1、罗格列酮对 2 种高血压大鼠的降压作用及机制作者：王林军，张延斌，程仁力，周维东 【摘要】 目的 观察胰岛素增敏剂罗格列酮（rosiglitazone，RSG）对胰岛素抵抗高血压大鼠及两肾一夹肾血管性高血压大鼠血压的影响，探讨其作用机制。方法 用 10%果糖水喂养雄性 SD 大鼠制备胰岛素抵抗高血压大鼠（insulin resistance hypertensive rat，IRHR）模型，同时用两肾一夹法制备肾血管性高血压大鼠（two-kidney, one-clipped renovascular hypertensive rat，RHR）模型，观察 RSG 对 2 组大鼠的降压作用，通过
2、检测空腹血糖（fasting blood glucose，FBG） 、空腹胰岛素（fasting serum insulin，FINS） 、瘦素（leptin，LP） 、甘油三酯（triglyceride，TG）及计算胰岛素敏感性指数（insulin sensitivity index，ISI）等指标，从胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）/高胰岛素血症（hyperinsulinemia，HIS）角度探讨 RSG 可能的降压机制。结果 RSG 处理后 IRHR 组大鼠收缩压（ systolic blood pressure，SBP） 、FINS、LP 和 TG 与处理前相比
3、明显降低，ISI 明显升高（P0.01） ，FBG 无明显改变（P0.05） 。RSG 处理后 RHR 组大鼠与处理前相比SBP、FINS、LP、TG、ISI 和 FBG 与 RHR 组相比无明显变化（P0.05） 。结论 RSG 可明显降低 IRHR 模型的血压而对 RHR 模型无明显降压作用。其机制主要通过改善 IR/HIS 以及高 LP 血症起降血压作用。 【关键词】 罗格列酮；胰岛素抵抗；高血压；胰岛素；瘦素；大鼠模型 Abstract: Objective To observe the anti-hypertensive effect of insulin sensitizer ro
4、siglitazone (RSG) on the models of insulin resistance hypertensive rat (IRHR) and two-kidney, one-clipped renovascular hypertensive rat (RHR), and to study the antihypertensive mechanism of RSG. Methods The model of IRHR was established by feeding standard fodder and 10% fructose water, while the mo
5、del of two-kidney, one-clipped RHR was formed by constricting the left kidney artery. The anti-hypertensive mechanism of RSG was studied by examining the ratio of insulin resistance / hyperinsulinemia (IR/HIS) and by measuring systolic blood pressure (SBP), fasting blood glucose (FBG), fasting serum
6、 insulin (FINS), leptin (LP), triglyceride (TG) and calculating insulin sensitivity index (ISI). Results As compared with that in the IRHR group at the end of experiment, in the RSG treated IRHR group, the levels of SBP, LP, FINS and TG were decreased obviously, the level of ISI was increased obviou
7、sly (P0.01), but the level of FBG was not changed significantly (P0.05). When comparison was made between the two RHR groups, no significant changes were found in the levels of SBP, LP, FINS, TG, ISI and FBG after RSG treatment (P0.05). Conclusion RSG has an obvious anti-hypertensive effect on IRHR,
