蔣 偉,胡佳文,褚 超,牟建軍
(1. 西安交通大學第一附屬醫(yī)院心血管內科,陜西西安 710061;2. 西安醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院心內科, 陜西西安 710038)
正五聚蛋白3(pentraxin-3, PTX-3)是一種新近發(fā)現(xiàn)的炎性分子,在血管炎癥部位及時地由各種炎性細胞分泌,主要參與血管相關炎癥的調節(jié)[4]。既往研究對PTX-3在機體炎癥過程中的作用尚無統(tǒng)一定論。有研究發(fā)現(xiàn),在急性心肌梗死、不穩(wěn)定性心絞痛中均出現(xiàn)血清PTX-3水平的升高,在新診斷的高血壓、子癇前期的患者中,PTX-3也升高,且PTX-3水平與收縮壓、舒張壓成正比[5]。然而,也有研究發(fā)現(xiàn),PTX-3缺陷可加重心臟、腎臟的缺血再灌注損傷。高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol, HDL-C)及白介素-10等心血管保護分子能促進PTX-3的表達[6]。以上研究結果提示,PTX-3與心血管疾病、高血壓的發(fā)生、發(fā)展密切相關,而PTX-3是心血管危險因子還是心血管保護因子仍待進一步研究。
本研究旨在通過鈉鉀干預,明確其對成人血漿PTX-3水平的影響,以期進一步探索PTX-3在高鹽誘導的炎癥及高血壓過程中所起的作用。
1.1 研究對象在陜西省禮泉縣招募18歲以上的成年志愿者,性別不限。經問卷調查及體格檢查后,排除有嚴重心血管疾病史、糖尿病、肝腎功能不全、繼發(fā)性高血壓患者,以及急慢性感染者、酗酒者或服用降壓藥、激素、非甾體類抗炎藥等可能對研究結果造成影響的藥物使用者,不愿簽署知情同意書或不能配合完成整個試驗的受試者。最終共納入48名研究對象。
1.2 方法
1.2.1基線資料調查及飲食干預 如文獻[7]所述,本研究共分為4個階段。首先,對受試者進行為期3 d的基線調查,包括基本信息及病史的詢問,以及身高、體質量、腰圍、臀圍及血壓等的測量。隨后采取集體配餐、統(tǒng)一管理的方式進行3周的飲食干預:①低鹽期(1周):攝鹽量為3 g/d(鈉51.3 mmol/d);②高鹽期(1周):攝鹽量為18 g/d(鈉307.7 mmol/d);③高鹽補鉀期(1周):攝鹽量為18 g/d(鈉307.7 mmol/d)+4.5 g/d鉀片(鉀60 mmol/d)。為確保鈉鉀攝入量的精確性,本研究過程中所有食物由專人烹飪,期間不加鹽及任何含鹽制品。就餐前由營養(yǎng)監(jiān)督員分發(fā)定量的鹽包及鉀片,并監(jiān)督受試者將食物吃完。
1.2.2血壓測量 在基線期的每天及各干預期的第6、7天,由經過統(tǒng)一培訓并通過合格認證考試的工作人員采用標準的水銀血壓計,按照柯式聽音法進行血壓測量。重復測量3次,取平均值,每次間隔30 s。平均動脈壓(mean arterial pressure, MAP)=1/3×收縮壓(systolic blood pressure, SBP)+2/3×舒張壓(diastolic blood pressure, DBP),要求檢查室安靜且溫度適宜。測量前,要求受試者避免進食、劇烈運動、吸煙、飲茶及刺激性飲料等,暴露右臂并以放松狀態(tài)坐于檢查椅上休息10 min以上。鹽敏感性判定標準:高鹽期MAP-低鹽期MAP≥10 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)為鹽敏感者,高鹽期MAP-低鹽期MAP<10 mmHg則為鹽不敏感者。
