慢性间歇性低氧对大鼠血压和交感神经活动的影响

李 艳 钟明奎 邹 坤 丁 扬 余孝海 (安徽医科大学生理学教研室，安徽 合肥 230032)

慢性间歇性低氧对大鼠血压和交感神经活动的影响

李 艳 钟明奎 邹 坤1丁 扬 余孝海 (安徽医科大学生理学教研室，安徽 合肥 230032)

目的 研究慢性间歇性低氧对大鼠血压和交感神经活动的影响。方法 将雄性SD大鼠随机分为正常对照组和慢性间歇性低氧模型组(CIH)，每组20只，分别采用无创套尾法监测大鼠尾动脉收缩压(SBP)随间歇性低氧时间的变化，在体记录大鼠的平均动脉压(MAP)和肾交感神经活动(RSNA)，以及采用ELISA检测大鼠血浆中去甲肾上腺素(NE)的水平。结果 间歇性低氧15 d后，CIH组SBP、MAP和RSNA较对照组明显升高;CIH组大鼠血浆中NE的含量较对照组明显升高(均P＜0.05)。结论 慢性间歇性低氧可引起大鼠血压升高和交感神经活动过度增强。

睡眠呼吸暂停综合征;慢性间歇性低氧;高血压;交感神经活动;去甲肾上腺素

睡眠呼吸暂停综合征是一种常见的睡眠呼吸调节障碍性疾病，可分为阻塞性、中枢性和混合性3种类型〔1〕，其中以阻塞型睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)最为常见。OSAS发病率高、并发症严重越来越引起人们的关注。OSAS的并发症中属心血管并发症最为严重，是造成患者致残和死亡的主要原因，包括高血压、冠心病、RA和肺动脉高压等，其中OSAS与高血压的关系甚为密切。流行病学调查发现50% ～60%的OSAS患者合并有高血压，50%的高血压患者伴有OSAS〔2〕。睡眠呼吸暂停时可产生多种危害，如间歇性低氧、高碳酸血症、胸内负压剧烈波动、睡眠紊乱等，其中间歇性低氧是OSAS的主要病理生理学特点和损伤机制，被认为是引发一系列心血管疾病的关键因素〔3，4〕。交感神经活动过度增强是高血压的重要特征之一，在高血压的发生、发展中起了重要作用，间歇性低氧引起高血压的发病机制之一可能与持续增强的交感神经活动有关。本实验通过建立间歇性低氧模型，观察大鼠血压和交感神经活动的变化，进一步探讨慢性间歇性低氧诱发高血压的机制。

1 材料与方法

1.1 动物

健康雄性SD大鼠40只，体重220～250 g，SPF级，由安徽医科大学实验动物中心提供。

1.2 仪器及试剂

测氧仪(CYS-1型数字式测氧仪，南京新飞分析仪器制造有限公司)，无创血压测定分析系统(ALC-NIBP，上海奥科特公司)，PowerLab/8SP数据采集分析处理系统(澳大利亚ADInstruments公司)。医用压缩氧气(浓度＞99.9%)、压缩氮气(高纯氮气，浓度＞99.99%)由合肥市医用氧气厂充装。

1.3 模型的制作

实验动物在适应性饲养1 w后进行实验，随机分成对照组和慢性间歇性低氧模型组(CIH)(每组20只)，对照组除不充入氮气和氧气外，其余均与CIH做相同处理。通过氮气稀释原理，参照文献〔5〕的方法，CIH组大鼠放入间歇性低氧舱内，向低氧舱循环充入氮气和氧气，每一循环为9 min，即4 min充入氮气，随之5 min充入氧气，由测氧仪监测间歇性低氧舱中的氧浓度，调节气体流量，使每一循环间歇性低氧舱内的最低氧浓度达到6%左右，持续时间为45 s左右，然后再逐渐恢复至21%。间歇性低氧舱内氮气和氧气的转换通过定时电磁转换器来完成。该循环每天重复8 h(9：00 am ～5：00 pm)，共 15 d。分别于低氧后的第 5、10、15 天采用尾动脉测压法监测大鼠尾动脉收缩压(SBP)，造模结束后在体检测血流动力学、肾交感神经活动(RSNA)和血浆中去甲肾上腺素(NE)水平。

1.4 在体血流动力学指标的监测

腹腔注射乌拉坦(800 mg/kg)和α-氯醛糖(40 mg/kg)混合麻醉，分别进行左颈外静脉、左颈总动脉、气管插管手术。左颈外静脉与注入生理盐水溶液的PE50聚乙烯管连接;左颈总动脉与充有肝素生理盐水溶液的PE50聚乙烯管连接，通过压力换能器与PowerLab/8SP数据采集分析处理系统相连，实时监测动脉血压(ABP)、平均动脉压(MAP)和心率(HR)。

