性激素對卵巢切除自發性高血壓大鼠心臟組織結構的影響

孫榮，易東，談世進

(上海交通大學附屬第六人民醫院，上海200233)

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性激素對卵巢切除自發性高血壓大鼠心臟組織結構的影響

孫榮，易東，談世進

(上海交通大學附屬第六人民醫院，上海200233)

目的探討補充生理劑量的性激素對卵巢切除的自發性高血壓大鼠(SHR)心臟組織結構的影響。方法 采用雌性SHR大鼠(SHR組)及WKY大鼠(正常血壓對照大鼠)(WKY組)各18只，行卵巢切除術后，隨機分為卵巢切除組(OVX亞組)、雌激素補充組(OVX+E亞組)及雄激素補充組(OVX+T亞組)。OVX+E亞組給予苯甲酸雌二醇0.25 mg/(kg·2 d)肌肉注射，OVX+T亞組給予丙酸睪酮3 mg/(kg·2 d)肌肉注射，OVX亞組給予肌肉注射相同劑量的注射用茶油，持續8周。分別在實驗前和第8周末測定尾動脈收縮壓(SBP)；在第8周末稱體質量后麻醉大鼠，腹主動脈采血，酶聯免疫法檢測血清雌激素及睪酮濃度；稱取左心室質量后，切片并行HE染色及Masson染色觀察心臟病理改變。結果WKY組中，與實驗前相比，第8周末只有OVX+T亞組SBP升高。SHR組中，與實驗前相比各亞組SBP均顯著升高，第8周末，OVX亞組及OVX+E亞組SBP均低于OVX+T亞組(P均<0.05)。HE染色顯示，SHR組表現為心肌細胞體積增大、心肌細胞排列紊亂，OVX亞組及OVX+T亞組比OVX+E亞組更為嚴重。左室質量指數(LVMI)結果與HE染色一致， WKY組中，各亞組內差異無統計學意義(P均>0.05)，SHR組中OVX+E亞組的LVMI低于OVX亞組及OVX+T亞組，OVX亞組低于OVX+T亞組(P均<0.05)。Masson染色顯示,SHR組心肌纖維排列疏松，膠原沉積明顯增多。WKY組中，與OVX亞組及OVX+E亞組相比，OVX+T亞組心肌膠原容積分數(CVF)增高(P<0.05)；OVX亞組與OVX+E亞組比較，P>0.05；SHR組中，與OVX亞組相比，OVX+E亞組CVF降低(P<0.05)，OVX+T亞組CVF增高(P<0.05)。結論 補充生理劑量的雄激素可以升高卵巢切除SHR大鼠的SBP，并加重其心肌重構；而補充生理劑量的雌激素可以改善卵巢切除SHR大鼠的心肌重構。

高血壓；雄激素；雌激素；心肌重構；大鼠

自發性高血壓大鼠(SHR)是高血壓疾病最常用的模型之一，其表現為血壓隨著年齡的增長而升高，且雄性顯著高于雌性。多個研究表明，對雄性SHR大鼠行去勢術后，其血壓可降低至雌性個體水平，而對卵巢切除后的雌性個體補充睪酮后，其血壓可達到完整的雄性SHR大鼠個體水平，因此雄激素在SHR大鼠高血壓的發生發展中起重要作用。2014年9月～2015年2月，本研究通過給卵巢切除的SHR大鼠肌肉注射生理劑量的睪酮及雌二醇來研究性激素對卵巢切除后SHR大鼠心臟組織結構的影響。

1　材料與方法

1.1材料雌性SHR大鼠18只，雌性WKY大鼠(正常血壓對照大鼠)18只，體質量(120±10)g，清潔級。藥物及試劑：丙酸睪酮(中國藥物生物制品檢定所，生產批號100008)、苯甲酸雌二醇(中國藥物生物制品檢定所，生產批號100008)、睪酮、雌二醇ELISA試劑盒(上海哈靈生物科技有限公司提供)、Masson染色試劑盒(南京建成生物公司)。

