門冬氨酸鉀鎂對低氧性肺動脈高壓大鼠的抗氧化作用

孫紅花 樸紅梅 安昌善 (延邊大學附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科，吉林 延吉 133000)

慢性低氧性肺動脈高壓(HPH)的重要病理生理基礎是低氧性肺血管結(jié)構(gòu)重建，其重要特征是腺泡內(nèi)肺動脈內(nèi)皮增生、肥厚及肺動脈平滑肌細胞肥厚、中膜基層增厚及無肌型動脈肌化〔1〕。低氧影響肺動脈平滑肌內(nèi)氧自由基的產(chǎn)生而加強肺血管的收縮〔2〕。門冬氨酸鉀鎂是門冬氨酸鉀鹽與鎂鹽的等量混合物，目前臨床上廣泛應用于防治心血管疾病。本實驗建立觀察門冬氨酸鉀鎂對HPH大鼠肺組織氧化與抗氧化作用及泡內(nèi)肺動脈結(jié)構(gòu)重建的影響，探討低氧性肺血管結(jié)構(gòu)重建的發(fā)生機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物模型的建立 雄性Wistar大鼠共21只，體重210～310 g，隨機分對照組;低氧組〔大鼠置在自制常壓低氧艙內(nèi)，氧濃度在(10±0.5)%。每日連續(xù)低氧8 h，6 d/w，連續(xù)30 d〕;治療組〔低氧+門冬氨酸鉀鎂注射液(遼寧丹東制藥廠產(chǎn)品，批號:H20031002)9 ml/kg(人體劑量的10倍，中劑量)于每次常壓缺氧前腹腔內(nèi)注射〕。對照組、低氧組與治療組相同方法腹腔內(nèi)注射生理鹽水。

1.2 方法

1.2.1 大鼠肺動脈壓力(PAP)及體動脈壓力的測定 30 d后各組大鼠腹腔內(nèi)注射20%烏拉坦(0.4 ml/100 g)麻醉，采用右心導管法測定大鼠測定PAP。從右頸外靜脈插入聚乙烯軟管至肺動脈，連接多道生理儀，描記5 min PAP曲線，測定平均PAP(mPAP)。從左側(cè)頸動脈插入聚乙烯軟管，連接多道生理儀，描記5 min體動脈壓力曲線，測定頸動脈平均壓力(mCAP)。

1.2.2 肺組織中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)的檢測及右心室肥大指數(shù)(RVHI) 取右肺中葉肺組織500 mg，加生理鹽水5 ml碾磨勻漿后3 000 r/min離心15 min，取上清液，按照SOD、MDA檢測試劑盒說明書分別測定肺組織中含量。游離右心室(RV)和左心室加室間隔(LV+S)，分別稱重，以RV/(LV+S)反映 RVHI。

1.2.3 肺組織形態(tài)學觀察 在400倍光鏡下，觀察計數(shù)與呼吸性細支氣管及肺泡管伴行的肺小動脈中肌型動脈、部分肌型動脈及無肌型動脈的數(shù)目，并計算它們各占肺小動脈總數(shù)的百分比。應用LEICA Q 550 IW型圖像系統(tǒng)及LeicaQwin軟件對肺小動脈計算肺小肌型動脈(15 μm＜外徑≤50 μm)相對中膜厚度(RMT)、相對中膜面積(RMA)百分比。

1.3 統(tǒng)計學處理 應用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行分析，數(shù)據(jù)以表示，兩組間比較采用t檢驗。

2 結(jié)果

2.1 血流動力學、RVHI、SOD、MDA的變化 低氧組 mPAP、RVHI、MDA含量較對照組明顯高(P＜0.01或P＜0.05)，治療組較低氧組明顯低(P＜0.05);低氧組SOD含量較對照組降低(P＜0.01)，治療組較低氧組高(P＜0.05)。見表1。

2.2 肺組織形態(tài)學改變 低氧組肺小動脈肌化程度、RMT(%)、RMA(%)較對照組明顯高(P＜0.01)，治療組較低氧組明顯低(P＜0.01)。見表2。

表1 三組大鼠mPAP、mCAP、RVHI及肺組織SOD、MDA(，n=7)

表1 三組大鼠mPAP、mCAP、RVHI及肺組織SOD、MDA(，n=7)

與對照組比較:1)P＜0.01;與低氧組比較:2)P＜0.05，3)P＜0.01;下表同

組別 mPAP(mmHg) mCAP(mmHg) RVHI SOD(nU/mg prot) MDA(nmol/mg prot)對照組 15.76±2.34 87.91±3.72 0.27±0.02 23.48±2.261.54±0.29低氧組 26.19±2.091) 88.57±3.43 0.35±0.031) 16.34±2.311) 1.99±0.171)治療組 19.86±1.543) 85.67±4.49 0.30±0.013) 20.00±2.772) 1.70±0.162)

