR than in WKY. The level of IGF-Ⅰ in heart tissue of SHR was higher (P<0.05) than that in WKY. T here were a positive correlation between TDM and IGF-Ⅰ (r=0.7695, P<0.05) and also between HW/BW and IGF-Ⅰ(r=0.7871, P<0.05) in SHR. CONCLU SION：There was left ventricular hypertrophy in SHR, and probably IGF-Ⅰ plays an important role as a local autocrine and/or paracrine growth factor in the pathogenesis of left ventricular hypertrophy in spontaneously hypertension.
, 百拇医药
MeSH Hypertrophy, left ventricular; Somatomedins; Hypertensi on
左心室肥厚(left ventricular hypertrophy, LVH)作为心血管疾病重 要的独立危险因子已日益引起人们的重视。高血压时LVH的发生率很高，其发生机制正在不 断深入研究，近年来已发现一些生长因子参于LVH的形成。有学者报道胰岛素样生长因子 Ⅰ(insulin-like growth factor Ⅰ, IGF-Ⅰ)与高血压的关系密切，推测IGF-I可能是LVH 的始因和/或调节因素[1，2]。本文通过对自发性高血压大鼠心肌局部IGF-Ⅰ水 平改变的观察，旨在探讨局部IGF-Ⅰ与高血压LVH的关系。
材料与方法
一、实验动物：
选用雄性18周龄自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats, SHR)和雄性同周龄 Wistar-Kyoto大鼠(WKY)各6只，进行实验。
, http://www.100md.com
二、试剂和设备：
大鼠IGF-Ⅰ放射免疫试剂盒由中国医学科学院放射医学研究所提供(灵敏度21 ng*mL- 1，批内变异系数8%)。低温离心机(LDR4)由北京医用离心机厂提供。自动γ计数仪由核 工业部二六二厂提供。微测仪德国(Leize)产。电脑大鼠血压测量仪(MRS-Ⅲ)由上海高血压 病研究所提供。
三、标本制备：
分别用尾套法测量两组大鼠的尾动脉收缩压。在测量大鼠体重(body weight, BW)后用2%硫 喷妥钠(40 mg.kg-1ip)麻醉大鼠，断头处死后立即取出心脏，去除大血管残根， 用预冷的生理盐水行主动脉逆行灌注冲洗，滤纸吸干后称取心脏湿重(heart weight, HW)。 再从左心室游离壁取一块0.5 cm×0.5 cm大小的心肌块，置于10%中性福尔马林液中固定。 将剩余的心肌按10%(重量/体积)加入酶抑制剂，用匀浆器碾磨，4℃ 2 500 r/min离心60 min，取上清液置于-20℃以下保存待测。
, 百拇医药
四、检测方法：
1.组织IGF-Ⅰ测定：依据Upton Z的方法[3]，并严格按试剂盒说明书进行操作， 数据测定1次完成。以B/Bo计算结合百分率，曲线采用Log-logit回归，求出各管IGF-Ⅰ含量。
2.心肌检查：将心肌块做成4 μm的组织切片行HE染色，在光镜下用微测仪测量心肌细胞横 径(traverse diameter of myocyte, TDM)，选择核居中的心肌细胞横切面测量，每张切片 随机测20个心肌细胞，取其均数。
五、统计处理：
计量资料用
±s表示，组间均数差异的显著性检验采用Stadent’s t-tes t,对两变量间关系采用简单直线相关分析。
, http://www.100md.com
结 果
(一)SHR和WKY的尾动脉收缩压分别为(22.73±1.83)kPa和(14.13±1.61)kPa。两组间有高 度显著差异(P<0.01)。相关分析发现SHR的尾动脉收缩压与TDM及HW/BW之间无相关 。
(二)SHR和WKY的BW、HW/BW和TDM及IGF-Ⅰ水平的比较见表1。两组大鼠的BW差异无显著， 而SHR的HW/BW及TDM均十分显著高于WKY，HW和心肌IGF-Ⅰ水平显著高于WKY。