1.2絕經期高血壓動物模型建立、分組及處理將雌性SHR大鼠(SHR組)、雌性WKY大鼠(WKY組)各18只隨機分為三組：卵巢切除組(OVX亞組)、卵巢切除后雌激素補充組(OVX+E亞組)以及卵巢切除后睪酮補充組(OVX+T亞組)，每組6只。適應性喂養2周，氯胺酮50 mg/kg腹腔注射麻醉大鼠后，背部固定，乙醇噴霧消毒并濕潤毛發，去毛，在距劍突下約3 cm側腹部處用75%消毒，正中切口依次切開皮膚、皮下組織、腹部肌肉至腹膜，切口1.5 cm長，止血鉗分開切口，鑷子移開腹內組織，位于腰椎兩側、腎后方、一小球狀物即卵巢，結扎卵巢動脈及輸卵管，切除雙側卵巢。將腹腔內容物復位，然后逐層縫合。將造好模型動物分籠飼養，術后連續3 d腹腔注射青霉素鈉40萬單位，防止術后感染，常規飲水及進食。術后第4天，OVX+E亞組給予苯甲酸雌二醇0.25 mg/(kg·2 d)肌肉注射，OVX+T亞組給予丙酸睪酮3 mg/(kg·2 d)肌肉注射[1]，OVX亞組給予肌注茶油0.5 mg/(kg·2 d)，持續8周。

1.3觀察指標及其檢測方法①大鼠尾動脈血壓測定：分別在大鼠卵巢切除前及開始給藥后第8周末，測定各組大鼠清醒狀態下尾動脈收縮壓(SBP)，每只連續測3次，取平均值。②性激素濃度測定：在第8周末，禁食不進水24 h，稱體質量，氯胺酮50 mg/kg腹腔注射麻醉大鼠，剖開腹腔，腹主動脈采血，4 ℃、4 000 r/min離心10 min，分離出血清。置于-20 ℃冰箱備用，按商家說明書采用ELISA法測定血清雌二醇及睪酮濃度。③左室質量及左室質量指數(LVMI)測定：采血后剪開胸腔迅速取出心臟，PBS沖洗干凈殘留血液，濾紙吸干。去除結締組織，沿房室交界處剪去心房，沿室間隔剪去右心室，保留室間隔和左室，稱其質量。計算左室質量與進食后體質量的比值，計為LVMI。④病理學觀察：將稱好的左室取部分放入10%的中性甲醛溶液中充分固定，經過脫水透明等步驟后石蠟包埋。普通切片機將腎臟切成10 μm薄片，行HE染色及Masson染色，高倍鏡觀察心臟病理形態，用圖像分析系統測定心肌膠原容積分數(CVF)，CVF=心肌膠原面積/所測視野總面積。

2　結果

2.1用藥8周末各組血清性激素水平比較詳見表1。

表1　各組血清雌二醇和睪酮水平比較±s)

注：與同組中的OVX亞組相比,*P<0.05。

2.2各組不同時間尾動脈SBP比較詳見表2。

2.3各組LVMI比較WKY組中各亞組內LVMI比較P均>0.05；SHR組中OVX+E亞組LVMI低于OVX亞組及OVX+T亞組(P均<0.05)，而OVX亞組低于OVX+T亞組(P<0.05)。詳見表3。

表2　各組不同時間尾動脈SBP比較

注：與同組中OVX 亞組相比，*P<0.05；與各亞組卵巢切除前相比，#P<0.05；與OVX+E亞組相比，△P<0.05。

2.4各組心臟HE染色結果比較WKY各亞組間形態學差異不大，表現為心肌細胞大小及染色正常，心肌細胞規則；SHR各亞組則表現為心肌細胞體積增大，心肌細胞排列紊亂，其中以OVX亞組最為嚴重。

