低強度有氧運動對自發性高血壓大鼠血壓及其ACE2、AngⅡ含量的影響

張杰 李小剛 宋莉華

(1川北醫學院體育部，四川 南充 637000；2成都體育學院;3川北醫學院基礎醫學院)

高血壓是指動脈血液壓力過高，收縮壓≥140 mmHg，舒張壓≥90 mmHg的一種生理狀態，是世界上患病率最高的心血管慢性疾病，嚴重危害人類健康〔1〕。據統計，目前高血壓發病率正在逐年上升〔2〕。早期高血壓可能對人體沒有明顯的影響，但長期的高血壓會造成心室肥大，使動脈壁僵硬、動脈管徑縮小，影響相應器官供血情況，后期會出現心腦腎的嚴重并發癥及嚴重心腦血管病變的可能〔3〕。高血壓患者還伴有其他危險因素，如同時伴有糖尿病，容易引起動脈粥樣硬化類疾病的形成和發展，所以對于高血壓一定要給予重視和治療。現代高血壓的主要治療手段還是通過藥物控制，但長期的服藥會帶來一定的不良反應〔4〕。所以如何通過運動等非藥物治療手段來控制和治療高血壓，其機制尚未完全闡明，對其機制的研究有助于完善運動療法降低高血壓的理論〔5〕。

腎素-血管緊張素系統(RAS)是人體重要的內分泌系統，由一系列激素及相應的酶所組成，在調節水、電解質平衡及血容量、血管張力和血壓方面具有重要作用〔6〕。趙曉霖等〔7〕研究指出高血壓形成的最主要原因就是RAS過度激活。血管緊張素(Ang)Ⅱ是RAS中最重要的活性效應分子之一〔8〕，AngⅡ為強力升壓物質，能使小動脈平滑肌收縮，通過腦和自主神經系統間接升壓，并促進腎上腺球狀帶排泌具有潴留水鈉、增加血容量作用的醛固酮，收縮血管，使血壓升高。研究〔9～11〕表明，Ang轉換酶(ACE)水解AngⅠ生成AngⅡ，AngⅡ與AngⅡ受體(AT1R)結合，構成了ACE-AngⅡ-AT1R軸的升壓作用，使交感神經活動增強，外周血管收縮、血壓升高。另一方面，AngⅡ在ACE2的作用下，降解生成Ang-(1-7)，Ang-(1-7)與一種G蛋白耦聯(MAS)受體結合，構成ACE2-Ang(1-7)-MAS軸的降壓作用，對抗ACE-AngⅡ-AT1R軸的作用，抑制交感神經系統，導致血壓降低。

近來有研究認為運動有助于輕度高血壓患者的治療，運動能顯著降低自發性高血壓大鼠(SHR)的血壓，其機制可能與腦內血管中的ACE2下調AngⅡ含量有關〔12〕。本研究觀察Wistar大鼠和同齡的SHR運動前后血壓及心血管中樞中ACE2、AngⅡ含量的變化，并探討血壓的變化與RAS體液調節的關系。

1 材料與方法

1.1主要儀器與試劑 ZH-PT動物跑臺(安徽正華生物儀器設備有限公司)；DSWY-1 大鼠尾動脈無創測壓裝置(成都儀器廠)；熒光顯微鏡(日本 Olympus)；TGL-16M低溫離心機(博科公司)；YQ-3電動勻漿機(無錫沃信儀器制造有限公司)；乙二胺四乙酸二鈉(EDTA，天津致遠)抗凝管(BD)；大鼠AngⅡ試劑盒(Sigma，USA)；柯達 ASA400膠片(柯達工業)；蒸餾水(川北醫學院藥劑科)；甲醇(上海實驗試劑有限公司)；酒精(川北醫學院藥劑科)；多聚甲醛(PFA)粉(日本杜邦)；磷酸二氫鉀( 河南冠新化工有限公司)；磷酸二氫鈉(河南金騰化工)。

