邓泽熙卢水焕刘学员詹 球梁 静陈湘鹏蔡质梅熊义博黄心元
·论著·
餐后低血压家兔模型建立探讨
邓泽熙1,卢水焕1,刘学员1,詹 球2,梁 静2,陈湘鹏1,蔡质梅1,熊义博1,黄心元1
目的通过高脂喂养与颈动脉内膜干燥建立餐后低血压的家兔模型。方法17只新西兰兔随机分四组,对照组普通饲料喂养,高脂喂养组予高脂饲料喂养,高脂喂养+单侧手术组予高脂喂养并进行右侧颈动脉气体干燥,高脂喂养组+双侧手术组予高脂喂养并进行双侧气体干燥。8周后留置胃管,行股动脉插管,监测注食前后各组家兔血压变化。结果光镜下染色观察:对照组颈部血管无明显变化,高脂喂养组内膜轻度增厚,可见血管平滑肌细胞的增生。高脂喂养+单侧手术组的右侧(手术侧)颈动脉及高脂喂养+双侧手术组的双侧颈动脉管壁明显增厚,管腔狭窄。高脂喂养+单侧手术组注食后平均动脉压(Mean arterial pressure,MAP)较注食前下降(P<0.05);高脂喂养+双侧手术组注食后收缩压(Systolic blood pressure,SBP)、舒张压(Diastolic blood pressure,DBP)、MAP均较注食前下降,差异有统计学意义(P<0.05)。结论利用高脂喂养与颈动脉内膜干燥结合可建立餐后低血压家兔模型,此方法简单可行。
动脉粥样硬化;低血压;家兔;动物模型
餐后低血压(postprandial hypotension,PPH)是老年人常见而特有的疾病,近年发现,PPH是老年人全因死亡的一个独立的预测因子[1],可能导致晕厥、跌倒,甚至短暂性脑缺血发作、心绞痛、心肌梗死等严重事件[2]。有关调查显示,老年人中2/5的脑卒中患者、1/4的心肌梗死患者是由于低血压引起的[3]。由于PPH的影响因素众多,目前,其病因及发病机制尚不明确,治疗方法有待开发。既往关于餐后低血压的研究多局限于临床观察及流行病学数据收集整理。因此,建立一个稳定可行的适用于临床研究的餐后低血压动物模型很有必要。
1.1 实验动物:雄性新西兰白兔17只,月龄21~24月,体重(2.80±0.26)kg,由解放军第一八一医院动物实验室提供。实验对动物的处理方法符合中华人民共和国科学技术部颁发的《关于善待实验动物的指导性意见》。
1.2 主要实验材料、仪器:高脂饲料(按2%胆固醇、6%花生油和92%普通饲料的比例加工配制,购自湖南斯莱克景达实验动物有限公司;Picco2监测仪(BeneviewT5,深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司);BH_2型显微镜(OlympusBX41)。
1.3 方法:健康新西兰白兔共17只。随机分为对照组、高脂喂养组、高脂喂养+单侧手术组、高脂喂养+双侧手术组共四组,对照组2只,其余每组5只。对照组予普通饲料喂养,100g/日,其余三组高脂饲料喂养,100g/日,共喂养8周。
1.3.1 颈动脉内膜气体干燥:于喂养第2周时对高脂喂养+单侧手术组、高脂喂养+双侧手术组实施右侧颈动脉内膜气体干燥术,第6周时对高脂喂养+双侧手术组实施左侧颈动脉内膜气体干燥术,术后继续喂养至8周。
1.3.2 颈动脉内膜气体干燥术[4]:动物术前禁食12小时,不禁水。予3%戊巴比妥钠30mg/kg经耳缘静脉麻醉后,仰卧位固定,颈部脱毛清洁消毒后,于颈正中旁开1cm切皮,于甲状软骨上方水平分离颈总动脉至分叉处,长约3cm,两端以动脉夹阻断血流。10ml注射器充满生理盐水,接4.5号头皮针平行于血管纵轴方向穿刺阻断血管的两端,一端留小孔,另一端以生理盐水冲洗置换出管腔内的血液后,接上已调节好流量为250ml/min的医用氧气气流,历时5分钟造成内皮干燥,然后管腔内重新充满生理盐水,放开动脉夹以恢复血流。湿润棉片轻轻压迫穿刺点3~5min止血,缝合皮肤创口并包扎。术后于大腿内侧肌注青霉素20万iu/只。
1.3.3 注食前后血压、心率、颈动脉窦压力感受器敏感性(carotid sinus baroreflex,又称BRS)的计算:喂养结束,四组大白兔分别予戊巴比妥麻醉(用量同上),仰卧位固定。大腿内侧脱毛消毒后,沿股动脉搏动方向切皮,分离股动脉,股动脉插管,将压力头连接于Picco2监测仪,监测血压、心率(HR)。经鼻缓慢插入Fr14动物专用胃管,插入长度约15~20cm,插入成功后观察5~10min,记录血压、HR,每2s采样一次,共监测30s。计算平均值及平均动脉压(MAP)。经胃管注入流食60ml(50%葡萄糖40ml,伊利纯牛奶20ml)。注食后60min内每5min按上述方法再次记录血压、心率。
由Logstic方程计算BRS[5]:HR=A/{1+exp[B(MAP-C)]}+D,其中A为HR变化的范围,B为斜率相关系数,C为HR变化中点对应的血压值(MAP50),D为最小的HR值。
