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葛根素对低氧性肺动脉高压大鼠肺动脉压力及结构的影响扬州市第一人民医院呼吸科（江苏扬州225001）黄玉民陶玉坚［摘要］目的：观察大鼠在低氧状态下出现的肺动脉高压以及肺小动脉结构的重建，以及葛根素对这两个因素的干预效应。方法：雄性SD大鼠24只，随机分为对照组、低氧组和葛根素干预组。低氧组和葛根素干预组在常压低氧舱内建立肺动脉高压模型，葛根素干预组大鼠每天腹腔注射葛根素500mg/kg，测定各组平均肺动脉压，并取大鼠左肺沿肺门横断取材，石蜡包埋切片，进行HE染色，观察肺小动脉形态学变化。结果：①对照组和葛根素干预组大鼠平均肺动脉压均明显低于低氧组[(15.01士1.47)，(20.43士2.86)，（29.74士2.32)，p0.01]。②对照组大鼠肺小血管管壁较薄、管腔较大，低氧组大鼠肺小动脉普遍增厚，管腔狭窄，葛根素干预组的肺小动脉管壁及血管管腔狭窄程度较低氧组显著减轻。结论：①慢性缺氧可导致肺动脉壁增厚、管腔狭窄等血管重建病理改变。②葛根素能在一定程度上抑制低氧肺动脉高压的形成和发展及肺血管结构的重构。关键词：葛根素；肺动脉高压；低氧/低氧性Interventioneffectsofpuerarinonthechangeofpulmonaryvascularpressureandstructureinhypoxicpulmonaryhepertensionrats.HuangYu-Min,TaoYu-Jian.DepartmentofRespiratoryMedicine,YangzhouFirstPeople’sHospital,Yangzhoucity225001,JiangsuProvince,China.[Abstract]Objective:Toinvestigateoccurrenceofpulmonaryhepertensionandtheremodelingofpulmonaryarteriolarstructureinratsunderhypoxia,andtheinterventionaleffectsofpuerarinonthetwofactors.Methods:24maleSDratswererandomlyallocatedinto3groups:contralgroup,hypoxicgroupandpuerarininterventionalgroup(n=8).Ratmodelsofpulmonaryhypertensionwereestablishedunderdiscontinuoushypoxiainthenormobarichypoxicchamberfortwoweeks.Intraperitonealinjectionofpuerarin(500mg/kg)wasgiventotheratsinthepuerarininterventionalgroupeverydayimmediatelybeforehypoxia,andtheothersreceivedinjectionofsalineofthesamevolume.Averagepulmonaryarterypressurewasdeterminedwithpressuresensor.Theleftlungsofratstakenalongthehilumoflung,sliceswereembeddedwitholefinandstainedwithhematoxylin-eosintoobservethemorphologicalchangesofpulmonarysmallartery.Results:①Theaveragepulmonaryarterypressurewasobviouslylowerinthecontrolgroupandpuerarininterventionalgroupthaninthehypoxicgroup[(15.01士1.47),(20.43士2.86),(29.74士2.32)mmHg,P0.01].②Thepulmonarysmallarteryvascularwallwasthinnerandvascularcavitywasbiggerinthecontrolgroup;Inthehypoxicgroup,thepulmonarysmallarterywasgenerallythickened,andthevascularcavitywasconstricted;Inthepuerarininterventionalgroup,theconstrictedseveritiesofpulmonarysmallarteryvascularwallandvascularcavityweresignificantlyrelievedinthepuerarininterventionalgroupthaninthehypoxicgroup.Conclusions:①Chronichypoxiacanresultinthepathologicalchangesofvascularreconstruction,suchasthickeningofpulmonaryarterialwallandconstrictionofvascularcavity.②Puerarincaninhibittheformationanddevelopmentofhypoxicpulmonaryhypertensionandtheremodelingofthepulmonaryvascularstructuretoacertainextent.[Keywords]Puerarin,pulmonaryhypertension,hypoxia/hypoxic慢性低氧能导致肺动脉高压形成的病理基础为肺小动脉结构的重建。