汪金丽，沈 兵，范一菲，唐志强，程文慧，钟明奎

NaHS对慢性间歇性低氧大鼠胸主动脉血管张力的影响

汪金丽，沈 兵，范一菲，唐志强，程文慧，钟明奎

目的研究硫氢化钠（NaHS）对慢性间歇性低氧（CIH）大鼠离体胸主动脉血管张力的影响。方法将雄性SD大鼠随机分成对照（Sham）组和慢性间歇性低氧（CIH）组，用无创套尾法测大鼠的尾动脉收缩压（SBP），用离体血管张力实验观察NaHS对大鼠胸主动脉血管张力的影响。结果与Sham组相比，在苯肾上腺素（Phe）预收缩的大鼠胸主动脉中，CIH组乙酰胆碱（ACh）引起的舒张作用显著减弱（P＜0.01）。Sham组在累积浓度NaHS为50～100μmol/ L时引起血管收缩，NaHS为300～1 000μmol/L时引起血管舒张；CIH组在累积浓度NaHS为50～300μmol/L时引起血管收缩，500～1 000μmol/L时引起血管舒张。与Sham组（100μmol/L）相比，CIH组（300μmol/L）低浓度NaHS引起的血管收缩作用显著增加（P＜0.01）；与Sham组（1 000 μmol/L）相比，CIH组（1 000μmol/L）高浓度NaHS引起的血管舒张作用显著减弱（P＜0.01）。结论在Phe预收缩的大鼠胸主动脉中，累积浓度的NaHS在Sham组和CIH组均可引起双向作用，即在低浓度时产生血管收缩，高浓度时产生血管舒张，两组之间差异有显著性（P＜0.01）；同时CIH可使大鼠血管内皮依赖性舒张功能下降，其机制可能与血管对硫化氢的反应异常有关。

慢性间歇性低氧；硫化氢；高血压；血管内皮功能障碍

阻塞性睡眠呼吸暂停（obstructive sleep apnea，OSA）被认为是高血压和心血管疾病中独立的危险因素［1］，慢性间歇性低氧（chronic intermittent hypoxia，CIH）和睡眠中断在OSA综合征患者中被认为是重要的损伤机制。H2S已被认为是包括人在内的哺乳类动物中枢神经系统和循环系统的气体递质［2］，并成为继一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）之后第三种新型内源性气体信号分子［3］。H2S作为一种内源性舒张因子，能够扩展血管，抑制平滑肌细胞增殖，在心血管系统尤其是高血压形成中发挥了重要的作用。该研究旨在讨论H2S对CIH大鼠血管张力的影响与可能机制，为临床研发防治高血压疾病的新药提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1动物 成年SD雄性大鼠，200～250 g，SPF级，由安徽医科大学实验动物中心提供。动物提前进行适应性饲养1周，保持室内通风，温度和湿度适宜，饮水摄食充足。

1.1.2药品与仪器 BL-420S生物机能实验系统购自四川成都泰盟科技有限公司；苯肾上腺素（phenylephrine，Phe）、乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）均购自美国Sigma公司；硫氢化钠（NaHS）购自上海Aladdin公司；药品均用蒸馏水配制；克氏液（K-H）液（mmol/L）：NaCl 118、CaCl22.5、KCl 4.7、KH2PO41.2、MgSO4·7H2O 1.2、NaHCO325.2、葡萄糖11.1；高钾溶液（mmol/L）：NaCl 58、CaCl22.5、KCl 60、KH2PO41.2、MgSO4·7H2O 1.2、NaHCO325.2、葡萄糖11.1。

1.2 方法

1.2.1CIH模型的制备 SD大鼠在进行1周适应性饲养后随机分成CIH组和Sham组，CIH组进行间歇性低氧处理，其余与Sham组相同处理。将CIH组大鼠放入低氧舱内，低氧舱内进行先后循环充入氮气和氧气，时间分别为4 min和5 min，一个循环设定为9 min，通过氧探头测出低氧舱内的氧气浓度，调节气体流量和充气时间使低氧舱内氧气浓度每一循环不低于6%，持续40 s之后再循序渐进使氧浓度升高最大值不超过21%。每天从早上9点到下午5点重复该循环8 h，一共重复15 d，由定时电磁转换器设定低氧舱内的充氮气和充氧气的转换时间。无创套尾法测实验大鼠尾动脉收缩压≥160 mmHg，视为造模成功。

1.2.2血管环的制备 SD大鼠用过量CO2窒息法处死，迅速取出胸主动脉，置于4℃K-H液的培养皿中并通上混合氧气（95%O2+5%CO2）保持pH在（7.40±0.05），然后剔除血管周围的脂肪组织并剪成3 mm的血管环，对于要去除内皮的血管，用细钢丝插入血管腔中轻轻来回摩擦。

