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编号:10271773
血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂对高血压肾小动脉重建的影响
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 2000年第8期
     作者:杨向群 冀凯宏 姜宗来 陈尔瑜 章建梁

    单位:杨向群 冀凯宏 姜宗来 陈尔瑜(第二军医大学解剖学教研室 生物医学工程研究所, 上海 200433);章建梁(第二军医大学 长海医院心内科, 上海 200433)

    关键词:血管紧张素II/拮抗剂和抑制剂;受体,血管紧张素;肾动脉;高血压

    中国病理生理杂志000810

    [摘 要] 目的:研究血管紧张素II(Ang II)受体拮抗剂对高血压肾小动脉重建的影响。方法:18只4周龄雄性大鼠分为:正常血压大鼠(WKY)组、自发性高血压大鼠(SHR)组、SHR口服losartan组,均饲养至 16周。在肾组织切片上分别用光镜和电镜配合计算机图像分析法观测肾组织内小动脉的几何形态学指标和小动脉平滑肌及其间隙,离体肾脏灌流法测定最小肾血管阻力。结果:Losartan组的尾动脉收缩压、肾小动脉壁厚、壁面积、壁厚内径比和中层血管平滑肌细胞宽度以及最小肾血管阻力,均显著低于高血压对照组。结论:Ang II受体拮抗剂losartan能预防SHR肾小动脉的重建。
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    [中图分类号] R544; R972.4 [文献标识码] A

    [文章编号] 1000-4718(2000)08-0709-04

    Effects of angiotensin II receptor antagonist on remodeling

    of renal arterioles in hypertension

    YANG Xiang-qun, ZHANG Jian-liang, JI Kai-hong, JIANG Zong-lai, CHEN Er-yu

    (Department of Anatomy, Institute of Biomedical Engineering,Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
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    [Abstract] AIM: To investigate the effects of angiotensin II receptor antagonist on remodeling of renal arterioles in hypertension. METHODS: Eighteen 4 weeks old male rats were divided into three groups: Wistar-Kyoto rats (WKY) for normotensive group, and spontaneously hypertensive rats (SHR) for hypertensive group, and SHR treated with losartan orally (15 mg*kg-1*d-1). The rats were raised to 16 weeks old. The morphometric parameters of the renal arterioles, and the widths of vascular smooth muscle cells (VSMC) and intercellular space were studied on kidney slices by light microscope and electromicroscope respectively, combined with computer-assistant image analysis system. The minimal renal vascular resistance (RVRmin) was studied by isolated kidney perfusion system. RESULTS: The systolic blood pressure of the tail artery, wall thickness, wall area, ratio of wall thickness to inner diameter, width of VSMC of renal arterioles and RVRmin were all smaller or lower in losartan group than those of SHR. CONCLUSION: Ang II receptor antagonist losartan can prevent the remodeling of renal arterioles in SHR.
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    [MeSH] Angiotensin II/antagonists & inhibitors; Receptors, angiotensin; Renal artery; Hypertension

    动脉重建(remodeling)不仅是高血压的基本病理变化,而且是维持血管高阻力状态、使高血压进一步发展和恶化的形态学基础。其主要表现是动脉管壁增厚,管腔缩小,壁腔比增大,以及随之而产生的动脉功能改变[1,2]。不可逆转的动脉重建是影响高血压患者生存质量的重要因素, 改善高血压动脉重建已成为抗高血压治疗的新方向[3]。血管紧张素II (angiotensin II, Ang II)不仅是一种强烈的血管收缩因子和醛固酮分泌的刺激因子,而且还能促进血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell, VSMC)的肥大和胶原纤维增生[4,5],所以与高血压动脉重建的关系非常密切。但拮抗Ang II受体能否预防高血压肾小动脉重建,至今还不清楚。本文通过给予尚未建立高血压和发生动脉重建的 4周龄自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rat, SHR)Ang II I型(AT1)受体拮抗剂losartan,观察其对肾小动脉形态学重建和最小肾血管阻力 (minimal renal vascular resistance, RVRmin)的影响,以阐明Ang II在高血压肾小动脉重建中的作用。
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    材 料 和 方 法

    一、动物分组

    4周龄雄性 SHR和同种的正常血压大鼠Wistar-Kyoto(WKY) (上海市高血压研究所提供),分为(1)WKY组;(2) SHR组;(3) losartan组:SHR的饮水中加入losartan (美国Merck公司惠赠) ,15 mg*kg*d-1。每组6只动物,正常饮食,饲养至16周。