1.3.4 组织取材染色:实验结束处死家兔,作颈正中切口,分离双侧颈总动脉至分叉处,留取3~4cm,冲洗血管内血液,肉眼观察各段血管断端情况,然后以10%的福尔马林溶液固定后。标本经固定、脱水、石蜡包埋、切片处理后,行苏木精-伊红(Hematoxylin Eosin,HE)染色,光学显微镜观察动脉内壁病理学形态改变。
2.1 一般情况:1只家兔于高脂喂养第三周死亡,2只在留置胃管注食测压后死亡,其余14只均无中途患病或死亡,实验过程未发现伤口感染,创口愈合良好,按计划完成实验。
2.2 各组兔颈动脉病理形态学观察:(1)大体观察:对照组、高脂喂养组的双侧颈动脉及高脂喂养+单侧手术组的左侧颈动脉均管壁柔软,富有弹性,管腔内膜光滑。高脂喂养+单侧手术组的右侧(手术侧)颈动脉及高脂喂养+双侧手术组的双侧颈动脉均颜色黄白相间,管壁粗细不均,管壁僵硬,增厚,管腔内膜粗糙不平,有点片状脂纹或黄白色斑块隆起。(2)光镜下HE染色观察:对照组颈动脉内皮细胞完整,单层紧贴内弹力板,中层平滑肌细胞排列整齐,胞浆呈嗜酸性红染,无明显脂质沉积,图1(见封3)。高脂喂养组内膜轻度增厚,血管壁可见血管平滑肌细胞的增生,中膜变薄,图2(见封3)。高脂喂养+单侧手术组的右侧(手术侧)颈动脉及高脂喂养+双侧手术组的双侧颈动脉管壁明显增厚,管腔狭窄,内膜管腔面纤维组织细胞增生形成纤维帽,纤维帽下大量泡沫细胞堆积并有大量粉染的无定形物质,形成粥样斑块,中膜肌层内胞浆嗜酸性的平滑肌细胞减少,代之以大量的胞浆淡染和充满脂质空泡的泡沫细胞,图3(见封3)。
2.3 四组兔注食前后各参数比较:普通喂养组、高脂喂养组、高脂喂养+单侧手术组、高脂喂养+双侧手术组四组注食前各参数比较,HR组间比较有统计学意义(P<0.05),进一步两两比较显示高脂喂养+双侧手术组HR显著低于其他三组(P<0.05)。各组注食前后血压比较,高脂喂养+单侧手术组注食后MAP较注食前下降,差异有统计学意义(P<0.05);高脂喂养+双侧手术组注食后SBP、DBP、MAP均较注食前下降,差异有统计学意义(P<0.05),各组BRS比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1。
表1 四组兔SBP、DBP、HR及BRS水平比较
注:与本组注食前比较*P<0.05;与其他三组注食前比较△P<0.05
PPH是老年人重要的临床疾病,发病率高,可能导致晕厥、跌倒,甚至短暂性脑缺血发作、心绞痛、心肌梗死等严重事件[2]。由于PPH的影响因素众多,目前还缺乏大规模的对照试验证据。因此,其病因和发病机制仍不太明确,目前尚未有PPH动物模型制作的先例,建立一个成熟、可重复的餐后低血压动物模型,对PPH的病因、发病机制研究及临床诊疗的探讨有重要意义。现今国内外对于PPH尚无明确统一的诊断标准。较公认的PPH诊断指餐后2h内血压较餐前下降>20mmHg,并且若餐前收缩压>100mmHg,餐后<90mmHg,或餐后出现血压下降并伴随头晕、晕厥等低血压症状也可疑似诊断PPH[6]。动物实验上PPH尚无明确标准,本实验将注食前后SBP、MBP、MAP均明显下降动物视为存在PPH用以研究。
国内外临床研究表明,PPH的发生,与压力反射受损,特别是颈动脉窦压力感受器敏感性下降密切相关[7]。本实验通过高脂喂养+空气干燥法建立家兔颈动脉(窦部)粥样硬化模型,为保证家兔脑部基本血供,双侧颈动脉手术组在进行一侧动脉干燥后,经1个月再进行另一侧手术。通过对靠近颈动脉窦部的颈动脉进行内膜干燥,促进粥样硬化斑块的形成,影响压力反射,使兔进食后血压不能快速调节,出现PPH,成功建立了PPH家兔模型,也从侧面验证了PPH与颈动脉窦粥样硬化密切相关[7]。临床研究推测PPH可能与BRS的下降有关[7,8],本实验测得BRS各组比较无统计学差异,数据显示各组间BRS差异极大,考虑跟样本量偏小及动物间个体差异有关。
既往动脉硬化动物实验多采用家兔及大鼠进行研究,家兔与人体血压更为接近,且兔颈动脉内膜损伤比大鼠更为可控,家兔动脉的生理病理特点也与人体更为相似[9]。颈动脉粥样硬化动物模型的建立方法相对成熟,Le等[10]首次报告隔离颈动脉进行气体干燥联合高脂饲料喂养复制动脉硬化病变。国内动物实验气体干燥多采用原有报导使用氮气干燥。本实验采用临床更为常用的医用氧气进行内膜干燥损伤,同样达到了理想效果,并节约了实验成本。高脂喂养组动物及单侧手术组未进行手术的一侧颈动脉可见平滑肌增生,未见明显脂质沉淀,动脉硬化不明显,一方面可能与实验时间较短有关,一方面也反映了内膜损伤在动脉硬化过程中的重要作用。本实验气体干燥组的颈动脉均发生了明显动脉粥样硬化并生成斑块,出现明显管腔狭窄。其中无颈动脉硬化家兔进食后血压无明显下降,单侧颈动脉硬化组家兔仅有MAP下降,提示单侧颈动脉硬化家兔基本能代偿进食引起的血压下降,而双侧颈动脉(窦部)硬化组家兔注食后SBP、DBP、MAP均显著下降,注食前后对比有明显统计学差异,该模型达到PPH动物实验的要求,有望在餐后低血压动物实验研究中得到进一步的完善及广泛应用。