葛根素系豆科植物作者介绍：黄玉民，男，大学本科，扬州市第一人民医院呼吸科医师。野葛干燥根中的提取物，具有抗凝、改善微循环及减轻氧自由基损伤等作用[l,2]。本实验在慢性低氧性肺动脉高压大鼠模型上，探讨葛根素对低氧性肺血管结构重构以及低氧性肺动脉高压的影响。1材料和方法材料：东南大学实验动物中心提供的雄性SD大鼠24只，重量（250±20）g。将大鼠随机分为3组，每组8只，分别为对照组、低氧组和葛根素干预组。葛根素由正大天晴公司提供，主要成分为8-D-吡喃葡萄糖-4，7-二羟基异黄酮甙。模型制作：:采用薛全福等[3]方法间断性低氧，在(10.0±0.5)%氧浓度的常压低氧舱内建立肺动脉高压大鼠模型。低氧组及葛根素干预组在常压条件下进行间歇性缺氧，每天8h，连续21d。缺氧时将大鼠置于有机玻璃舱内(自制)，舱内氧浓度由氧电极监测，自动控制仪调整，通过充入氮气稀释氧浓度至10%。舱内二氧化碳由钠石灰吸收，水蒸汽由硅胶吸收。葛根素干预组大鼠每天低氧前即刻腹腔内注射葛根素500mg/kg，对照组及低氧组大鼠每天腹腔内注射相同容积的生理盐水。3组大鼠的常规饲养与饮食条件相同。肺血流动力学测定：按孙波等[4]方法测定肺动脉压。大鼠用10g/L戊巴比妥钠腹腔内麻醉，颈正中切口，暴露右侧颈外静脉，插入硅胶管经右心房、右心室至肺动脉，导管的一端连接压力传感器到MacLab/4sADInstruments生物信号采集系统(AustraliaADInstruments)测定平均肺动脉压。右心室肥厚指标测定:剪去心房组织，沿室间隔边缘分离出右心室游离壁，左心室及室间隔，用[右心室游离壁/(左心室+室间隔)]的质量比作为右心室肥厚的指标。低氧大鼠肺血管形态学改变:取大鼠左肺以100ml/l中性甲醛溶液固定3d，取左肺沿肺门横断取材，石蜡包埋切片，进行常规苏木精-伊红染色，观察肺小动脉形态学变化。用SP-2000病理图文报告系统(上海世咖医疗设备有限公司)进行图像采集，IM-AGE-PROplus4.5软件进行图像分析，测量与呼吸性细支气管及肺泡管伴行的肺小动脉外径、管壁厚度、血管总面积及管壁面积，计算出管壁厚度占血管外径的百分比和管壁面积占血管总面积的百分比，反映肺小动脉管壁增厚程度。每只大鼠肺切片共测量8~10条血管的上述指标，计算出均数作为该只大鼠的血管指标进行统计分析。统计学分析：:采用SPSS11.5软件进行统计分析。各组数据均以x±s表示，组间比较采用两样本均数比较的t检验。2结果2.1各组大鼠平均肺动脉压和右心室肥厚指标的改变，见表1。表1各组大鼠平均肺动脉压及[右心室游离壁/(左心室+室间隔)]质量比的比较(x±s，n=8)组别平均肺动脉压（mmHg）[右心室游离壁/(左心室+室间隔)]质量比（％）对照组15.01±1.47a23.86±0.94b低氧组29.74±2.3233.33±1.43葛根素干预组20.43±2.86a30.48±2.17b与低氧组比较，aP＜0.01，bP＜0.052.2光镜观察的病理情况对照组大鼠肺小动脉小血管壁较薄，厚薄均匀，内弹力膜呈平缓波浪状，管壁层次结构清晰，如图1所示。缺氧组大鼠肺小动脉管壁明显增厚、管腔明显变小、管周水肿，主要为内弹力膜增厚，波浪状的内弹力膜形成较厚的皱褶，部分呈柱状突入管腔，部分内膜局限性松解、消失，内皮细胞界限不清；中膜SMC（平滑肌细胞）增生，部分肌层松解或出现空泡；外弹力膜增厚，如图2所示。葛根素干预组的肺小动脉管壁及血管管腔狭窄程度显著减轻，如图3所示。2.3各组大鼠的肺小动脉管壁增厚程度的比较缺氧组管壁厚度占血管外径的百分比显著高于对照组和葛根素干预组，管壁面积占血管总面积的百分比显著低于对照组和葛根素干预组，与对照组和葛根素干预组比较差异有显著性（p＜0.05），提示缺氧组肺小动脉管壁明显增厚。各组详细结果，见表2。表2各组大鼠管壁厚度占血管外径的百分比和管壁面积占血管总面积的百分比比较(x±s，n=8)组别管壁厚度占血管外径的百分比管壁面积占血管总面积的百分比对照组32.37±5.81a43.11±6.05a低氧组60.89±2.9479.67±3.52葛根素干预组43.46±4.37a53.56±6.61b与低氧组比较，aP＜0.01，bP＜0.053讨论低氧条件下机体产生一系列低氧应答反应，长期慢性低氧会导致低氧性肺动脉高压、右心室重构、低氧性肺血管重构等病理改变，低氧性肺动脉高压是临床众多心肺疾病发生、发展过程中重要的病理生理基础。而肺血管结构重建是慢性低氧性肺动脉高压的主要血管变化特征和难以逆转的重要因素，其主要病理变化是慢性缺氧刺激血管平滑肌细胞增殖[5,6]。如何阻止及逆转肺血管重建是治疗慢性低氧性肺动脉高压的关键环节。本实验通过复制大鼠慢性低氧肺动脉高压模型，测量平均肺动脉压力和右心室肥厚指数及常规HE染色结合计算机图像分析，旨在探讨慢性低氧性肺动脉高压对大鼠右心室和肺动脉重构的影响以及葛根素对这两个因素的干预效应。本实验结果表明，低氧组大鼠的平均肺动脉压及右心室肥厚指标较对照组明显升高；光镜下HE染色显示肺小动脉管壁增厚，管腔狭窄，平滑肌细胞增生、肥大；图像分析结果显示代表肺血管再建的2个指标（管壁厚度占血管外径的百分比和管壁面积占血管总面积的百分比）均升高，说明慢性缺氧已导致肺动脉高压的形成及肺小动脉重建。有研究表明缺氧数小时即可引起肺小动脉结构的变化，从而认为低氧性肺动脉高压不是功能性疾病，而是结构性疾病[6]。低氧性肺动脉高压形成机制仍未完全阐明，有学者推测缺氧不仅可直接作用于血管平滑肌，使血管收缩，还可破坏内皮细胞多种重要的血管活性物质和生物活性物质的正常表达和分泌[7]。我们的同期研究发现[8]，低氧抑制原生型一氧化氮及其基因在肺动脉内皮细胞和平滑肌细胞中的表达，同时又诱导了肺动脉内皮细胞和平滑肌细胞中诱导型一氧化氮合酶及其基因的表达。前者可使内源性一氧化氮的合成和释放量减少，促进肺动脉高压的发生和发展；后者可使肺组织一氧化氮的合成和释放量增加，对肺动脉压发挥反馈抑制作用；两者变化的综合结果导