1.2.3血標本采集及生化指標的檢測 靜脈血標本于基線期及各干預期的最后一天清晨采集,采血后2 h內對血樣進行2 500 g、4 ℃離心15 min,后分裝保存于-80 ℃保存;采用全自動生化分析儀檢測(Hitachi, Ltd., 日本東京)總膽固醇、三酰甘油、HDL-C、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol, LDL-C)、空腹血糖、血肌酐、尿酸。血漿PTX-3的濃度通過酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)試劑盒(R&D Systems Inc.,美國)測定,其最小檢測濃度為0.116 ng/mL。
1.2.4尿標本采集與分析 24 h尿標本于基線期第2天及每個干預期的第6天上午8時在工作人員指導下留取。測量24 h尿總體積后,留取15 mL尿標本分裝保存于-40 ℃?zhèn)溆?。尿鈉、尿鉀濃度采用離子選擇性電極(Hitachi, Ltd.,日本東京)進行測量。24 h尿鈉(尿鉀)排泄總量=所測濃度×24 h總尿量。
2.1 受試者基線資料48名受試者基線期資料如表1所示,平均年齡為55(48~62)歲,其中男性23名,女性25名。4名受試者為1級高血壓患者,均未服用降壓藥。以PTX-3的中位數(shù)0.60 ng/mL為界;將受試者分為兩組,對其基線資料進行比較發(fā)現(xiàn),PTX-3≤0.60 ng/mL的受試者體質量指數(shù)(body mass index, BMI)、舒張壓(DBP)、平均動脈(MAP)明顯高于PTX-3>0.60 ng/mL的受試者。此外,PTX-3≤0.60 ng/mL的受試者血糖、總膽固醇、LDL-C也略高于PTX-3>0.60 ng/mL的受試者,但差異無統(tǒng)計學意義。
進一步相關分析顯示,PTX-3與BMI(r=-0.349,P=0.020)、DBP(r=-0.414,P=0.005)、MAP(r=-0.360,P=0.017)呈負相關。
表1 根據(jù)PTX-3的水平分組的受試者基線資料
Tab.1 Baseline characteristics of participants divided by plasma PTX-3
組別年齡(歲)性別(男/女)BMI(kg/m2)SBP(mmHg)DBP(mmHg)總人群55(48~62)23/2523.58±2.94110±1573±9PTX-3≤0.60ng/mL56(51~59)12/1224.63±2.80114±1776±10PTX-3>0.60ng/mL56(47~62)11/1322.39±2.79?108±1270±6?組別MAP(mmHg)血糖(mmol/L)總膽固醇(mmol/L)三酰甘油(mmol/L)HDL-C(mmol/L)總人群85±103.87±0.683.99(3.38,4.78)1.31±0.661.19±0.23PTX-3≤0.60ng/mL89±123.99±0.784.56(3.45,5.15)1.44±0.501.23±0.27PTX-3>0.60ng/mL82±7?3.63±0.443.59(3.23,4.74)1.25±0.831.16±0.20組別LDL-C(mmol/L)肌酐(μmol/L)尿鈉鉀比值CRP(mg/L)PTX-3(ng/mL)總人群2.20(1.73,2.80)56.33±8.654.25±2.063.31(1.67,5.26)0.72±0.33PTX-3≤0.60ng/mL2.59(1.91,2.98)56.75±9.173.71±1.832.37(1.49,5.02)0.49±0.09PTX-3>0.60ng/mL1.85(1.43,2.78)55.71±8.674.71±2.333.65(2.59,5.97)0.94±0.33#