(三)心肌组织IGF-Ⅰ水平分别与TDM及HW/BW行直线相关分析，结果显示IGF-Ⅰ与TDM和HW/BW 分别呈显著正相关(r=0.7695,P<0.05和r=0.7871, P<0.05)。
表1 SHR和WKY心肌IGF-Ⅰ及TDM、HW/BW的比较
, 百拇医药
Tab 1 Comparison of IGF-Ⅰ,HW/BW and TDM in heart of SHR and WKY (± s,n=6) Group
IGF-Ⅰ(ng/g)
BW(g)
HW(mg)
HW/BW(mg/g)
TDM(μm)
WKY
169.1±28.6
230.2±37.1
, http://www.100md.com
783.1±109.6
3.12±0.29
12.55±0.60
SHR
209.3±26.7
230.0±21.0
955.6±69.3
4.17±0.24
15.63 ±0.56
*P<0.05,**P<0.01， vs WKY
, http://www.100md.com
讨 论
实验结果表明，SHR血压和LVH指标值均显著高于对照组，确认其具有自发性高血压特性和高 血压性LVH。
LVH是心肌细胞肥大所致的心脏扩大和左心室重量增加。高血压性LVH常被看成是由高血压所 造成的一种直接后果。然而，有资料表明[4，5]：新生或幼年的SHR在血压尚未 升高之前，就已有心脏重量的增加；一些高血压患者尽管血压长期得到满意的控制，但左心 室重量仍在增加。这种LVH的确切机制尚不清，但目前普遍认为，遗传导致基因的异常表达 及循环和组织局部因子的作用可能是LVH发生的主要原因。本研究中采用的是成年SHR，其LV H与血压无显著相关而与肥厚心肌组织中的IGF-Ⅰ水平呈显著正相关。这进一步说明血液动 力学因素只是高血压性LVH的致病因素之一，而心肌局部的生长因子则可能在致LVH的过程中 起了更为重要的作用。
IGF-Ⅰ是由70个氨基酸组成的活性多肽，多年来一直被认为仅仅是一种与胰岛素结构和功能 相似的生长介质，由生长激素调节产生并介导生长激素的生理作用，在体内构成生长激素释 放激素-生长激素-IGF-Ⅰ轴[6]。近10年来的研究发现，IGF-Ⅰ因具有短期胰 岛素样效应和长期的促细胞分化和增殖效应，不仅可调控正常心血管的生理反应，更为重要 的是可参于多种心血管病的发病过程。因而引起国内外的高度关注[1，2]。已有 资料表明：肾性高血压时左心室IGF-Ⅰ的基因表达有所增加[7]。Diez等报道：高 血压时循环中的IGF-Ⅰ和IGF-Ⅰ结合蛋白水平异常增高；而高血压有LVH的患者基础血浆IGF -Ⅰ水平显著高于无LVH患者[8，9]。故提出IGF-Ⅰ可能与高血压及LVH的发病有 关。然而，有关局部IGF-Ⅰ含量在LVH时的改变尚未见报道。本研究观察到自发性高血压LVH 时肥厚心肌组织中的IGF-Ⅰ水平异常增高，且IGF-Ⅰ增高的水平与心肌肥厚的程度呈正相关 ，这提示IGF-Ⅰ不仅是一种循环激素，同时作为一种重要的局部生长因子，通过心血管细胞 的自分泌和/或旁分泌作用参与LVH发生和发展的病理生理过程。
, 百拇医药
参考文献
1 Sowers JR. Insulin and insulin-like growth factor in normal and pathological cardiovascular physiology. Hypertension, 1997,29:691.
2 欧阳伟，钱学贤.胰岛素样生长因子1与心脏.心血管病学进展，1998，19：229 .
3 Dzughaday E, Rztwein P. Insulin-like growth factor Ⅰ and Ⅱ. Peptide, messenger ribonucleic acid and gene structures, serum and tissue concentrations . Endocrin Rev, 1989,10:68.
, http://www.100md.com 4 Sen S, Tarazi RC, Khairallah PA, et al. Cardiac hypertrophy in spontan eously hypertensive rats. Circ Res, 1974;35:755.
