高鹽飲食對Wistar大鼠血壓和心臟結構功能的影響

石耿輝 商黔惠 王曉春

(遵義醫學院附屬醫院血液科，貴州 遵義 563003)

高鹽飲食對Wistar大鼠血壓和心臟結構功能的影響

石耿輝1商黔惠1王曉春1

(遵義醫學院附屬醫院血液科，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構、功能的影響及機制。方法37只雄性Wistar大鼠隨機分為對照組(NS，n=13)、高鹽組(HS，n=24)分別飼予不同NaCl含量飼料，試驗結束后HS組大鼠根據血壓水平分為高鹽高血壓(HSH)組和高鹽正常血壓(HSN)組。各組均進行左心室蘇木素-伊紅(HE)染色、心臟彩超、收縮壓、左心室質量指數(LVMI)、血漿血管緊張素(Ang)Ⅱ、高敏C反應蛋白(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大鼠心肌重構作用與血壓無關；TNF-α可能在高鹽繼發的大鼠血壓、心臟結構及功能變化中起重要作用。

鹽；心肌重構；高血壓；血管緊張素Ⅱ；腫瘤壞死因子-α

食鹽對高血壓的發生起著關鍵作用。研究發現，無特殊遺傳背景的Wistar大鼠長期高鹽攝入后亦出現血壓升高〔1〕。高鹽攝入后Wistar大鼠血壓升高并有相應的靶器官(左心室)損害，這一結果與人類高血壓不同。本實驗旨在研究高鹽攝入對Wistar大鼠血壓和心臟結構功能的影響及其機制。

1 材料與方法

1.1動物模型建立與標本采集 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)。實驗用大鼠于20℃～22℃、濕度50%～70%及光照12 h/d環境適應性飼養1 w。隨機分為高鹽組24只(HS組，飼8% NaCl)與正常對照組13只(NS組，飼0.5% NaCl)。實驗動物飼養時間共24 w，飼養期間大鼠自由取食、取水，每2 w測定1次尾動脈壓。依據測定血壓值，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。每組隨機抽取6只大鼠經麻醉后行心臟彩超聲，所有大鼠經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，濾紙吸干后準確稱重。所有大鼠在處理前均準確稱其體重。

1.2樣本切片蘇木素-伊紅(HE)染色 制備左心室心肌環組織標本切片，對實驗大鼠的心肌環以HE方法進行染色處理。

1.3心功能指標測定 應用彩色多普勒超聲心動圖儀(Sequoia 512)進行心臟超聲學檢查。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，調整好角度檢測各心功能指標，連續測3次，結果取平均值。

1.4左心室質量指數(LVMI)測定 取大鼠心臟，分離左心室，以預冷生理鹽水進行洗滌，并稱量左心室質量(LVM)LVMI=LVM (mg)/質量(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行操作(購自北京北方生物技術研究所和北京普爾偉業生物科技有限公司)。

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

1.7統計學方法 應用SPSS13.0軟件進行單因素方差分析。

2 結 果

2.1血壓、LVMI及生化指標測定 實驗末，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計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 實驗末各組大鼠血壓、LVMI及生化指標比較

與NS組比較：1)P<0.05；與HSN組比較：2)P<0.05；下表同

2.2實驗大鼠心肌形態 與NS組相比，高鹽兩組心肌細胞直徑增大、肌纖維排列相對紊亂且有部分斷裂，并且發現肌間有炎癥細胞浸潤。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(×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濃度差異無統計學意義(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濃度差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

2.4各組心臟結構及功能指標比較 實驗末與NS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徑、血容量及反應心臟功能的射血分數、縮短分數無統計學意義(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 各組心臟結構及功能指標比較

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：左室舒張末期內徑；LVDs：左室收縮末期內徑；EDV：舒張末期容積；ESV：收縮末期容積；EF：射血分數；FS：縮短分數

3 討 論

高鹽攝入與血壓呈正相關，是高血壓發展的主要原因〔2〕。有研究報道〔2〕，長期含4%或8%NaCl飼料飼養的Wistar大鼠收縮壓明顯增高。腎素-血管緊張素系統(RAS)對于調節水鈉代謝起著重要作用，實驗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，機體為了維護滲透壓的正常，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滲透壓平衡，其最終結果是血容量增多、鈉水潴留，進而引起血壓升高〔3〕。同時，高鹽攝入后因流經腎臟的鈉離子增多，促使腎臟近球細胞合成腎素減少并抑制腎素分泌，從而減少AngⅡ的轉換和醛固酮分泌，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系統的作用，其與滲透壓平衡系統相互制約。于國東等〔4〕通過計算攝水-尿量差來觀察高鹽攝入后Wistar大鼠的鈉水潴留情況，結果發現高鹽組的攝水-尿量差明顯低于低鹽組，且這種排尿與攝水量無關；本課題組既往研究則發現高鹽攝入后高鹽組24 h尿鈉排泄量明顯增多〔5〕，上述實驗說明高鹽攝入后出現尿排鈉水增加。本實驗結果推測高鹽攝入后機體RAS系統受到抑制，且HSH組大鼠血壓升高機制可能與水鈉潴留無關，而另有其他因素參與。已有研究證實大劑量TNF-α可直接作用于血管平滑肌導致血管舒張，而小劑量TNF-α則可通過1，4，5-三磷酸肌醇受體通路增強血管的收縮性〔6〕。本實驗結果顯示組織中TNF-α濃度的不同可能是導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通過增強血管收縮性進而引起血壓升高，而HSN組較高濃度的TNF-α介導的血管舒張維持了機體正常血壓。