BMI:體質量指數(shù);SBP:收縮壓;DBP:舒張壓;MAP:平均動脈壓;HDL-C:高密度脂蛋白膽固醇;LDL-C:低密度脂蛋白膽固醇;CRP:C反應蛋白;PTX-3:Pentraxin-3。與PTX-3≤0.60 ng/mL相比,*P<0.05,#P<0.01。
2.2 受試者各期血壓及24 h尿鈉、尿鉀的變化情況如表2所示,與低鹽飲食相比,高鹽攝入后受試者的SBP(P=0.013)、MAP(P=0.023)明顯升高,而DBP的升高并無統(tǒng)計學意義。增加鉀的攝入能明顯降低SBP(P=0.004)、DBP(P=0.005)、MAP(P=0.003)。此外,24 h尿鈉、尿鉀也很好地反映出受試者各階段飲食變化。低鹽期24 h尿鈉、尿鉀均明顯降低,高鹽攝入后24 h尿鈉排泄明顯增加,而24 h尿鉀的增加無統(tǒng)計學意義。高鹽補鉀期,24 h尿鈉、尿鉀排泄均較高鹽期明顯增加。
表2 受試者各期血壓及24 h尿鈉、尿鉀的變化情況
項目基線期低鹽期 高鹽期高鹽補鉀期PSBP(mmHg) 110±15109±12 116±17? 108±13#0.020DBP(mmHg)73±9 74±877±972±9#0.018MAP(mmHg)85±10 86±990±11?84±10#0.01424h尿鈉(mmol/24h)153.5±48.781.2±34.3△167.6±60.5?246.9±76.6#<0.00124h尿鉀(mmol/24h)43.1±21.429.3±12.4△31.7±18.170.5±26.3#<0.001
與基線期相比,△P<0.05;與低鹽期相比,*P<0.05;與高鹽期相比,#P<0.05。
2.3 血漿PTX-3水平隨飲食干預的變化情況與基線期相比,血漿PTX-3水平在低鹽飲食期明顯降低[(0.57±0.19)ng/mLvs. (0.72±0.33)ng/mL,P=0.012]。高鹽負荷后,血漿PTX-3水平明顯升高[(0.68±0.26)ng/mLvs. (0.57±0.19)ng/mL,P=0.037]。增加鉀的攝入能明顯抑制高鹽所誘導的PTX-3的升高[(0.56±0.21)ng/mLvs. (0.68±0.26)ng/mL,P=0.015,圖1]。鈉鉀攝入與血漿PTX-3水平之間的相關分析表明,PTX-3與24 h尿鈉鉀比值之間存在正相關(r=0.230,P=0.002,圖2)。
2.4 鹽敏感性對PTX-3飲食干預效應的影響根據(jù)鹽敏感性判定標準,48名受試者中共13名鹽敏感者,35名鹽不敏感者?;€期兩組受試者的血漿PTX-3水平并無統(tǒng)計學差異,但對鈉鉀干預的效應存在差異。與基線期相比,鹽敏感者血漿PTX-3水平在低鹽飲食后明顯降低[(0.48±0.12)ng/mLvs.(0.75±0.30)ng/mL,P=0.004],而高鹽飲食后,血漿PTX-3水平又明顯升高[(0.68±0.22)ng/mLvs. (0.48±0.12)ng/mL,P=0.032,圖3]。然而鹽不敏感者血漿PTX-3水平在飲食干預期間并未出現(xiàn)明顯變化。
圖1 受試者飲食干預過程中各期PTX-3水平變化情況
Fig.1 The responses of PTX-3 to dietary interventions
圖2 受試者血漿PTX-3水平與24 h尿鈉鉀比值之間的相關性
Fig.2 The correlation between PTX-3 and the urinary sodium-potassium ratio
圖3 鹽敏感者與鹽不敏感者血漿PTX-3水平隨飲食干預的變化
Fig.3 Changes of plasma PTX-3 during dietary interventions in salt-sensitive and non-sensitive subjects