5 刘国仗，党爱民.高血压左心室肥厚的发生机制、诊断及治疗.中国循环杂志， 1998，13：2.
6 Pierre G, Chatelain M D. The GHRH-GH-IGF axis in the fetus and early post-natal life:clinical implications. J Endocrinol, 1997,152:s10.
7 Wahlander H, Isgaard J, Jennische E, et al. Left ventricular insulin- l ike growth factor Ⅰ increases in early renal hypertension. Hypertension, 1992,1 9:25.
, 百拇医药
8 Diez J, Lariades C. IGF-Ⅰ and cardiac mass in EHT comparative effects of captopril, lisinopril and quinapril. J Hypertens, 1994,12:S31.
9 Diez J, Laviades C, Martinez E, et al. Insulin-like growth factor bind ing proteins in arterial hyertension:relationship to left ventricular hypertroph y. J Hypertens, 1995,13:349.
(1998年9月2日收稿，1998年12月22日修回), 百拇医药
单位：曹 蘅 杨霆 程光华 俞国华 杨尚印 皖南医学院弋矶山医院(芜湖241001)；胡作英 南京市第一医院心内科
关键词：肥大；左心室；生长调节素类；高血压
中国病理生理杂志/990719 摘 要 目的和方法：采用放射免疫分析法测定自 发性高 血压大鼠(SHR)和正常血压大鼠(WKY)心肌组织中胰岛素样生长因子Ⅰ(IGF-I)水平。用心肌 细胞横径(TDM)和心脏湿重/体重(HW/BW)判定左心室肥厚。结果：SHR的TDM和HW/BW均十分显著的高于WKY(P<0.01)；心肌组织IGF-Ⅰ水平也显著高于WK Y(P<0.05)，且SHR心肌组织IGF-Ⅰ与TDM及HW/BW之间均呈显著正相关(r=0.7695 ， P<0.05及r=0.7871， P<0.05)。结论：SHR有明显的左 心 室肥厚，而组织局部的IGF-Ⅰ作为一种自分泌和/或旁分泌的生长因子在高血压左心室肥厚 的发生和发展中起重要的作用。
, http://www.100md.com
The relationship between left ventricular hypertrophy a nd l evel of tissue
insulin-like growth factor Ⅰin spontaneously hypertensive rat
CAO Heng, HU Zuo-Ying, YANG Ting, CHENG Guang-Hua, YU Guo-Hua, YANG Sha ng-Ying
Yijishan Hospital of Wannan Medical College, Wuhu(241001)
Abstract AIM and METHODS：The level of insulin-like gro wth factor-Ⅰ (IGF-Ⅰ) in heart tissues of spontaneously hypertensive rats (SHR) and Wistar-Kyoto rats(WKY) was measured by radioimmunoassay. Left ventricular h ypertrophy was determined according to the traverse diameter of myocyte (TDM) a nd by the ratio of heart weight to body weight (HW/BW). RESULTS：B oth TDM and HW/BW were much higher (P<0.01) in SHR than in WKY. The level of IGF-Ⅰ in heart tissue of SHR was higher (P<0.05) than that in WKY. T here were a positive correlation between TDM and IGF-Ⅰ (r=0.7695, P<0.05) and also between HW/BW and IGF-Ⅰ(r=0.7871, P<0.05) in SHR. CONCLU SION：There was left ventricular hypertrophy in SHR, and probably IGF-Ⅰ plays an important role as a local autocrine and/or paracrine growth factor in the pathogenesis of left ventricular hypertrophy in spontaneously hypertension.