鹽作為影響心血管疾病發病的重要環境因素，其升高血壓的作用已得到學術界認可，進一步的研究發現鹽對心肌有直接損害作用，且這種作用與血壓無關。離體心肌細胞經高鹽環境干預后出現增生肥大〔7〕；2%NaCl鹽水喂養自發性高血壓大鼠后發現，左室重量與血壓的關系不完全呈線性正相關〔8〕；Ferreira等〔9〕用高鹽膳食喂養Wistar大鼠后出現血壓升高、心肌重構，利用統計學方法除外血壓因素外仍有心肌重構現象。而既往針對鹽致心肌重構的研究，多聚焦于血壓升高個體，難以除外高血壓因素的影響。本實驗結果提示左心室心肌重構，且HSH組心肌重構更明顯。RAS系統參與調節機體水鈉代謝并在高血壓心肌重構發病中起重要作用。有研究報道〔10〕，高鹽飲食時循環血中RAS受到抑制，但心臟局部AngⅡ基因表達增強、醛固酮濃度升高，這些物質能促使心臟發生重構。本實驗結果提示心肌中升高的AngⅡ可能并未沿經典RAS途徑激活醛固酮；而對HSN組的研究發現，心肌局部AngⅡ及醛固酮濃度均無明顯升高卻仍有心肌重構，故推測心肌局部RAS激活可能不是高鹽致心肌重構的主要機制，HSH組心肌AngⅡ升高可能繼發于血壓的升高。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〔11〕，AngⅡ可能部分介導這種機體損害〔12〕。TNF-α是機體內最重要的炎癥因子之一，與高血壓心血管重塑密切相關。有研究證明〔13〕TNF-α可通過促進血管平滑肌細胞由G1期向S期轉化、調節白細胞介素(IL)-1分泌、促進原癌基因(c-sis、c-myc、c-fos)表達及活化核轉錄因子(NF)-κB信號通路等途徑參與心血管重構。本研究結果推測高鹽組心肌局部增高的TNF-α可能部分參與了本實驗大鼠的心肌重構。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。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，結果提示心功能異常，但本實驗未觀察到心臟功能改變，筆者認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體尚處于功能代償期等因素有關。

1黃為民，劉時彥，張潤慧，等.高鹽飲食對大鼠血漿AngⅡ、CGRP、ICAM-1、VCAM-1和P-S的表達的影響〔J〕.昆明醫科大學學報，2015；36(11)：8-11.

2Middeke M.Salt consumption and cardiovascular risk：a plea for salt reduction〔J〕.Internist，2012；53(1)：14-9.

3Ishizu T,Seo Y,Kameda Y，etal.Left ventricular strain and transmural distribution of structural remodeling in hypertensive heart disease〔J〕.Hypertension，2014；63(3)：500-6.

4于國東，全洪兵，周 路，等.不同鈉水攝入對大鼠血壓的影響〔J〕.中華高血壓雜志，2011；19(2)：125-8.

5王曉春，商黔惠，祝榮文，等.長期高鹽飲食對Wistar大鼠血壓和腎臟的影響及替米沙坦干預研究〔J〕.中華高血壓雜志，2013；21(3)：253-9.

6Yang GH,Zhou X,Ji WJ，etal.Overexpression of VEGF-C attenuates chronic high salt intake-induced left ventricular maladaptive remodeling in spontaneously hypertensive rats〔J〕.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2014；306(4)：H598-609.

7Forechi L,Baldo MP,Araujo I，etal.Effects of high and low salt intake on left ventricular remodeling after myocardial infarction in normotensive rats〔J〕.J Am Soc Hypertens，2015；9(2)：77-85.

8武 濤，何 曉，阮彩蓮.高鹽飲食大鼠血漿ET、CGRP含量變化情況分析〔J〕.按摩與康復醫學(中旬刊)，2012；3(35)：5.

9Ferreira DN，Katayama IA，Oliveira IB，etal.Salt-induced cardiac hypertrophy and interstitial fibrosis are due to a blood pressure-independent mechanism in Wistar rats〔J〕.J Nutr，2010；140(10)：1742-51.

10Gürgen D,Kusch A,Klewitz R，etal.Sex-specific mTOR signaling determines sexual dimorphism in myocardial adaptation in normotensive DOCA-salt model〔J〕.Hypertension，2013；61(3)：730-6.

11石耿輝，商黔惠，王曉春，等.替米沙坦對高鹽飲食誘導大鼠心肌重構的影響〔J〕.中華高血壓雜志，2013；21(8)：746-52.

12Lara LS，Mccormack M，Semprum-Prieto LC，etal.AT1 receptor-mediated augmentation of angiotensinogen，oxidative stress，and inflammation in Ang Ⅱ-salt hypertension〔J〕.Am J Physiol Renal Physiol，2012；302(1)：F85-94.

13壽廣麗，蔡 鑫.腫瘤壞死因子-α與原發性高血壓關系研究進展〔J〕.心血管病學進展，2010；31(3)：430-2.

14羅碧輝，曾昭華，蘇誠堅，等.Wistar大鼠長期高鹽攝入對心臟功能的影響及機制探討〔J〕.中國循環雜志，2012；27(4)：309-12.

〔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目(No.TZJF-2009年42號)

1 遵義醫學院臨床醫學研究所 遵義醫學院附屬醫院心內科

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，主治醫師，主要從事血液系統惡性腫瘤、高血壓及其靶器官損害研究。