    二、血压测量

    大鼠10周龄后,每两周用电脑大鼠心率血压测量仪(MRB-IIIA型,上海市高血压研究所)测量尾动脉收缩压。

    三、RVRmin的测定

    大鼠经氯胺酮20 mg/kg i p和安定20 mg/kg i p麻醉,颈动脉测血压后,放血处死大鼠。取出左肾,将肾动脉接Langendroff离体灌流装置(恒压、恒温37.5℃,),12 kPa (90 mmHg)压力下以氧合Krebs液灌注左肾,使肾血管处于最大舒张状态,然后测量该压力下左肾静脉的每分钟液体流出量。实验完毕,剪去肾蒂,称肾重。根据R=(Pa-Pv)/Q计算RVRmin,R为血管阻力;Pa为动脉端压力(灌注压);Pv为静脉端压力(0),Q为单位肾重每分钟液体流量。
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    四、肾小动脉几何形态学研究

    上述肾以多聚甲醛-戊二醛12 kPa灌注固定,常规脱水、石蜡包埋、切片,片厚3 μm。酸性茜素蓝染血管平滑肌,用CA6300计算机图像分析系统(中国科学院自动化研究所研制),测量动脉的内径、外径、壁厚和壁面积,计算壁厚内径比。

    五、肾小动脉中膜的形态计量学

    行肾脏振荡切片,厚200 μm,树脂包埋。相差显微镜下,选外径在100~200 μm之间的圆形小动脉,进一步定位,修块,作超薄切片,Hitachi H-800型透射电镜摄影。用计算机图像分析系统测量照片上VSMC及其细胞间隙在横截面上的宽度。

    六、数据统计处理

    数据以均数±标准差(±s)表示,两组之间差异显著性用t检验判定。
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    结 果

    一、血压

    SHR组为(23.50±1.80) kPa,显著高于WKY组(14.90±0.81) kPa (P<0.01),losartan组为(16.50±0.91) kPa, 显著低于SHR组(P<0.01),与 WKY组无显著差异(P>0.05)。

    二、 RVRmin

    WKY、SHR和losartan组的RVRmin分别为:(0.43±0.01) kPa*mL-1*min-1*g-1、(0.67±0.11) kPa* mL-1*min-1*g-1 和(0.48±0.05) kPa*mL-1*min-1*g-1,SHR组显著高于WKY组(P<0.01),而losartan组显著低于SHR组(P<0.01),与WKY组无显著差异(P>0.05)。
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    三、肾小动脉几何形态学

    按肾小动脉的外径将其分为20~50 μm、50~100 μm和100~200 μm 3类,分别统计分析它们的几何形态参数。小动脉内径在各组间变化不明显,SHR 3类肾小动脉的壁厚、壁厚内径比显著大于WKY组相应比值 (P<0.05),而壁面积只有外径在50~100 μm及100~200μm 之间的小动脉显著大于WKY组(P<0.05)。Losartan组50~100μm 及100~200μm小动脉壁厚显著小于SHR组,壁厚内径比在3类小动脉都显著小于SHR组,壁面积只有100~200 μm小动脉显著小于SHR组(P<0.05) ;但所有参数与WKY组均无显著差异(表1,图2)。

    表1 大鼠肾小动脉的几何形态学

    Tab 1 The morphometric measurement of the renal arterioles of the rats (±s)
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    Group

    Range of outer diameter

    20~50 μm

    nWKY=95

    nSHR=105

    nLos=111

    50~100 μm

    nWKY=93

    nSHR=65

    nLos=54
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    100~200 μm

    nWKY=33

    nSHR=31

    nLos=30

    ID(μm)

    WKY

    28.5±6.6

    58.4±12.9

    120.4±21.9

    SHR

    28.5±6.4
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    54.0±12.1

    113.9±21.5

    Losartan

    29.5±7.5

    59.9±11.8

    115.4±27.3

    WT(μm)

    WKY

    3.9±0.7

    4.9±0.6

    6.4±0.9

    SHR
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    4.5±1.0*

    6.5±1.2*

    10.4±2.7*

    Losartan

    3.8±0.8

    5.0±0.9

    6.4±0.9

    WT/ID(%)

    WKY

    13.7±4.0

    8.4±1.8
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    5.3±0.9

    SHR

    16.4±5.1*

    12.5±3.4*

    8.1±1.0*

    Losartan

    14.0±6.4

    8.4±1.8+

    5.7±0.9+

    WA(μm2)
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    WKY

    406.3±133.1

    991.8±296.0

    2579.4±674.2

    SHR

    474.8±163.3

    1231.4±377.9*

    4511.1±692.6*

    Losartan

    403.4±145.1

    1025.0±332.1
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    2486.2±821.2

    n: cases of the arterioles. ID: inner diameter. WT: wall thickness. WA: wall area; * P<0.05, vs the similar diameter arterioles of age-matched WKY; △P<0.05, vs the similar diameter arterioles of SHR