, 百拇医药
MeSH Hypertrophy, left ventricular; Somatomedins; Hypertensi on
左心室肥厚(left ventricular hypertrophy, LVH)作为心血管疾病重 要的独立危险因子已日益引起人们的重视。高血压时LVH的发生率很高，其发生机制正在不 断深入研究，近年来已发现一些生长因子参于LVH的形成。有学者报道胰岛素样生长因子 Ⅰ(insulin-like growth factor Ⅰ, IGF-Ⅰ)与高血压的关系密切，推测IGF-I可能是LVH 的始因和/或调节因素[1，2]。本文通过对自发性高血压大鼠心肌局部IGF-Ⅰ水 平改变的观察，旨在探讨局部IGF-Ⅰ与高血压LVH的关系。
材料与方法
一、实验动物：
选用雄性18周龄自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats, SHR)和雄性同周龄 Wistar-Kyoto大鼠(WKY)各6只，进行实验。
, http://www.100md.com
二、试剂和设备：
大鼠IGF-Ⅰ放射免疫试剂盒由中国医学科学院放射医学研究所提供(灵敏度21 ng*mL- 1，批内变异系数8%)。低温离心机(LDR4)由北京医用离心机厂提供。自动γ计数仪由核 工业部二六二厂提供。微测仪德国(Leize)产。电脑大鼠血压测量仪(MRS-Ⅲ)由上海高血压 病研究所提供。
三、标本制备：
分别用尾套法测量两组大鼠的尾动脉收缩压。在测量大鼠体重(body weight, BW)后用2%硫 喷妥钠(40 mg.kg-1ip)麻醉大鼠，断头处死后立即取出心脏，去除大血管残根， 用预冷的生理盐水行主动脉逆行灌注冲洗，滤纸吸干后称取心脏湿重(heart weight, HW)。 再从左心室游离壁取一块0.5 cm×0.5 cm大小的心肌块，置于10%中性福尔马林液中固定。 将剩余的心肌按10%(重量/体积)加入酶抑制剂，用匀浆器碾磨，4℃ 2 500 r/min离心60 min，取上清液置于-20℃以下保存待测。
, 百拇医药
四、检测方法：
1.组织IGF-Ⅰ测定：依据Upton Z的方法[3]，并严格按试剂盒说明书进行操作， 数据测定1次完成。以B/Bo计算结合百分率，曲线采用Log-logit回归，求出各管IGF-Ⅰ含量。
2.心肌检查：将心肌块做成4 μm的组织切片行HE染色，在光镜下用微测仪测量心肌细胞横 径(traverse diameter of myocyte, TDM)，选择核居中的心肌细胞横切面测量，每张切片 随机测20个心肌细胞，取其均数。
五、统计处理：
计量资料用
±s表示，组间均数差异的显著性检验采用Stadent’s t-tes t,对两变量间关系采用简单直线相关分析。, http://www.100md.com
结 果
(一)SHR和WKY的尾动脉收缩压分别为(22.73±1.83)kPa和(14.13±1.61)kPa。两组间有高 度显著差异(P<0.01)。相关分析发现SHR的尾动脉收缩压与TDM及HW/BW之间无相关 。
(二)SHR和WKY的BW、HW/BW和TDM及IGF-Ⅰ水平的比较见表1。两组大鼠的BW差异无显著， 而SHR的HW/BW及TDM均十分显著高于WKY，HW和心肌IGF-Ⅰ水平显著高于WKY。
(三)心肌组织IGF-Ⅰ水平分别与TDM及HW/BW行直线相关分析，结果显示IGF-Ⅰ与TDM和HW/BW 分别呈显著正相关(r=0.7695,P<0.05和r=0.7871, P<0.05)。
表1 SHR和WKY心肌IGF-Ⅰ及TDM、HW/BW的比较
, 百拇医药
Tab 1 Comparison of IGF-Ⅰ,HW/BW and TDM in heart of SHR and WKY (
± s,n=6) GroupIGF-Ⅰ(ng/g)
BW(g)
HW(mg)
HW/BW(mg/g)
TDM(μm)
WKY
169.1±28.6
230.2±37.1
, http://www.100md.com
783.1±109.6
3.12±0.29
12.55±0.60
SHR
209.3±26.7
230.0±21.0
955.6±69.3
4.17±0.24
15.63 ±0.56
*P<0.05,**P<0.01， vs WKY
, http://www.100md.com
讨 论
实验结果表明，SHR血压和LVH指标值均显著高于对照组，确认其具有自发性高血压特性和高 血压性LVH。