1.5 肾交感神经活动的记录

在腰部脊柱旁做纵形切口腹膜外路径暴露左肾，在腹主动脉附近区域游离肾交感神经，并浸入石蜡中，使用双臂银丝电极引导RSNA，经交/直流差分放大器放大后通过PowerLab/8SP数据采集分析处理系统记录原始RSNA，并对RSNA进行积分处理，同步记录原始RSNA和RSNA积分值。实验结束时切断肾神经中枢端以消除肾交感神经传出活动，记录噪音水平，RSNA积分值减去噪音积分值(RSNAnoise)即为实际 RSNA积分值。通过 RSNA基础值(RSNAbaseline)占最大值(RSNAmax)的比例来评价RSNA的水平〔6〕，可根据公式 RSNA=(RSNAbaseline-RSNAnoise)/(RSNAmax-RSNAnoise)×100%计算得到。RSNAmax通过快速静脉推注硝普钠(SNP，50 μg/kg)待血压下降至50 mmHg以下并低于压力感受器的阈值时可引起RSNA反射性增加而记录到。

1.6 去甲肾上腺素(NE)水平的测定

大鼠模型制备成功之后，腹腔注射乌拉坦(800 mg/kg)和α-氯醛糖(40 mg/kg)麻醉，采用腹主动脉取血4～5 ml，EDTA抗凝，混合10～20 min后，离心20 min(3 000 r/min)，收集上清，于 -80℃保存。采用ELISA检测动脉血浆中NE的水平，严格按照试剂盒(美国RD公司提供)说明书进行操作。

1.7 统计学处理

2 结果

2.1 大鼠尾动脉SBP随CIH时间的变化

造模前CIH组和对照组尾动脉SBP为(137.9±1.9 vs 140.0±1.6)mmHg，二者无统计学差异(P＞0.05)。从造模第5天开始CIH组尾动脉SBP比造模前明显升高，随着CIH时间的延长，血压逐渐升高，尾动脉 SBP比较：低氧第 5天(148.7±2.9 vs 137.9±1.9)mmHg，低氧第10天(163.4±3.4 vs 137.9±1.9)mmHg，低氧第15天(165.5±4.5 vs 137.9±1.9)mmHg，差异均具有统计学意义(P＜0.01);从第10天起CIH组尾动脉SBP较对照组明显升高，尾动脉SBP比较：低氧第10天(163.4±3.4 vs 141.5±3.4)mmHg、低氧第 15天(165.5±4.5 vs 140.1±1.2)mmHg，差异均具有统计学意义(P＜0.01);但在低氧第5天，CIH组和对照组的尾动脉SBP(148.7±2.9 vs 143.5±1.5)mmHg，差异不具有统计学意义(P＞0.05)。

2.2 CIH大鼠MAP和RSNA的变化

造模15 d后，CIH组MAP为(138.4±1.3)mmHg较对照组(100.2±2.4)mmHg明显升高(P＜0.05);CIH组RSNA为(75.6±2.9)%max，较对照组(43.1±2.2)%max明显增强。

2.3 CIH大鼠NE水平的变化

造模15 d后，CIH组动脉血浆中NE的含量为(388.5±27.3)ng/L较对照组(100.1±25.2)ng/L明显升高(P＜0.01)。

3 讨论

OSAS缺氧模式为间歇性低氧，其特点是正常氧和低氧交替出现，呼吸暂停发生时血氧降到非常低的水平，而呼吸暂停恢复后又可以回到正常水平。低氧发生频率很高，一般在5～100次/h，平均每1～5 min发生1次。低氧程度严重、血氧变化幅度大，最低动脉血氧饱和度可降至20%或更低，正常氧与低氧间动脉血氧饱和度之差可达30%～70%。如此大幅度的缺氧和再氧合过程对机体的影响和危害是严重的，其程度远大于持续低氧模式。这种间歇低氧的特点是睡眠呼吸暂停综合征所特有，而其他任何低氧性疾病不具备。本实验应用CIH大鼠模型模拟OSAS，采用的间歇性低氧模式为9 min发生一次低氧，环境最低氧浓度降为6%左右，一次低氧持续的时间约45 s，每天8 h，连续低氧15 d，大鼠血压出现明显升高;与其他研究人员〔7〕采用的低氧模式相比，该模式的主要特点是：一次低氧持续约为45 s，其低氧程度比较严重，低氧发生的频率约为5次/h，即每小时充入氮气和氧气的量相对减少，而且低氧周期缩短一半，使整个模型的制作更加方便可行。