8、 but not on RHR. The results suggest the mechanism of anti-hypertensive effect of RSG is indirectly through the improvement of IR/HIS and high LP. Key words: rosiglitazone; insulin resistance; hypertension; insulin; leptin; model of rat 近年来，通过临床和流行病学研究，人们逐渐意识到高血压（EH）并不单纯是血流动力学的改变，还常伴有糖耐量低减、高胰岛素血症（hy
9、per-insulinemia，HIS） 、血脂异常等代谢紊乱，称为胰岛素抵抗（insulin resistance，IR） 。研究表明 EH 人群约 60%有 IR，一些前瞻性研究提示 HIS 是致高血压的重要原因1 ，不难推测 IR/HIS 是高血压的发病基础之一，而改善机体胰岛素敏感性有可能成为防治 IR/HIS 人群高血压的有效措施。本实验通过建立胰岛素抵抗高血压大鼠（insulin resistance hypertensive rat，IRHR）模型及两肾一夹肾血管性高血压大鼠（two-kidney, one-clipped renovascular hypertensive ra
10、t，RHR）模型，观察胰岛素增敏剂罗格列酮（rosiglitazone，RSG）对 2 组大鼠的收缩压（systolic blood pressure，SBP） ，空腹胰岛素（fasting serum insulin，FINS） 、瘦素（leptin，LP）等指标的影响，探讨 RSG 可能的降压机制。 1 材料和方法 1.1 实验材料 1.1.1 实验动物 Sprague-Dawley（SD）大鼠 67 只，雄性，体重 180220 g，普通级，徐州医学院实验动物中心提供。 1.1.2 主要实验药品和试剂 马来酸罗格列酮片（批号：05110006）为葛兰素史克（天津）有限公司产品，结晶果糖购
11、自北京广联行化工产品有限公司，大鼠胰岛素酶联免疫定量检测试剂盒（批号：0609083）及大鼠瘦素酶联免疫定量检测试剂盒（批号：0609084）均购自上海西唐生物制品有限公司。 1.1.3 主要实验仪器及设备 微量血糖仪及血糖仪试纸（美国罗氏公司） ，MacLab 生理记录仪（澳大利亚 ADI 公司） ，全自动生化分析仪（日本 Olympus 公司） ，Thermo-Multiskan Mk3 型酶标仪（芬兰雷勃公司） 。 1.2 实验方法 1.2.1 动物分组及处理步骤 首先，67 只雄性 SD 大鼠分笼（每笼 45 只） ，置于温度（222），光照 12 h/24 h，普通饲料、自由饮水的环
12、境中适应性饲养 1 周后进行实验。普通饲料由徐州医学院实验动物中心提供。 大鼠随机分为 3 组。空白对照组（control 组，C 组）16 只，普通饲料+自来水喂养；胰岛素抵抗高血压大鼠组（IRHR 组）24 只，普通饲料+10%果糖水喂养；两肾一夹肾血管性高血压大鼠（RHR 组）27 只，行左肾动脉缩窄术（术中麻醉意外死亡 2 只、血管变异死亡 1 只，最后存活24 只） ，术后普通饲料+自来水喂养。喂养 4 周后，大鼠禁食 810 h，3组各随机抽取 8 只行颈动脉插管，测 SBP 及留取血标本后断头处死。指标检测证实造模成功后，进入第 5 周各组继续原来的饲养，从 IRHR 组及RHR
13、 组各随机抽取 8 只大鼠分别用 RSG 每日 5 mg/kg 灌胃，建立IRHR+RSG 组和 RHR+RSG 组。RSG 灌胃期间，为保持各组间的均衡性，其余各组大鼠均用等量的自来水灌胃。第 8 周末所有大鼠均禁食 810 h后行颈动脉插管，测 SBP 及留取血标本后断头处死。 1.2.2 RHR 模型的制备 参考文献2-3 。准备外径为 0.20 mm 的针灸针（长约 10 cm）若干根，并消毒保存。大鼠经 1%戊巴比妥钠 30 mg/kg 腹腔麻醉，俯卧位固定于操作台上。体外触及左侧肾脏，剪去局部 3 cm3 cm 被毛，消毒铺巾。在触诊肾脏与脊柱之间沿与脊柱平行方向切开皮肤，切口 1
14、.52.5 cm。逐层分离皮下筋膜及肌肉到达肾脏，以盐水棉球推开肾周脂肪囊，用开睑器撑开充分显露手术视野，于腹膜后仔细分离肾动脉，用玻璃分针追查至肾脏，检查无误后，把直径为 0.20 mm 的针灸针与肾动脉血管长轴紧贴平行放置，用无菌丝线扎紧肾动脉和针灸针，然后小心抽去针灸针，这样左肾动脉血流就部分被阻断，形成左肾动脉狭窄。依次缝合肌肉和皮肤。术后 3 天内青霉素（3104 U/d）腹腔注射预防感染。 1.2.3 大鼠血压的测量 实验大鼠经 1% 戊巴比妥钠 30 mg/kg 腹腔麻醉，仰卧位固定于操作台上，体外触及气管软骨，剪去局部 3 cm3 cm 被毛，消毒铺巾。在气管软骨左侧沿与气管平