LVH是心肌细胞肥大所致的心脏扩大和左心室重量增加。高血压性LVH常被看成是由高血压所 造成的一种直接后果。然而，有资料表明[4，5]：新生或幼年的SHR在血压尚未 升高之前，就已有心脏重量的增加；一些高血压患者尽管血压长期得到满意的控制，但左心 室重量仍在增加。这种LVH的确切机制尚不清，但目前普遍认为，遗传导致基因的异常表达 及循环和组织局部因子的作用可能是LVH发生的主要原因。本研究中采用的是成年SHR，其LV H与血压无显著相关而与肥厚心肌组织中的IGF-Ⅰ水平呈显著正相关。这进一步说明血液动 力学因素只是高血压性LVH的致病因素之一，而心肌局部的生长因子则可能在致LVH的过程中 起了更为重要的作用。
IGF-Ⅰ是由70个氨基酸组成的活性多肽，多年来一直被认为仅仅是一种与胰岛素结构和功能 相似的生长介质，由生长激素调节产生并介导生长激素的生理作用，在体内构成生长激素释 放激素-生长激素-IGF-Ⅰ轴[6]。近10年来的研究发现，IGF-Ⅰ因具有短期胰 岛素样效应和长期的促细胞分化和增殖效应，不仅可调控正常心血管的生理反应，更为重要 的是可参于多种心血管病的发病过程。因而引起国内外的高度关注[1，2]。已有 资料表明：肾性高血压时左心室IGF-Ⅰ的基因表达有所增加[7]。Diez等报道：高 血压时循环中的IGF-Ⅰ和IGF-Ⅰ结合蛋白水平异常增高；而高血压有LVH的患者基础血浆IGF -Ⅰ水平显著高于无LVH患者[8，9]。故提出IGF-Ⅰ可能与高血压及LVH的发病有 关。然而，有关局部IGF-Ⅰ含量在LVH时的改变尚未见报道。本研究观察到自发性高血压LVH 时肥厚心肌组织中的IGF-Ⅰ水平异常增高，且IGF-Ⅰ增高的水平与心肌肥厚的程度呈正相关 ，这提示IGF-Ⅰ不仅是一种循环激素，同时作为一种重要的局部生长因子，通过心血管细胞 的自分泌和/或旁分泌作用参与LVH发生和发展的病理生理过程。
, 百拇医药
参考文献
1 Sowers JR. Insulin and insulin-like growth factor in normal and pathological cardiovascular physiology. Hypertension, 1997,29:691.
2 欧阳伟，钱学贤.胰岛素样生长因子1与心脏.心血管病学进展，1998，19：229 .
3 Dzughaday E, Rztwein P. Insulin-like growth factor Ⅰ and Ⅱ. Peptide, messenger ribonucleic acid and gene structures, serum and tissue concentrations . Endocrin Rev, 1989,10:68.
, http://www.100md.com 4 Sen S, Tarazi RC, Khairallah PA, et al. Cardiac hypertrophy in spontan eously hypertensive rats. Circ Res, 1974;35:755.
5 刘国仗，党爱民.高血压左心室肥厚的发生机制、诊断及治疗.中国循环杂志， 1998，13：2.
6 Pierre G, Chatelain M D. The GHRH-GH-IGF axis in the fetus and early post-natal life:clinical implications. J Endocrinol, 1997,152:s10.
7 Wahlander H, Isgaard J, Jennische E, et al. Left ventricular insulin- l ike growth factor Ⅰ increases in early renal hypertension. Hypertension, 1992,1 9:25.
, 百拇医药
8 Diez J, Lariades C. IGF-Ⅰ and cardiac mass in EHT comparative effects of captopril, lisinopril and quinapril. J Hypertens, 1994,12:S31.
9 Diez J, Laviades C, Martinez E, et al. Insulin-like growth factor bind ing proteins in arterial hyertension:relationship to left ventricular hypertroph y. J Hypertens, 1995,13:349.
(1998年9月2日收稿，1998年12月22日修回), 百拇医药