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ExploreWaystoEstablishRabbitModelofPostprandialHypotension.
DENGZe_xi,LUShui_huan,LIUXue_yuan,etal.
181stHospitalofChinesePeople’sLiberationArmy,Guangxi541002,China
ObjectiveTo establish a rabbit model of atherosclerosis postprandial hypotension by using cholesterol_diet and carotid intimal dryness.MethodsSeventeen New Zealand rabbits were assigned into four groups randomly: normal group fed with normal food, lipo_fed group fed with high lipo food, lipo_fed and unilateral operation group fed with high lipo food and
an operation with right side carotid artery air_drying, lipo_fed and bilateral operation group fed with high lipo food and received an operation with bilateral carotid artery air_drying. After 8 weeks, the indwelling gastric tube and femoral artery catheterization were used to monitor the blood pressure changes of rabbits before and after the feeding.ResultsTrypan_blue staining was observed by light microscopy. there were no obvious changes in the blood vessels of control group; the intima was slightly thickened with proliferation of vascular smooth muscle cells in the high_lipo diet group. In the group of lipo_fed and bilateral operation and the group of lipo_fed and unilateral operation,the arterial wall was thickened and luminal stenosis was observed. In the group of lipo_fed and unilateral operation, the mean arterial pressure (MAP) was declined after the feeding (P<0.05). In the group of lipo_fed and bilateral operation, the SBP, DBP, MBP were all decreased statistically after the feeding (P<0.05).ConclusionsA rabbit model of atherosclerosis postprandial hypotension can be established by combination of high fat feeding and carotid intima drying, which is simple and feasible. which advantaged the experimental study of postprandial hypotension.
Atherosclerosis; hypotension; Rabbit; Animal model
广西自治区桂林市科学研究与技术开发计划项目(编号:20140310_3_1);军队保健专项科研课题(编号:12BJZ14)
541002 广西桂林,中国人民解放军第181医院(1.干部病房;2.动物实验室)
邓泽熙(1987_),医师
刘学员,主任医师,E_mail:lxy37511@sohu.com
R443+.5
A
1009_816X(2017)04_0253_03
10.3969/j.issn.1009_816x.2017.04.03
2017_2_17)