15、行方向切开皮肤，切口 23 cm，逐层分离皮下组织及肌层，暴露左颈动脉鞘，将左颈动脉同迷走神经等结构分离，于左颈动脉下预置 2 根缝线，远心端的缝线进行结扎，近心端用动脉夹夹闭，于近结扎线附近将预充有肝素的插管向近心端方向插入，松开血管夹，固定插管。插管尾部通过换能器连接 MacLab 生理记录仪可直接显示SBP。观察 1015 min，待血压稳定后记录 SBP。 1.2.4 成模标准 IRHR 模型的成模标准：依据 Reaven4的报道，果糖喂养的 SD 大鼠 TG、SBP、FINS 的平均水平达到以下标准者，即：TG1.8 mmol/ L，SBP142 mmHg（1 mmHg=0.133
16、kPa） ，FINS正常对照组平均值的 2倍者为 IRHR 模型。RHR 模型的成模标准：依据赵清等5的报道，造模处理后凡血压比处理前高 20 mmHg 以上且高于 140 mmHg 者确认为高血压模型形成。 1.3 主要观测指标 大鼠 SBP、FBG、FINS、LP、TG 及计算 ISI。大鼠颈动脉 SBP 用MacLab 生理记录仪测量；FINS 及 LP 用 ELISA 试剂盒测定；FBG 以微量血糖测定仪测定；TG 用全自动生化分析仪测定；ISI 由公式：ISI=1/(FBGFINS)计算得出（FBG、FINS 的单位分别是 mmol/L、mU/L） ，此值为非正态分布，计算时取其自然
17、对数6 。 1.4 统计学处理 采用 SPSS 11.5 软件进行统计分析，采用 Sigma-Plot 10.0 软件绘图。定量资料以均数标准差（s）表示，多组间差异的比较采用单因素方差分析（one-way ANOVA） ，两因素之间的关系采用直线相关分析，P0.05 认为差异有统计学意义。 2 结 果 2.1 IRHR 及 RHR 模型的建立 实验第 4 周末，IRHR 组的 TG、SBP、FINS 等指标均达到成模标准，提示 IRHR 模型成功建立；与 C 组大鼠相比，TG、SBP、LP 和 FINS 明显升高，ISI 明显降低（P0.01） ， FBG 无明显改变（P0.05） 。RHR
18、 组的 SBP 达到成模标准，提示 RHR 模型成功建立；与 C 组大鼠相比，SBP 明显升高（P0.01） ，而 TG、LP、FINS、ISI 和 FBG 均无明显改变（P0.05） ，见表 1。表 1 实验第 4 周末 IRHR 组、RHR 组与 C 组大鼠各项指标的比较（略） 2.2 实验第 8 周末 IRHR 组、RHR 组与 C 组大鼠各项指标的比较 实验第 8 周末，IRHR 组的 TG、SBP、FINS 等指标提示 IRHR 模型成功维持；与 C 组大鼠相比，IRHR 组的 SBP、TG、LP 和 FINS 仍明显升高，ISI 明显降低（P0.01） ，FBG 无明显改变（P0.
19、05） 。RHR 组的SBP 提示 RHR 模型成功维持；与 C 组大鼠相比，RHR 组的 SBP 明显升高（P0.01） ，而 TG、LP、FINS、ISI 和 FBG 均无明显改变（P0.05） 。见表 2。表 2 实验第 8 周末 IRHR 组、RHR 组与 C 组大鼠各项指标的比较（略） 2.3 IRHR 组 SBP 相关因素分析 在 IRHR 组中，SBP 与 FINS、LP 和 TG 呈高度正相关，与 ISI 呈高度负相关，与 FBG 无相关性。见表 3。表 3 IRHR 组 SBP 相关因素分析（略）2.4 IRHR 组血清 LP 相关因素分析 在 IRHR 组中，LP 与 SB
20、P、FINS 和 TG 呈高度正相关，与 ISI 高度负相关，与 FBG 无相关性。见表 4。表 4 IRHR 组 LP 相关因素分析（略） 2.5 RSG 干预前后 IRHR 组大鼠各指标的变化 RSG+IRHR 组大鼠 SBP、FINS、LP 和 TG 与 IRHR 组相比显著降低，ISI明显升高，差别具有统计学意义（P0.01） ，而 FBG 无统计学差异（P0.05） 。见表 5。表 5 RSG 对 IRHR 组大鼠各指标的影响（略） 2.6 RSG 干预前后 RHR 组大鼠各指标的变化 RSG+RHR 组大鼠与 RHR 组相比 SBP 有下降趋势，但没有统计学意义（P0.05） ；F