1.2.3离体血管张力实验 将分离好的血管环悬挂于张力换能器上，然后置于含有5ml的K-H液浴槽内，持续通入95%O2和5%CO2混合气体；调节张力换能器并给予1 g的基础张力，运用BL-420S生物机能实验系统记录张力。血管在K-H液中平衡45 min，张力基线达到稳定值后加入60 mmol/L的高钾溶液进行两次预收缩，每次10 min，达峰值后用K-H液洗3 min×3次，之后再休息20 min。用1 μmol/L ACh检测血管舒张功能，舒张大于80%视为内皮完整，舒张小于10%视为去内皮成功。用1 μmol/L Phe进行预收缩，收缩达平台期后加入累积浓度（50～1 000μmol/L）的H2S供体NaHS记录胸主动脉张力的变化。以Phe预收缩的最大幅度为100%，即以加入0μmol/L NaHS作为基础值100%，计算给药后各剂量的幅度变化占最大收缩幅度的百分数。

1.3 统计学处理采用SPSS 17.0软件分析，数据以s表示，两组间的比较采用t检验，多组间的比较采用单因素方差分析。

2 结果

2.1 CIH对ACh引起的大鼠胸主动脉舒张功能的影响与Sham组［（88.63±2.92）%］相比，CIH组［（43.82±7.00）%］大鼠（n=6）ACh在Phe预收缩的胸主动脉中引起的舒张作用显著减弱（t= 5.903，P＜0.01）。

2.2 NaHS对大鼠胸主动脉血管张力的影响在Phe预收缩的大鼠胸主动脉中，Sham组在累积浓度NaHS为50～100μmol/L时产生血管收缩，NaHS为300～1 000μmol/L时产生血管舒张；CIH组在累积浓度NaHS为50～300μmol/L时产生血管收缩，NaHS为500～1 000μmol/L时产生血管舒张。因此累积浓度NaHS在Sham组和CIH组均可引起双向作用，即在低浓度时产生血管收缩，高浓度时产生血管舒张，但两组之间差异有统计学意义（F= 26.832，P＜0.01），见表1。与Sham组（100μmol/ L）相比，CIH组（300μmol/L）低浓度NaHS引起的血管收缩作用显著增加（t=-3.928，P＜0.01），见图1A；与Sham组（1 000μmol/L）相比，CIH组（1 000μmol/L）高浓度NaHS引起的血管舒张作用显著减弱（t=-4.879，P＜0.01），见图1B。3 讨论

OSA是高血压发生发展的独立危险因素，为难治性高血压的主要原因之一。OSA的特点是睡眠时反复发作的部分或完全的上气道阻塞，从而产生CIH，CIH被认为是OSA引起高血压的主要原因，但具体机制还不十分清楚。CIH可产生氧化应激、炎症和交感神经过度激活，导致内皮功能障碍与高血压。然而，对OSA患者的研究得出的结论往往不一致，因为OSA患者除CIH外，还经常出现其他合并症（肥胖和代谢的改变），这是混杂因素也增加心血管疾病的风险。因此，运用CIH动物模型模拟OSA缺氧复氧循环，是研究OSA引起心血管疾病机制的金标准。本研究中所使用的CIH大鼠模型采用的是常压间歇性缺氧的方式，低氧程度比较严重，最低氧浓度可降至6%，低氧频率为6～7次/h，更接近于OSA病理生理特点，连续造模15 d后，可引起大鼠血压增高及交感神经活动增强［4］。

本研究显示，在CIH大鼠ACh引起的胸主动脉内皮依赖性舒张作用显著减弱，提示CIH可引起血管内皮功能受损。临床研究［5］显示，OSA患者在产生高血压前，就出现颈动脉内、中膜厚度增加，且在合并有代谢性疾病患者中更加显著；在OSA患者血流和ACh介导的血管内皮依赖性舒张功能下降，应用持续气道正压通气（CPAP）治疗后可显著改善血管重塑和内皮功能紊乱［6］。Krause et al［7］发现，大鼠CIH暴露21 d后，颈动脉内膜厚度没有改变但内径减小，在离体的颈动脉，高钾引起的收缩作用增强，而ACh诱发的舒张作用减弱。这些研究均支持与本研究的结果。