有研究表明，CIH可以使大鼠压力感受器反射敏感性降低，化学感受性反射减弱，均反射性地引起交感神经活动增加，NE释放增多，最终引起血压升高。本实验采用在体记录肾交感神经活动来反映交感神经活动的情况，并通过检测血浆中NE的水平进一步证实CIH可以引起交感神经活动的过度增强。

交感神经活动过度增强是各种高血压的重要特征之一，对高血压的发生发展起了重要的作用，间歇性低氧引起的高血压可能与持续增强的交感神经活动有关。有文献〔8〕报道，OSAS患者和CIH大鼠血压的升高均与颈动脉窦神经受到刺激，激活化学感受器反射，进而使交感神经活动的增加有关。去除颈动脉体，OSA和CIH引起的血压升高均可被阻断。一个完整的交感神经系统是CIH诱发高血压必不可少的部分。一些模拟CIH产生体循环高血压的动物模型的研究也提示OSAS引起血压升高归因于交感神经系统兴奋〔9〕。所以，降低交感神经活动可能是防治间歇低性氧引起的高血压的重要靶点之一。

1 黄飞翔.阻塞性睡眠呼吸暂停综合征与高血压的关系〔J〕.中西医结合心脑血管病杂志，2007;5(8)：718-9.

2 Silverberg DS，Oksenberg A.Are sleep-related breathing disorders important contributing factors to the production of essential hypertension〔J〕.Curr Hypertens Rep，2001;3(3)：209-15.

3 Capone C，Faraco G，Coleman C，et al.Endothelin 1-dependent neurovascular dysfunction in chronic intermittent hypoxia〔J〕.Hypertension，2012;60(1)：106-13.

4 Serebrovskaya TV，Manukhina EB，Smith ML，et al.Intermittent hypoxia：Cause of or therapy for systemic hypertension〔J〕.Exp Biol Med，2008;233(6)：627-50.

5 Costa-Silva JH，Zoccal DB，Machado BH.Chronic intermittent hypoxia alters glutamatergic control of sympathetic and respiratory activities in the commissural NTS of rats〔J〕.Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2012;302(6)：R785-93.

6 Zhong MK，Duan YC，Chen AD，et al.Paraventricular nucleus is involved in the central pathway of cardiac sympathetic afferent reflex in rats〔J〕.Exp physiol，2008;93(6)：746-53.

7 万南生，陈宝元，冯 靖，等.慢性间歇低氧对大鼠血压和交感神经兴奋性的影响〔J〕.中国结核和呼吸杂志，2012;35(1)：29-32.

8 Silva AQ，Schreihofer AM.Altered sympathetic reflexes and vascular reactivity in rats after exposure to chronic intermittent hypoxia〔J〕.J Physiol，2011;589(6)：1463-76.

9 Zoccal DB，Bonagamba LGH，Oliveira FRT，et al.Increased sympathetic activity in rats submitted to chronic intermittent hypoxia〔J〕.Exp Physiol，2007;92(1)：79-85.

Effects of chronic intermittent hypoxia on blood pressure and sympathetic nerve activity in rats

LI Yan，ZHONG Ming-Kui，ZOU Kun，et al.
Department of Physiology，Anhui Medical University，Hefei 230032，Anhui，China

Objective To investigate the effects of chronic intermittent hypoxia(CIH)on blood pressure and sympathetic nerve activity in rats.Methods Male SD rats(n=40)were randomly divided into control and CIH groups.The conscious noninvasive method with tail cuff was performed in rats to record the systolic blood pressure(SBP)after exposure to 5 ，10，15 days of CIH.Mean arterial pressure(MAP)，heart rate(HR)and renal sympathetic nerve activity(RSNA)were recorded in vivo on PowerLab data-acquisition systems，while plasma norepinephrine(NE)was measured after CIH.Results SBP，MAP and RSNA were significantly enhanced in CIH group compared to those of control group after 15 days of CIH，and the plasma NE level of rats in CIH group was significantly higher than that of the control group.Conclusions CIH can induce increased blood pressure and sympathetic overactivity in rats.

Sleep apnea syndrome;Chronic intermittent hypoxia;Hypertension;Sympathetic nerve activity;Norepinephrine

R331.36

A

1005-9202(2012)23-51620-03;

10.3969/j.issn.1005-9202.2012.23.029

国家自然科学基金资助项目(81070066);安徽省教育厅自然科学重点项目(KJ2010A176);安徽医科大学博士科研基金(XJ200823)

1 宁波大学医学院附属医院电生理科

钟明奎(1968-)，男，博士，教授，硕士生导师，主要从事心血管生理研究。

李 艳(1987-)，女，硕士，主要从事心血管生理研究。

〔2012-07-23收稿 2012-10-12修回〕

(编辑 曹梦园)