1.2實驗分組 采用隨機分組法，選用雄性SHR和Wistar大鼠各20只，分別分為SHR對照(SHR-C)組、SHR 實驗(SHR-E)組、Wistar大鼠對照(NR-C)組、Wistar大鼠實驗(NR-E)組各10只，按照國家相關飼養標準，NR-C組和SHR-C組不予以干預措施，NR-E組和SHR-E組予以8 w跑臺運動訓練方案。

1.3實驗方法 運動強度控制在最大耗氧量的55%，時間為8 w，將8周齡SHR大鼠零坡度的跑臺上運動，每周運動5 d，1次/d，共運動8 w。實驗第1周：每天運動時間20 min，速度控制在15 m/min。實驗第2周，每天運動時間增加到40 min，運動速度增加到18 m/min。實驗第3周，每天運動時間增加到60 min，速度增加到20 m/min，直至實驗第8周運動結束。

1.4血壓的測定 實驗開始后分別在第4周和第8周運用無創尾套動脈血壓測試法測量血壓，首先加熱測試箱的溫度至35℃，然后對尾部加熱5～10 min后，固定脈搏換能器，實驗對象安靜后，打開脈搏換能器，等待脈搏波的出現并穩定后開始測試，每次測試之間間隔2 min，每只大鼠測3次，取平均值。

1.5血漿中AngⅡ的測定 血液收集：運動結束后禁食12 h，麻醉采集左心房血液2 ml，注入藥劑，靜置后離心機離心15 min，分離血漿之后冷凍待測。測試方法：(1)配制標準品液。(2)復融樣品，然后離心機離心5 min，取上清液待測。(3)加入待測樣品，在37℃下將反應板置2 h之后洗板，并在濾紙上印干。(4)加入第一抗體工作液，在37℃下將反應板置1 h之后洗板。(5)加酶標抗體工作液。在37℃下將反應板置30 min之后洗板。(6)加入底物工作液，在37℃下將反應板置15 min之后加入終止液混勻。(7)30 min內用酶標儀測吸光值。(8)查找相應AngⅡ含量值。

1.6免疫熒光法觀察 ACE2含量 運用免疫熒光法檢測實驗開始前及在運動干預完后腦內血管中ACE2含量，并進行比較分析。(1)免疫熒光測試中4%多聚甲醛溶液、20%和30%蔗糖溶液、0.01 mol/L磷酸鹽緩沖液的配制。(2)取實驗對象5只，用 3%的戊巴比妥鈉麻醉大鼠并固定，用平頭針先左心室取血(測定血漿 AngⅡ)，然后用含肝素鈉的生理鹽水灌注，并剪開右心耳流出液體之后灌注4%PFA，灌注完成后迅速完成大腦取樣，裝入4%的PFA溶液過夜。(3)免疫染色，將標記的熒光抗體，加在標本上，最后洗去未參加反應的多余熒光抗體，室溫下干燥后封片。(4)選用柯達膠片，運用熒光顯微鏡鏡檢。

1.7統計學分析 采用SPSS13.0軟件進行t檢驗、單因素方差分析。

2 結 果

2.1各組收縮壓、舒張壓 實驗前，NR-C組與NR-E組收縮壓、舒張壓無顯著差異(P>0.05)；SHR-C組與SHR-E組收縮壓、舒張壓無顯著差異(P>0.05)，但SHR-C組和SHR-E組明顯高于NR-C組和NR-E組(P<0.01)。在進行跑臺運動干預實驗4 w及8 w后，NR-C組與NR-E組收縮壓、舒張壓無顯著差異(P>0.05)；SHR-E組明顯低于SHR-C組(P<0.05)；SHR-C組與SHR-E組收縮壓、舒張壓仍然明顯高于NR-C組與NR-E組(P<0.01)，見表1。

2.2免疫熒光法檢測腦內血管ACE2含量比較 8 w有氧運動干預后，NR-C組和NR-E組ACE2含量無明顯差異(P>0.05)，說明正常大鼠腦內血管中均有ACE2含量表達，而運動對于正常血壓大鼠腦內血管中ACE2的含量變化無影響。SHR-C組ACE2含量明顯低于NR-C組(P<0.01)，表明長期的高血壓會造成ACE2含量顯著降低。SHR-E組ACE2含量明顯高于SHR-C組(P<0.05)，說明SHR中ACE2的含量通過長期的有氧運動實現有效地提高。SHR-E組ACE2含量明顯低于NR-C組和 NR-E組(P<0.05)，說明運動干預不能使 SHR 中ACE2恢復到正常值，見圖1、表2。