H2S作为一种气体信号分子在调节心血管功能方面发挥了重要的作用，其供体NaHS在两肾一夹高血压大鼠中表现出来明显的降压效果［8］。有研究［9-10］表明，H2S在人的乳内动脉和大鼠的胃部动脉的离体血管中能够引起收缩和舒张效应，这主要依赖于H2S的浓度剂量。NaHS作为H2S供体能够在水溶液中迅速产生H2S，在生理溶液中NaHS游离成Na+和HS-，然后与H+反应生成H2S，其中三分之一的NaHS以H2S形式存在，三分之二以HS-形式存在，因此H2S被广泛的作为一种外源性H2S的来源。本研究显示，在Phe预收缩的大鼠胸主动脉中，累积浓度的NaHS在Sham组和CIH组均可引起双向作用，即在低浓度时产生血管收缩，高浓度时产生血管舒张，但两组之间有显著性差异。Sham组在累积浓度NaHS为50～100μmol/L时产生血管收缩，NaHS为300～1 000μmol/L时产生血管舒张；CIH组在NaHS为50～300μmol/L时产生血管收缩，NaHS为500～1 000μmol/L时产生血管舒张。与Sham组（100μmol/L）相比，CIH组（300 μmol/L）低浓度NaHS引起的最大收缩作用显著增加；与Sham组（1 000μmol/L）相比，CIH组（1 000 μmol/L）高浓度NaHS引起的舒张作用显著减弱。提示，CIH引起的血管功能紊乱可能与血管对H2S的反应异常有关。内皮作为单层细胞在不同类型的血管、不同的位置，其结构、形态的异质性以及在心血管系统内表面的广泛覆盖说明了其功能的重要性［11］。本研究显示，去内皮后NaHS在Sham组与CIH组的收缩作用基本消失，舒张作用减弱（未发表），说明H2S引起的收缩机制可能涉及到血管内皮释放某种物质。

KATP通道（ATP敏感性钾通道）的开放在H2S介导的血管舒张中扮演了重要的角色［12］，KATP通道由主要由两个亚单位组成，内向整流亚单位Kir6.1和硫酰尿受体SUR1。有研究［13］显示，H2S要么在cys6和cys26的位置结合SUR1的细胞外环的半胱氨酸残基，要么打破涉及cys6和cys26的二硫键，然后改变KATP通道复杂的结构，导致开放Kir6.1并增加KATP通道电流。其他的H2S舒血管机制也曾被报道，Jackson-Weaver et al［14］证明H2S通过激活内皮上的大电导激活钾通道舒张大鼠肠系膜动脉；H2S也能通过激活一类电压依赖性的钾通道来舒血管［15］。本研究中CIH大鼠胸主动脉中H2S的舒张效应具体涉及到哪种通道的开放，包括作为心血管系统中产生内源性H2S的胱硫醚-γ-裂解酶［16］是否也发生了变化，需要进一步的研究与探讨。

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Effect of NaHS on the tension of thoracic aorta in a ratmodel of chronic interm ittent hypoxia

Wang Jinli，Shen Bing，Fan Yifei，et al
（Dept of Physiology，AnhuiMedical University，Hefei 230032）

ObjectiveTo investigate the effect of NaHS on the tension of thoracic aorta in a ratmodel of chronic intermittent hypoxia（CIH）.MethodsMale SD ratswere randomly divided into Sham and CIH groups.The conscious noninvasivemethod with tail cuffwas performed in rats to record the systolic blood pressure（SBP）.The experiment of vascular tension in vitro was carried out to observe the effects from NaHS on thoracic aorta rings.ResultsCompared with Sham thoracic arteries，the relaxant effect induced by acetylcholine（ACh）was decreased markedly in CIH thoracic arteries precontracted with phenylephrine（Phe）（P＜0.01）.NaHS caused contraction at low concentrations（50～100μmol/L in Sham arteries and 50～300μmol/L in CIH arteries）and relaxation at high concentrations（300～1 000μmol/L in Sham arteries and 500～1 000μmol/L in CIH arteries）.Compared with Sham thoracic arteries（100μmol/L），themaximum contractile effect at low concentrations（300μmol/L）increased notably in CIH arteries（P＜0.01）.Compared with Sham thoracic arteries（1 000μmol/L），the relaxant effect at high concentrations（1 000μmol/L）decreased significantly in CIH arteries（P＜0.01）.ConclusionCumulative concentrations of NaHS can cause contractile and relaxant effects in the precontracted with Phe of the thoracic arteries both Sham and CIH groups.However，there is a significant difference between two groups（P＜0.01）.Meanwhile，CIH can induce endothelium-dependent vasodilatation function decline.The mechanism may be involved in abnormal vascular reaction to hydrogen sulfide.

chronic intermittent hypoxia；hydrogen sulfide；hypertension；vascular endothelial dysfunction

R 331.33；R 363.21

A

1000-1492（2016）03-0329-04

时间：2016/1/28 14：23：10 网络出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/34.1065.R.20160128.1423.008.html

2015-12-25接收

国家自然科学基金资助项目（编号：81070066）；安徽省教育厅自然科学重点项目（编号：KJ2010A176）；安徽医科大学博士科研基金（编号：XJ201221）

安徽医科大学生理学教研室，合肥 230032

汪金丽，女，硕士研究生；

钟明奎，男，博士，教授，硕士生导师，责任作者，E-mail zhongmkcn@aliyun.com