性激素对卵巢切除自发性高血压大鼠心脏组织结构的影响

孙荣，易东，谈世进

(上海交通大学附属第六人民医院，上海200233)



性激素对卵巢切除自发性高血压大鼠心脏组织结构的影响

孙荣，易东，谈世进

(上海交通大学附属第六人民医院，上海200233)

目的探讨补充生理剂量的性激素对卵巢切除的自发性高血压大鼠(SHR)心脏组织结构的影响。方法 采用雌性SHR大鼠(SHR组)及WKY大鼠(正常血压对照大鼠)(WKY组)各18只，行卵巢切除术后，随机分为卵巢切除组(OVX亚组)、雌激素补充组(OVX+E亚组)及雄激素补充组(OVX+T亚组)。OVX+E亚组给予苯甲酸雌二醇0.25 mg/(kg·2 d)肌肉注射，OVX+T亚组给予丙酸睾酮3 mg/(kg·2 d)肌肉注射，OVX亚组给予肌肉注射相同剂量的注射用茶油，持续8周。分别在实验前和第8周末测定尾动脉收缩压(SBP)；在第8周末称体质量后麻醉大鼠，腹主动脉采血，酶联免疫法检测血清雌激素及睾酮浓度；称取左心室质量后，切片并行HE染色及Masson染色观察心脏病理改变。结果WKY组中，与实验前相比，第8周末只有OVX+T亚组SBP升高。SHR组中，与实验前相比各亚组SBP均显著升高，第8周末，OVX亚组及OVX+E亚组SBP均低于OVX+T亚组(P均<0.05)。HE染色显示，SHR组表现为心肌细胞体积增大、心肌细胞排列紊乱，OVX亚组及OVX+T亚组比OVX+E亚组更为严重。左室质量指数(LVMI)结果与HE染色一致， WKY组中，各亚组内差异无统计学意义(P均>0.05)，SHR组中OVX+E亚组的LVMI低于OVX亚组及OVX+T亚组，OVX亚组低于OVX+T亚组(P均<0.05)。Masson染色显示,SHR组心肌纤维排列疏松，胶原沉积明显增多。WKY组中，与OVX亚组及OVX+E亚组相比，OVX+T亚组心肌胶原容积分数(CVF)增高(P<0.05)；OVX亚组与OVX+E亚组比较，P>0.05；SHR组中，与OVX亚组相比，OVX+E亚组CVF降低(P<0.05)，OVX+T亚组CVF增高(P<0.05)。结论 补充生理剂量的雄激素可以升高卵巢切除SHR大鼠的SBP，并加重其心肌重构；而补充生理剂量的雌激素可以改善卵巢切除SHR大鼠的心肌重构。

高血压；雄激素；雌激素；心肌重构；大鼠

自发性高血压大鼠(SHR)是高血压疾病最常用的模型之一，其表现为血压随着年龄的增长而升高，且雄性显著高于雌性。多个研究表明，对雄性SHR大鼠行去势术后，其血压可降低至雌性个体水平，而对卵巢切除后的雌性个体补充睾酮后，其血压可达到完整的雄性SHR大鼠个体水平，因此雄激素在SHR大鼠高血压的发生发展中起重要作用。2014年9月～2015年2月，本研究通过给卵巢切除的SHR大鼠肌肉注射生理剂量的睾酮及雌二醇来研究性激素对卵巢切除后SHR大鼠心脏组织结构的影响。

1　材料与方法

1.1材料雌性SHR大鼠18只，雌性WKY大鼠(正常血压对照大鼠)18只，体质量(120±10)g，清洁级。药物及试剂：丙酸睾酮(中国药物生物制品检定所，生产批号100008)、苯甲酸雌二醇(中国药物生物制品检定所，生产批号100008)、睾酮、雌二醇ELISA试剂盒(上海哈灵生物科技有限公司提供)、Masson染色试剂盒(南京建成生物公司)。