表1 各組實驗前后收縮壓、舒張壓比較

圖1 各組8 w后 ACE2熒光強度(免疫熒光，×20)

表2 各組8 w后 ACE2熒光強度及AngⅡ含量比較

2.3各組血漿中 AngⅡ比較 8 w跑臺運動結束后 NR-E組血漿中 AngⅡ含量顯著低于 NR-C組(P<0.05)，說明通過運動能降低正常血壓大鼠血漿中AngⅡ含量；SHR-C組血漿中AngⅡ含量顯著高于NR-C和NR-E組(P<0.01)，說明高血壓伴隨有血漿中 AngⅡ含量的升高。SHR-E組血漿中AngⅡ含量顯著低于SHR-C組(P<0.05)，但仍顯著高于NR-C和NR-E組(P<0.01)，見表2。說明長時間低強度有氧運動能夠緩減SHR血漿中AngⅡ含量的隨齡增高。

3 討 論

原發性高血壓是由遺傳和神經體液引起的多發性的慢性疾病，占高血壓發病率的90%〔13〕。高血壓的發病機制目前尚不完全明確，但是近年來，隨著人們對其基礎研究的不斷深入，發現心血管中樞交感神經長期持續性的興奮是SHR 血壓升高的主要原因〔14〕，交感神經的興奮導致血管平滑肌收縮和腎素分泌增加而引起心血管RAS中AngⅡ等收縮因子的分泌。而 AngⅡ因子會造成血管的持續性收縮、從而促進高血壓病程的進一步惡化〔5〕。因此，本研究推測，RAS的過度激活是原發性高血壓的重要病理、生理機制。李芳等〔15〕研究指出，AngⅡ是RAS中最重要的活性效應分子，它是RAS中核心酶-ACE酶解的產物，過量的AngⅡ通過其AT1R可導致血管收縮、水鹽代謝失調等負面效應。RAS中的ACE2在2000年才被人類首次發現，它是ACE的同源物。李明余等〔16〕研究表明，ACE2的主要作用是水解AngⅡ生成Ang(1-7)，并通過與Ang(1-7)的特異性受體Mas受體的結合實現舒張血管、措抗細胞增殖及抗炎癥作用。現已證明〔9～11〕RAS存在的兩條生理調節通路：一條是升壓的ACE-AngⅡ-AT1R通路，另一條是降壓的ACE2-Ang(1-7)-MAS通路。兩條通路失衡會導致高血壓等疾病的發生。RAS既存在于循環系統中，也存在于血管壁、心臟、中樞、腎臟和腎上腺等組織中，共同參與調節血壓。可見RAS是體液調節機制中的重要組成部分，它通過水電解質代謝作用發揮影響，從而調節血壓〔17〕。

本研究說明運動可能通過增加腦內血管ACE2的含量抑制AngⅡ生成，從而進一步降低心血管中樞交感神經沖動的釋放〔18〕。而運動是如何增加ACE2的生成，其具體的機制有待進一步的研究。目前〔19〕高血壓的藥物治療手段主要是采用抑制劑、阻滯劑減少和阻止AngⅡ的產生或其作用發揮，已達到降低血壓的效果。有臨床研究表明〔20〕，作為非藥物的治療手段長期中等強度有氧運動能通過體液調節影響血漿中去甲腎上腺素、內皮素Ⅰ、AngⅡ水平，而降低其升壓作用，同時增加血漿前列環素及一氧化氮(NO)的水平，提高其降壓作用。

綜上，長時間低強度有氧運動訓練可明顯降低SHR血壓的隨齡增高，并可能與ACE2升高、AngⅡ含量減少有關。可見規律的運動能減少高血壓的動脈壓力，對降低血壓有積極影響，效果等同于降壓藥物。