21、INS、LP、TG、ISI 和 FBG 与 RHR 组相比差别无统计学意义（P0.05） 。见表 6。表 6 RSG 对 RHR 组大鼠各指标的影响（略） 3 讨 论 本实验参照 Reaven4的方法加以改进，成功地复制了胰岛素抵抗高血压大鼠模型。同时制作了两肾一夹肾血管性高血压大鼠模型。结果显示 IRHR 除了血压升高外，还出现了 HIS 及高 LP 血症，而 RHR 血压升高的同时并没有出现 HIS 及高 LP 血症。 胰岛素除了参与三大物质（糖、脂、蛋白质）代谢外，还有其他一些生理功能，如促进肾脏重吸收水、钠，增加交感神经系统（sympathetic nervous system，SNS
22、）的兴奋性，影响某些膜离子如Ca2+/Mg2+的代谢，促进小动脉平滑肌增生等7 。在 INS 代谢正常、胰岛 细胞功能尚未损害的 IR 初期，虽然糖代谢出现 IR 并产生代偿性HIS，但是糖代谢以外的 INS 的生理作用，如促进肾小管重吸收钠和增加SNS 活性的作用尚未发生抵抗，HIS 可通过潴钠及使血儿茶酚胺水平升高等作用而促使血压升高7 。本实验从 IRHR 组与 C 组各指标对比可以看出，IRHR 的 SBP 升高的同时，FINS 升高，而 ISI 则降低，提示该组大鼠出现了 IR 和 HIS。相关分析中该组 SBP 与 FINS 正相关，与 ISI 负相关，提示 IR/HIS 在高血压
23、的形成中起了重要作用。LP 是 ob 基因（obese gene，即 LP 基因）编码、脂肪细胞分泌的一种脂源性内分泌多肽激素，其生理作用主要是抑制食欲，增加能量消耗等8 。由于 LP 受体的广泛分布，LP 还具有其他多种生物学效应，其中包括升高血压作用。从 IRHR组与 C 组各指标对比可以看出，IRHR 的 SBP 的升高的同时，LP 也升高，且相关分析中 LP 与 SBP 呈正相关，提示 LP 参与了高血压的进程。LP 导致血压升高的可能的机制为：提高 SNS 兴奋性9 ；通过 RAS 增加心脏后负荷10 ；降低一氧化氮水平和增加肾小管对钠的重吸收而对血压产生影响11-12等。而 IRH
24、R 模型中相关分析显示 LP 与 FINS 正相关，提示二者之间关系密切。大量研究发现：INS 与 LP 在体内借助脂肪细胞-胰岛轴及脂肪细胞-下丘脑轴进行相互调节8 。当大鼠出现 IR 和代偿性 HIS 后，刺激 LP 分泌增多，而高 LP 血症导致的 LP 抵抗又使 LP 抑制INS 分泌能力下降，使 INS 水平进一步升高，形成恶性循环，最终可共同促使血压升高。 用 RSG 干预后 IRHR 血压明显降低，同时 FINS 及 LP 明显的下降，而ISI 有明显上升，显示出 RSG 明显改善了 IRHR 的 IR/HIS 及高 LP 血症，并且有明显的降血压作用。RSG 属于 TZDs 胰
25、岛素增敏剂，作用靶点是过氧化物酶体增殖因子活化受体 （PPAR-） 。RSG 通过高选择性地激动PPAR- 调节一大类参与葡萄糖生成、转运、利用以及与脂肪酸代谢胰岛素反应性基因的转录13 ，并增加外周组织葡萄糖转运子对葡萄糖的摄取和转运，从而可提高 INS 的敏感性，改善 IR 和 HIS14 。此外，研究显示 RSG 不仅可通过促进脂肪代谢限速酶的合成显著抑制 LP 水平15 ，而且还可经 LP 与 FINS 之间的双向反馈环8 ，通过增加 INS 的敏感性，降低 INS 水平来减少 LP 的分泌。推测 RSG 正是通过改善 IR/HIS 及高 LP血症发挥降血压作用。与 IRHR 模型相比
26、，RHR 模型血压升高机制中没有IR/HIS 以及高 LP 血症参与，而 RSG 亦未在此组大鼠中起降压作用，从另一个侧面证实了 RSG 的降压途径。有报道说 RSG 尚可通过直接扩张血管起降压作用16-17 ，本实验证实 RSG 在此方面的降压作用微弱。 【参考文献】 1He J, Klag MJ, Caballero B, et al. Plasma insulin level and incidence of hypertension in African Americans and whites J. Arch Intern Med,1999,159(5):498-503. 2戴 勇,
27、彭武建,徐卓佳.“两肾一夹”肾性高血压大鼠模型的改进J.实验动物科学与管理,2006,23(2):60-62. 3王立文,刘光耀,杨成明,等.左侧直入路二肾一夹法复制肾血管性高血压大鼠动物模型J.第三军医大学学报,1998,10(5):394. 4Hwang IS, Ho H, Hoffman BB, et al. Fructose-induced insulin resistance and hypertension in ratsJ. Hypertension，1987,10(5):512-516. 5赵 清,张维忠.肾血管性高血压大鼠心肌纤维化发展过程的实验研究J.高血压杂志,1997,5(1):4-6. 6张家庆.怎样检测胰岛素抵抗J.中华医学杂志,