炎癥是鹽誘導高血壓過程中的重要環(huán)節(jié)。高鹽在促進細胞向促炎表型分化的同時促進更多炎性分子的產生[1,8]。臨床研究同樣顯示,與高鹽攝入相伴的是更高水平的單核細胞、IL-6、IL-23等,而IL-10等抗炎分子則處于較低水平[9]。PTX-3是pentraxin超家族的一種急性期炎性分子,在炎癥部位(尤其是血管炎癥部位)高表達[10],是血管炎癥損傷的重要標志物。本研究首次通過飲食鈉鉀干預探究對循環(huán)中的炎癥標志物PTX-3的影響,發(fā)現(xiàn)PTX-3與鈉鹽攝入量相關。研究結果顯示,低鹽飲食時,血漿PTX-3水平降低,而高鹽攝入后,血漿PTX-3水平升高。既往研究顯示,飲食中增加鉀的攝入能通過促進鈉離子的排泄從而減輕高鹽攝入帶來的不良后果[3]。此外,動物研究發(fā)現(xiàn),鉀具有抑制炎癥、減輕局部損傷等作用,提示補充鉀攝入對機體的潛在益處。本研究也發(fā)現(xiàn),增加鉀的攝入能明顯抑制高鹽誘導的PTX-3增加,PTX-3與24 h尿鈉鉀比值呈正相關。
鹽敏感性是高血壓的一種中間表型,與不良臨床預后密切相關[11]。鹽敏感個體往往存在更高的患高血壓及出現(xiàn)更嚴重靶器官損害的風險。與之相一致,本研究也發(fā)現(xiàn)鹽敏感性會影響PTX-3對鈉鉀干預的反應性。PTX-3對鈉鉀干預的效應在鹽敏感個體中更為顯著,提示鹽誘導的炎癥在鹽敏感者中更為顯著。此外,本課題組前期的研究發(fā)現(xiàn),在鹽敏感者中高鹽攝入不能使血漿脂聯(lián)素水平升高[2],而既往研究顯示,脂聯(lián)素能抑制PTX-3的表達,提示脂聯(lián)素可能參與高鹽誘導的PTX-3升高過程。
盡管高鹽干預后血漿PTX-3水平明顯升高,但究竟PTX-3升高僅僅是炎癥反應的一個結果還是作為反應性升高的分子來減輕機體的炎癥過程仍然存在爭議。CARRIZZO等[5]發(fā)現(xiàn),PTX-3能促進血管內皮超微結構的破壞,影響NO信號通路,導致內皮功能障礙。在P選擇素敲除小鼠中,外源性給予PTX-3能使得小鼠血壓升高,且高血壓個體中PTX-3的水平較血壓正常個體高。以上研究結果提示,PTX-3可能是心血管系統(tǒng)的危險因素。然而,也有不少研究提示,PTX-3有心血管保護作用,即減輕心臟、腎臟缺血再灌注損傷[12]。缺血再灌注后,PTX-3缺陷小鼠心肌損傷更為嚴重,炎癥水平更高。外源性給予PTX-3能逆轉這些效應。在ApoE敲除小鼠中,PTX-3缺乏使得小鼠出現(xiàn)更大的動脈粥樣硬化斑塊。斑塊處促炎基因的表達、巨噬細胞的聚集水平都更高[13]。此外,心血管保護分子HDL-C及IL-10能促進PTX-3基因的表達,而干擾素-γ能抑制PTX-3基因的表達[6]。一些臨床研究也發(fā)現(xiàn),PTX-3與體脂、CRP呈負相關,與IL-10呈正相關,提示PTX-3可能作為心血管保護因子發(fā)揮作用。本研究發(fā)現(xiàn),基線期PTX-3與BMI、DBP、MAP存在負相關,與空腹血糖、TC、LDL-C等的相關系數(shù)也為負數(shù),提示PTX-3可能作為保護性因子參與高鹽所誘導的炎癥過程。
盡管本研究納入人群具有良好的同質性,且對飲食干預具有良好的依從性,但本研究仍存在以下不足:納入人群地域局限,樣本量偏少,且分析過程對混雜因素考慮較少。以后的研究應在大規(guī)模人群中綜合校正各種混雜因素后,進一步驗證本研究結論。
總之,本研究發(fā)現(xiàn),飲食鈉鉀干預能明顯影響循環(huán)中PTX-3的水平。低鹽飲食使血漿PTX-3水平降低,而高鹽飲食能促進血漿PTX-3水平升高。飲食中補鉀能抑制高鹽引起的PTX-3水平升高。鹽敏感性可影響PTX-3對鈉鉀干預的反應性。在鹽敏感者中,PTX-3的鈉鉀干預效應更為明顯。此外,本研究也再次證實了高鹽飲食對機體的危害以及低鹽高鉀飲食的必要性,尤其是在鹽敏感個體中。然而,鈉鉀干預對PTX-3作用的具體機制尚不清楚,有待進一步探索。