1.2绝经期高血压动物模型建立、分组及处理将雌性SHR大鼠(SHR组)、雌性WKY大鼠(WKY组)各18只随机分为三组：卵巢切除组(OVX亚组)、卵巢切除后雌激素补充组(OVX+E亚组)以及卵巢切除后睾酮补充组(OVX+T亚组)，每组6只。适应性喂养2周，氯胺酮50 mg/kg腹腔注射麻醉大鼠后，背部固定，乙醇喷雾消毒并湿润毛发，去毛，在距剑突下约3 cm侧腹部处用75%消毒，正中切口依次切开皮肤、皮下组织、腹部肌肉至腹膜，切口1.5 cm长，止血钳分开切口，镊子移开腹内组织，位于腰椎两侧、肾后方、一小球状物即卵巢，结扎卵巢动脉及输卵管，切除双侧卵巢。将腹腔内容物复位，然后逐层缝合。将造好模型动物分笼饲养，术后连续3 d腹腔注射青霉素钠40万单位，防止术后感染，常规饮水及进食。术后第4天，OVX+E亚组给予苯甲酸雌二醇0.25 mg/(kg·2 d)肌肉注射，OVX+T亚组给予丙酸睾酮3 mg/(kg·2 d)肌肉注射[1]，OVX亚组给予肌注茶油0.5 mg/(kg·2 d)，持续8周。

1.3观察指标及其检测方法①大鼠尾动脉血压测定：分别在大鼠卵巢切除前及开始给药后第8周末，测定各组大鼠清醒状态下尾动脉收缩压(SBP)，每只连续测3次，取平均值。②性激素浓度测定：在第8周末，禁食不进水24 h，称体质量，氯胺酮50 mg/kg腹腔注射麻醉大鼠，剖开腹腔，腹主动脉采血，4 ℃、4 000 r/min离心10 min，分离出血清。置于-20 ℃冰箱备用，按商家说明书采用ELISA法测定血清雌二醇及睾酮浓度。③左室质量及左室质量指数(LVMI)测定：采血后剪开胸腔迅速取出心脏，PBS冲洗干净残留血液，滤纸吸干。去除结缔组织，沿房室交界处剪去心房，沿室间隔剪去右心室，保留室间隔和左室，称其质量。计算左室质量与进食后体质量的比值，计为LVMI。④病理学观察：将称好的左室取部分放入10%的中性甲醛溶液中充分固定，经过脱水透明等步骤后石蜡包埋。普通切片机将肾脏切成10 μm薄片，行HE染色及Masson染色，高倍镜观察心脏病理形态，用图像分析系统测定心肌胶原容积分数(CVF)，CVF=心肌胶原面积/所测视野总面积。

2　结果

2.1用药8周末各组血清性激素水平比较详见表1。

表1　各组血清雌二醇和睾酮水平比较±s)

注：与同组中的OVX亚组相比,*P<0.05。

2.2各组不同时间尾动脉SBP比较详见表2。

2.3各组LVMI比较WKY组中各亚组内LVMI比较P均>0.05；SHR组中OVX+E亚组LVMI低于OVX亚组及OVX+T亚组(P均<0.05)，而OVX亚组低于OVX+T亚组(P<0.05)。详见表3。

表2　各组不同时间尾动脉SBP比较

注：与同组中OVX 亚组相比，*P<0.05；与各亚组卵巢切除前相比，#P<0.05；与OVX+E亚组相比，△P<0.05。

2.4各组心脏HE染色结果比较WKY各亚组间形态学差异不大，表现为心肌细胞大小及染色正常，心肌细胞规则；SHR各亚组则表现为心肌细胞体积增大，心肌细胞排列紊乱，其中以OVX亚组最为严重。