2.5各組心臟Masson染色結果比較心肌細胞染色呈紅色，膠原呈藍色。WKY亞組中OVX及OVX+E亞組大鼠間質膠原沉積不明顯，主要位于血管周圍，而OVX+T亞組心肌間質膠原沉積稍有增多；SHR組大鼠心肌纖維排列疏松，膠原沉積明顯增多。各組CVF比較見表3。

表3　各組LVMI、CVF比較

注：與OVX亞組相比,*P<0.05，與OVX+E亞組相比，#P<0.05。

3　討論

心血管疾病發病呈明顯的性別差異，女性在絕經期前的心血管發病率明顯低于男性，而絕經后其發生率顯著升高，高血壓的發病也呈現這一趨勢。隨著高血壓的進展，后負荷升高，心肌肥大逐漸加重，最終導致心力衰竭。Ho等[2]研究顯示，女性心力衰竭預后顯著優于男性。在本研究中，對卵巢切除的WKY及SHR大鼠補充生理劑量的雌激素和雄激素，結果顯示與相同周齡的WKY大鼠相比，SHR大鼠的SBP明顯升高。生理劑量雌激素的補充可以降低LVMI及CVF，改善心臟的形態學變化。而生理劑量的雄激素補充可導致卵巢切除后的SHR及WKY大鼠血壓的升高，使心肌肥大及心肌纖維化加劇。以上結果表明，生理劑量的雌激素對卵巢切除的高血壓大鼠的心肌重構有保護作用，而雄激素則產生相反的損害作用。

多個研究表明，對卵巢切除的SHR大鼠補充睪酮可導致血壓升高[3]。本研究結果與文獻報道一致。除此之外，對雄性SHR大鼠行睪丸切除術后，血壓降低，補充雄激素后血壓回升，表明雄激素對高血壓有促進作用[4]。雄激素的升壓機制尚未完全明確，但多個研究表明，腎素-血管緊張素-醛固酮系統(RAAS)在其中起到重要作用。鹽敏感雄性大鼠在高鹽飲食情況下，腎臟血管緊張素原表達水平升高，并可被去勢術阻斷[5, 6]。Reckelhoff等[4]研究表明，雄激素加劇SHR的高血壓是通過RAAS引起的，并且SHR的非性別差異的高血壓也是由RAAS介導的。

臨床試驗顯示，雄激素濫用可導致心肌肥大、心肌纖維化及心功能異常[7]。動物試驗也顯示，高劑量的睪酮可誘導雄性Wistar大鼠的心肌肥大[8]。多個研究表明，與女性相比，男性生理劑量的雄激素對心肌重構可產生不利影響[9]。面對血壓升高所致的壓力負荷，女性更趨向于向心性肥大，雌激素可抑制壓力負荷導致的心肌肥大[10]。而男性更趨向于偏心性肥大，且女性心室直徑及心室擴張要小于男性[11]。雌激素可抑制血管緊張素Ⅱ誘導的心肌肥大[12]。由于性激素對血壓的影響，因而這種性別差異引起的心肌肥大的差異，可部分通過血壓差異來解釋。

本研究發現，雌激素可改善卵巢切除的高血壓大鼠的心肌纖維化，這與多個研究結果一致。研究表明，雌激素可通過調控金屬蛋白酶的活性從而減少血管周圍基質的沉積來改善心肌肥大[13]。動物研究發現，小鼠主動脈縮窄術(TAC)后，與雌性相比雄性模型心臟中的促纖維化基因顯著上調，纖維化顯著增加[14]。在TAC誘導心室壓力應激模型中，睪丸切除可顯著減弱TAC誘導的心肌纖維化[15]。本研究中SHR大鼠OVX+T亞組的CVF顯著高于OVX及OVX+E亞組，也提示了雄激素有促進心肌纖維化的作用。但雄激素促進高血壓心肌纖維化的機制尚不明確，可能與RAAS的激活有關。

綜上所述，雄激素可促進SHR大鼠卵巢切除后的心肌肥大及心肌纖維化，而雌激素則呈現保護作用。然而具體的機制尚未明確，性激素如何影響高血壓時的心肌重構有待深入探討。

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2015-10-20)