    四、肾小动脉中膜的形态计量学

    SHR组(n=3)肾小动脉(100~200 μm)的中膜VSMC和细胞间质宽度,均显著大于WKY组(n=3) (P<0.01), losartan组(n=3)VSMC宽度显著小于SHR组(P<0.01),与WKY组无显著差异(P>0.05),而细胞间隙的改变不显著(P>0.05)(表2)。
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    表2 平滑肌细胞及其细胞间隙的宽度

    Tab 2 Width of smooth muscle cells and the intercellular

    space(±s,μm) Group

    VSMC

    Intracellular space

    WKY

    1.87±0.29

    0.15±0.08

    SHR
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    3.91±0.30*

    0.22±0.09*

    Losartan

    1.18±0.40

    0.22±0.07

    * P<0.01, vs WKY; △ P<0.01, vs SHR. VSMC: vascular smooth muscle cells

    Fig 1 The renal arterioles of WKY, SHR and losartan-treated SHR
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    A: Renal arterioles of WKY; B: Renal arterioles of SHR; C: Renal arterioles of losartan-treated SHR; stained by acid alizarine blue ×200. Bar=50 μm

    图1 WKY、SHR和losartan组肾小动脉

    讨 论

    本实验在尚未形成高血压的4周龄SHR即口服给予losartan,至16周时肾小动脉的重建明显轻于同龄未服药的SHR,说明losartan对高血压大鼠的动脉重建有预防作用,也表明Ang II在SHR肾血管形态和功能重建的形成过程中起重要作用。

    Ang II一方面通过强烈收缩血管,升高血压而促进动脉重建;另一方面还能直接促进 VSMC的肥大和胶原纤维增生,导致血管重建。 Ang II的受体主要有AT1和AT2两个亚型,已知的Ang II的生物学效应主要与AT1有关。作为一种比较理想的AT1受体拮抗剂,losartan已成为揭示Ang II生理和病理作用的重要工具[6,7]。本文结果显示, losartan能预防肾小动脉的重建,有力地说明Ang II 在 SHR肾小动脉重建中发挥了重要作用。
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    血管中层VSMC总体积增加是高血压动脉重建的重要内容。VSMC总体积增加可以是单个VSMC体积增加(肥大),也可以是VSMC数量增加(增生)。本文结果显示,SHR肾小动脉(100~200 μm)VSMC不但存在着肥大,并有细胞外基质的增加。Losartan能预防SHR肾小动脉中膜VSMC的肥大,但未能预防细胞外基质的增加,可能与losartan的剂量或疗程等有关。

    肾血管阻力增高是高血压时肾血流动力学改变的重要特征,它可由于阻力血管形态结构的改变即形态学重建所引起,也可由于血管对血管活性物质反应性的改变而引起,SHR肾血管阻力增高的原因目前尚无明确的结论。最小血管阻力是血管在最大舒张状态下的血管阻力,它排除了VSMC舒缩状态对血管阻力的影响[8]。本文的结果表明,SHR肾血管阻力的增高一定存在着形态重建的因素,losartan可以通过改善肾小动脉的形态学重建而降低肾血管阻力。

    [参 考 文 献]
, 百拇医药
    [1] Weber KT, Anversa F, Armstrong PW, et al. Remodeling and reparation of the cardiovascular system[J]. J Am Coll Cardiol, 1992, 20(1):3~16.

    [2] 章建梁,杨向群,章同华. 高血压动脉重建[J]. 国外医学心血管疾病分册, 1997, 24(1):26~29.

    [3] Buhler FR, Ball SG, Baumgartner HR, et al. A vascular protective concept in hypertension and heart failure[J]. J Cardiovasc Pharmacol, 1994, 24 (suppl 3): S1~S4.

    [4] Geisterfer AA, Peach MJ, Owens GK. Angiotensin II induces hypertrophy, not hyperplasia, of cultured rat aortic smooth muscle cells[J]. Circ Res, 1988, 62(4):749~756.
, 百拇医药
    [5] Kato H, Suzuki H, Tajima S, et al. Angiotensin II stimulates collagen synthesis in cultured vascular smooth muscle cells[J]. J Hypertens, 1991, 9(1):17~22.

    [6] Timmermans PB, Duncia JV, Carini DJ, et al. Discovery of Losartan, the first angiotensin II receptor antagonist[J]. J Hum Hypertens, 1995, 9(suppl 5):S3~S18.

    [7] Li JS, Sharifi AM, Schiffrin EL. Effect of AT1 angiotensin-receptor blockade on structure and function of small arteries in SHR[J]. J Cardiovasc Pharmacol, 1997, 30(1):75~83.

    [8] Folkow B. Physiological aspects of primary hypertension[J]. Physiol Rev, 1982, 62:347~504.

    [收稿日期] 1999-04-19 [修回日期] 1999-07-14, http://www.100md.com