2.5各组心脏Masson染色结果比较心肌细胞染色呈红色，胶原呈蓝色。WKY亚组中OVX及OVX+E亚组大鼠间质胶原沉积不明显，主要位于血管周围，而OVX+T亚组心肌间质胶原沉积稍有增多；SHR组大鼠心肌纤维排列疏松，胶原沉积明显增多。各组CVF比较见表3。

表3　各组LVMI、CVF比较

注：与OVX亚组相比,*P<0.05，与OVX+E亚组相比，#P<0.05。

3　讨论

心血管疾病发病呈明显的性别差异，女性在绝经期前的心血管发病率明显低于男性，而绝经后其发生率显著升高，高血压的发病也呈现这一趋势。随着高血压的进展，后负荷升高，心肌肥大逐渐加重，最终导致心力衰竭。Ho等[2]研究显示，女性心力衰竭预后显著优于男性。在本研究中，对卵巢切除的WKY及SHR大鼠补充生理剂量的雌激素和雄激素，结果显示与相同周龄的WKY大鼠相比，SHR大鼠的SBP明显升高。生理剂量雌激素的补充可以降低LVMI及CVF，改善心脏的形态学变化。而生理剂量的雄激素补充可导致卵巢切除后的SHR及WKY大鼠血压的升高，使心肌肥大及心肌纤维化加剧。以上结果表明，生理剂量的雌激素对卵巢切除的高血压大鼠的心肌重构有保护作用，而雄激素则产生相反的损害作用。

多个研究表明，对卵巢切除的SHR大鼠补充睾酮可导致血压升高[3]。本研究结果与文献报道一致。除此之外，对雄性SHR大鼠行睾丸切除术后，血压降低，补充雄激素后血压回升，表明雄激素对高血压有促进作用[4]。雄激素的升压机制尚未完全明确，但多个研究表明，肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)在其中起到重要作用。盐敏感雄性大鼠在高盐饮食情况下，肾脏血管紧张素原表达水平升高，并可被去势术阻断[5, 6]。Reckelhoff等[4]研究表明，雄激素加剧SHR的高血压是通过RAAS引起的，并且SHR的非性别差异的高血压也是由RAAS介导的。

临床试验显示，雄激素滥用可导致心肌肥大、心肌纤维化及心功能异常[7]。动物试验也显示，高剂量的睾酮可诱导雄性Wistar大鼠的心肌肥大[8]。多个研究表明，与女性相比，男性生理剂量的雄激素对心肌重构可产生不利影响[9]。面对血压升高所致的压力负荷，女性更趋向于向心性肥大，雌激素可抑制压力负荷导致的心肌肥大[10]。而男性更趋向于偏心性肥大，且女性心室直径及心室扩张要小于男性[11]。雌激素可抑制血管紧张素Ⅱ诱导的心肌肥大[12]。由于性激素对血压的影响，因而这种性别差异引起的心肌肥大的差异，可部分通过血压差异来解释。

本研究发现，雌激素可改善卵巢切除的高血压大鼠的心肌纤维化，这与多个研究结果一致。研究表明，雌激素可通过调控金属蛋白酶的活性从而减少血管周围基质的沉积来改善心肌肥大[13]。动物研究发现，小鼠主动脉缩窄术(TAC)后，与雌性相比雄性模型心脏中的促纤维化基因显著上调，纤维化显著增加[14]。在TAC诱导心室压力应激模型中，睾丸切除可显著减弱TAC诱导的心肌纤维化[15]。本研究中SHR大鼠OVX+T亚组的CVF显著高于OVX及OVX+E亚组，也提示了雄激素有促进心肌纤维化的作用。但雄激素促进高血压心肌纤维化的机制尚不明确，可能与RAAS的激活有关。

综上所述，雄激素可促进SHR大鼠卵巢切除后的心肌肥大及心肌纤维化，而雌激素则呈现保护作用。然而具体的机制尚未明确，性激素如何影响高血压时的心肌重构有待深入探讨。

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2015-10-20)