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目的:现代社会中,肥胖已成为严重影响身体健康的重要因素之一。肥胖可通过瘦素抵抗和胰岛素抵抗引发2型糖尿病,高血压、冠心病以及脂肪肝等多种疾病。肥胖 Zucker大鼠(Obese Zucker rats, OZR)表现为肥胖及代谢综合征(metabolic syndrome,MS),是用于研究人类肥胖相关疾病的理想模型。 动脉压力感受性反射是机体调节动脉血压稳定的重要方式,包括颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射。延髓孤束核(nucleus tractus solitaries,NTS)是颈动脉窦和主动脉弓压力感受器冲动传入中枢的重要换元站,对 反射的传入信息发挥整合作用。延髓心血管中枢可根据传入信息调整交感、迷走紧张性,改变效应器官心脏和血管的活动,使动脉血压维持于于正常范围。大量研究表明,压力感受性反射受损可导致动脉血压升高。 慢性间歇性低压低氧(chronic intermittent hypobaric hypoxia, CIHH)是指一定时间暴露于低压低氧环境,而其余时间处于正常大气环境。大量研究证实,CIHH除具有显著的心脏保护、调节免疫、改善代谢等作用外,亦具有显著的抗高血压作用。CIHH的抗高血压作用可能通过其增强中枢及外周一氧化氮(nitric oxide,NO)生成,易化压力感受性反射,降低血管外周阻力有关。OZR表现动脉血压增高或处于临界高血压状态,尚不知其压力感受性反射功能如何,也未见有关 CIHH对 OZR动脉血压和压力感受性反射作用的报道。 本研究旨在应用功能学、电生理学和分子生物学等方法研究 CIHH对 OZR动脉血压的影响,以及中枢压力感受性反射的调节机制。 方法:成年雄性瘦 Zucker大鼠(lean Zucker rats, LZRs)及肥胖 Zucker大鼠(OZRs)随机分为4组,LZRs组、LZRs+CIHH组、OZRs组和OZRs+CIHH组。LZRs+CIHH和OZRs+CIHH大鼠分别置于低压氧舱中,接受28天模拟海拔5000m高度的低压低氧处理(每天6h)。LZRs和 OZRs大鼠除不接受 CIHH处理外,饲养环境及饮食均与 CIHH处理大鼠相同。每周定时测定动物的体重和鼠尾动脉血压。应用 Powerlab数据采集分析系统和 LabChart软件记录麻醉大鼠动脉血压(blood pressure, BP)、心率(heart rate, HR)和肾交感神经放电活动(renal sympathetic nerve activity, RSNA)。通过静脉注射苯肾上腺素(phenylephrine, PE)升高血压和硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)降低血压,观察不同血压状态下的RSNA。以 RSNA对平均动脉压绘制压力感受性反射功能曲线和增益曲线,并比较各组动物的差异。应用 western blot技术测定各组大鼠 NTS中 nNOS、eNOS和iNOS蛋白表达。 结果: 1.CIHH对大鼠体重的影响与LZRs大鼠相比较,OZRs大鼠体重极显著增加(P<0.01)。 LZRs+CIHH大鼠体重较 LZRs大鼠,以及OZRs+CIHH大鼠体重较OZRs大鼠均极显著降低(P<0.01)。结果表明, CIHH具有降低大鼠体重的作用。 2.CIHH对大鼠动脉血压的影响与LZRs大鼠相比较,OZRs大鼠动脉收缩压极显著升高(P<0.01),LZRs+CIHH大鼠动脉收缩压无显著变化(P>0.05)。与 OZRs大鼠相比较,OZRs+CIHH大鼠动脉收缩压显著降低(P<0.05)。结果表明,CIHH处理对肥胖 Zucker大鼠升高的动脉血压具有显著的降压作用。 3.CIHH对压力反射性肾交感神经活动的影响 与LZR大鼠相比较,OZRs大鼠压力反射性RSNA增多,LZRs+CIHH大鼠压力反射性 RSNA明显减少。与 OZRs大鼠相比较,OZRs+CIHH大鼠压力反射性 RSNA明显减少。OZRs+CIHH与 LZRs大鼠压力反射性 RSNA无明显差异。 与LZRs大鼠相比较,OZRs大鼠压力反射性反射功能曲线斜率明显减小,向右上方移位,LZRs+CIHH大鼠压力反射性功能曲线斜率稍增大,向左下方移位。与 OZRs大鼠相比较,OZRs+CIHH大鼠功能曲线斜率明显增大,接近 LZRs大鼠功能曲线斜率。 与 LZRs大鼠相比较,OZRs大鼠压力反射增益曲线下移,曲线下限P2值极显著增高(P<0.01),Gmax值极显著减小(P<0.01)。LZRs+CIHH大鼠压力反射增益曲线上移,曲线下限 P2值显著降低(P<0.05),Gmax值增高。与 OZRs大鼠相比较,OZRs+CIHH大鼠压力反射增益曲线向上方移位,曲线下限 P2值极显著降低(P<0.01),Gmax显著增大(P<0.05)。 结果表明,OZRs压力反射性交感抑制反应减弱、反射功能受损;CIHH处理显著增强大鼠压力反射性交感抑制反应,易化压力感受性反射,对抗肥胖 Zucker大鼠压力感受性反射损伤。 4.CIHH对压力反射性大鼠心率的影响 与 LZRs大鼠相比较,OZRs大鼠压力反射血压-心率功能曲线斜率明显减小,向右上方移位,ΔHR变化幅度明显减小。OZRs+CIHH大鼠压力反射血压-心率功能曲线与 LZRs相似,无明显差异,ΔHR变化幅度无明显差异。与 OZRs大鼠相比较, OZRs+CIHH组压力反射血压-心率功能曲线斜率明显增大,ΔHR变化幅度明显增大。 与 LZRs大鼠相比较,OZRs大鼠压力反射血压-心率增益曲线向下方移位,曲线下限 P2值显著升高(P<0.05),曲线中点血压值增高, Gmax值极显著减小(P<0.01)。LZRs+CIHH大鼠 P2值与 LZRs大鼠无极显著差异,Gmax值比 LZRs显著减小(P<0.05)。与 OZRs大鼠相比较, OZRs+CIHH大鼠心率显著降低(P<0.05),血压-心率增益曲线向左侧移位,曲线下限 P2值极显著减小(P<0.01),曲线中点血压值极显著降低(P<0.01),Gmax值显著增大(P<0.05)。 结果表明,OZRs压力感受性反射心率抑制反应功能受损,CIHH处理可加强压力感受性心率抑制反应,改善肥胖 Zucker大鼠压力感受性心率抑制反应的减弱。 5.CIHH对大鼠NTS中NOS表达的影响与 LZRs大鼠相比较, OZRs大鼠 NTS中 nNOS、eNOS、iNOS的表达显著降低(P<0.05),而 LZRs+CIHH大鼠 NTS中 nNOS、eNOS、iNOS的表达显著增加(P<0.05)。OZRs+CIHH大鼠 NTS中 nNOS、eNOS、iNOS的表达显著高于OZRs大鼠(P<0.05)。结果表明,CIHH可上调大鼠 NTS三种 NOS表达,对抗肥胖 OZRs NTS中 NOS表达下调。 结论: 本研究首次证实 CIHH可通过上调大鼠 NTS中 nNOS,eNOS和 iNOS表达,使 NO产生增多,易化压力感受性反射,改善肥胖 Zucker大鼠受损的压力感受性反射,发挥抗高血压作用。