表2 三組大鼠三型肺小血管比例及肺小血管RMT、RMA(，n=7)

表2 三組大鼠三型肺小血管比例及肺小血管RMT、RMA(，n=7)

組別 MA PMA NMA RMT(%) RMA(%)對照組 8.73±1.02 13.86±1.60 77.59±1.27 12.16±0.9019.51±3.09低氧組 31.22±4.501) 19.27±1.681) 49.51±4.231) 15.53±1.151) 30.44±1.761)治療組 14.26±3.423) 16.92±1.203) 68.82±3.763) 13.09±1.023) 24.46±1.773)

3 討論

在正常生理狀態(tài)下，氧自由基與抗氧化酶系統(tǒng)平衡對肺血管張力的維持具有重要意義，低氧可以影響肺動脈平滑肌內(nèi)氧自由基的產(chǎn)生而加強肺血管的收縮〔2〕。缺氧時肺血管內(nèi)氧自由基產(chǎn)生增加，它與生物膜作用，使脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生增多，導致對血管內(nèi)皮的損傷，增加肺血管的阻力，增強肺血管的收縮反應，引起肺動脈高壓〔3〕。

氧自由基對機體損傷的主要因素是其誘發(fā)的脂質(zhì)過氧化反應，破壞細胞膜的通透性和完整性，同時細胞膜上的酶和功能性蛋白質(zhì)亦受到脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的損害，致使細胞結(jié)構(gòu)和功能受到損傷。正常肺血管內(nèi)皮細胞可通過釋放NO削弱氧自由基引起的肺血管收縮反應，慢性低氧使肺動脈內(nèi)皮細胞上述作用被削弱，內(nèi)皮細胞這種功能的破壞可能是由于氧自由基的產(chǎn)生增加，使肺動脈內(nèi)皮細胞產(chǎn)生和釋放 NO減少，此時利用SOD，使氧自由基所致縮血管反應又恢復到對照時的水平。MDA是氧自由基導致的脂質(zhì)過氧化代謝的最終產(chǎn)物，而SOD則是氧自由基的有效清除劑。本實驗結(jié)果表明保持氧化-抗氧化平衡對防治肺動脈結(jié)構(gòu)重建、HPH有重要意義。

門冬氨酸是三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物草酰乙酸的前提，補充因缺氧而耗損的能量底物，在無氧狀態(tài)下進行底物水平磷酸化產(chǎn)能，為細胞提供能量。門冬氨酸具有很強的細胞親和力，作為螯合劑與金屬離子結(jié)合后，分離較慢，可作為鉀鎂離子的優(yōu)秀離子載體，能使其重返細胞內(nèi)，提高細胞內(nèi)鉀鎂離子的濃度，從而發(fā)揮鉀鎂離子的作用。鉀和鎂是細胞內(nèi)的重要陽離子，在多種酶反應和肌肉收縮過程中擔負著重要作用。鎂離子能抑制小鼠氧自由基生成，促進自由基清除〔4〕。本實驗結(jié)果表明，門冬氨酸鉀鎂注射液明顯降低慢性HPH大鼠肺組織中MDA含量、提高SOD含量，改善體內(nèi)的氧化-抗氧化失衡現(xiàn)象，可部分逆轉(zhuǎn)肺血管結(jié)構(gòu)重建，降低肺動脈高壓，對HPH有一定的防治作用，其機制復雜。本研究所用的門冬氨酸鉀鎂劑量明顯降低肺動脈壓力，對體循環(huán)影響不大，這一作用可能與選擇性抑制低氧性肺血管收縮和(或)肺動脈結(jié)構(gòu)重建有關。

1 柳濟成，安昌善，王吉發(fā)，等.黃芪注射液對低氧性肺動脈高壓大鼠肺組織內(nèi)皮素1與一氧化氮分泌的影響〔J〕.中華兒科雜志，2006;44(1):46-8.

2 蔡英年.血管生物學〔M〕.北京:中國協(xié)和醫(yī)科大學聯(lián)合出版社，1997:260-78.

3 湯湘江，何德平，林 琳.補氣活血中藥對肺源性心臟病的血液粘度、氧自由基和血漿NO的影響〔J〕.廣州中醫(yī)藥大學學報，1999;16(4):289-91.

4 孫設宗，毛達勇，盧方安，等.鎂離子抗氧化作用的實驗研究〔J〕.鄖陽醫(yī)學院學報，2005;24(5)260-2.