摘要 目的:建立快速穩(wěn)定的痰濕壅盛型高血壓大鼠模型。方法:采用不同高脂飲食誘導自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)建立3種痰濕壅盛型高血壓大鼠模型。將SHR隨機分為4組:SHR對照組、模型Ⅰ組、模型Ⅱ組和模型Ⅲ組,以Wistar大鼠作為正常對照組。對照組飼喂普通飼料,造模組分別飼喂高脂飼料1、高脂飼料2和高脂飼料3,造模8周。造模過程中監(jiān)測動物行為學變化,全自動生化儀分析血清血脂變化,尾袖法測量血壓變化,超聲法進行動物心臟結構分析。結果:采用高脂飲食1(蛋黃粉10%、蔗糖10%、豬油15%、膽固醇1.2%、膽酸鈉0.2%,適量的酪蛋白、磷酸氫鈣、石粉等)飼喂SHR而建立的模型Ⅰ組大鼠血壓穩(wěn)定,收縮壓維持在167.8 mmHg以上,體質量和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)增高(P<0.05),高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)降低(P<0.05),造模成功率為100%。心臟超聲表明,相比Wistar大鼠,SHR對照組和模型Ⅰ組心臟左室收縮末期前壁厚度(LVAWs)、左室舒張末期后壁厚度(LVPWd)、左心室平均質量(LV Mass AW)增加(P<0.05),左室舒張末期內(nèi)徑(LVIDd)降低(P<0.05);模型Ⅰ組肝臟指數(shù)較SHR對照組升高(P<0.05)。結論:多種脂肪來源的高脂飼料飲食誘導SHR可建立快速穩(wěn)定且符合臨床要求的痰濕壅盛型高血壓大鼠模型。
關鍵詞 高血壓;痰濕壅盛型;動物模型;飲食誘導;血脂;實驗研究
doi:10.12102/j.issn.1672-1349.2023.24.008
Establishment of Hypertensive Rat Models with Phlegm-damp Accumulation
ZHU Fuzhen, YIN Yanyan, LIANG Jinjie, GUO Songran, XU Zhonghui, WANG Lingzhi
Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China
Corresponding Author WANG Lingzhi, E-mail: wanglz@bucm.edu.cn; XU Zhonghui, E-mail: xuzhonghui@pumch.cn
Abstract Objective:To establish rapid and stable hypertensive rat models with phlegm-damp accumulation.Methods:Three hypertensive rat models with phlegm-damp accumulation were established by different high-fat diet-induced spontaneously hypertensive rats(SHR).SHR were randomly divided into 4 groups:SHR control group,model Ⅰ group,model Ⅱ group and model Ⅲ group,and Wistar rats were used as normal control group.Two control groups were fed with normal diet for 8 weeks,and three model groups were fed with high-fat diet 1,high-fat diet 2,and high-fat diet 3,respectively for 8 weeks.Behavioral changes of SHR were monitored during the modeling process,serum lipid were analyzed by fully automated biochemistry,and blood pressure changes were detected by the tail-cuff method.Ultrasound method was used to detected the SHR′s cardiac structure.Results:The blood pressure of the model Ⅰ group,which was established by feeding with the high-fat diet 1(egg yolk powder 10%,sucrose 10%,lard 15%,cholesterol 1.2%,sodium cholate 0.2%,appropriate amounts of casein,calcium hydrogen phosphate,and stone powder),systolic blood pressure was stably maintained above 167.8 mmHg.The body weight and low-density lipoprotein cholesterol(LDL-C) increased(P<0.05),and high-density lipoprotein cholesterol(HDL-C) decreased(P<0.05),and the success rate of modeling was 100%.Cardiac ultrasound showed that compared with Wistar rats,the left ventricular anterior wall at end-systole(LVAWs),left ventricular posterior wall at end-diastole(LVPWd),and left ventricular mass average weight(LV Mass AW) increased(P<0.05),and the left ventricular internal diameter at end-diastole(LVIDd) of the SHR control group and the model Ⅰ group decreased(P<0.05),while the liver index of the model Ⅰgroup" was significantly higher than that of the SHR control group(P<0.05).Conclusion:By a high-fat diet with multiple fat sources HSR could be used to establish rapid and stable hypertensive rat models with obstructed phlegm-damp accumulation that fulfilled clinical requirements.
Keywords hypertension; phlegm-damp accumulation; animal models; diet induction; blood lipids; experimental study
基金項目 國家自然科學基金項目(No.81872972)
作者單位 1.北京中醫(yī)藥大學(北京" 100029);2.中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院(北京" 100730)
通訊作者 王靈芝,E-mail:wanglz@bucm.edu.cn;徐鐘慧,E-mail:xuzhonghui@pumch.cn
引用信息 朱甫臻,尹艷燕,梁勁杰,等.痰濕壅盛型高血壓大鼠模型的建立[J].中西醫(yī)結合心腦血管病雜志,2023,21(24):4519-4523.
高血壓是一種以主動脈收縮壓升高為主要特征的常見慢性病[1],嚴重危害著人類健康。2019年世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計,全世界約14億例高血壓病人,控制率僅為14%[2]。在我國,大中型城市如北京、上海等地高血壓發(fā)病率約為35.9%和29.1%[3],給我國帶來沉重的醫(yī)療負擔。高血壓病在中醫(yī)學上歸屬于“眩暈”“頭痛”范疇,按照證候分為痰濕壅盛型、肝火亢盛型、陰虛陽亢型和陰陽兩虛型[4]。其中,痰濕壅盛型占比最高,約為17.96%[5]。痰濕壅盛型高血壓的主要臨床表現(xiàn)為頭重如裹、胸脘痞悶、納呆惡心、嘔吐痰涎、身重困倦、少食多寐、苔膩、脈滑等癥狀?!毒霸廊珪诽岬剑骸捌樯抵础保?],其病機主要為脾運化不利,故生痰濁。《金匱要略》記載:“心下有痰飲,胸脅支滿,目眩,苓桂尤甘湯主之”。張仲景提出對痰飲“當以溫藥和之”,對飲停中焦之證,應用苓桂術甘湯法健脾溫陽利水。《丹溪心法·頭?!分性疲骸邦^眩,痰挾氣虛并火,治痰為主,挾補氣藥及降火藥,無痰則不作?!?,主張清化痰熱、補充正氣。
動物模型在研究人類疾病的發(fā)病機制、發(fā)展規(guī)律及藥物研發(fā)中發(fā)揮著重要作用。目前,常用高血壓動物模型主要有:1)自發(fā)性高血壓動物模型,即自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneous hypertension rats,SHR),由日本京都醫(yī)學院利用有明顯高血壓癥狀的Wistar Kyoto雄性大鼠與帶有輕微高血壓癥狀雌性大鼠連續(xù)交配培育而成,成年后血壓高達200 mmHg以上,高血壓自發(fā)率為100%。2)藥物誘導法,常用藥物包括醋酸去氧皮質酮(deoxycorticosterone acetate,DOCA)、亞硝基左旋精氨酸甲酯(nitro L arginine methyl ester,L-NAME)和血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)。20世紀70年代,DOCA-鹽模型首次用于高血壓研究,皮下注射DOCA同時配合高鹽飲食,飲用鹽水可促進動物高血壓的發(fā)展[7]。Leo等[8]采用L-NAME飼喂Wistar大鼠誘導高血壓模型;Cao等[9]采用AngⅡ灌注C57BL6小鼠誘導高血壓。3)手術誘導法,主要包括一腎一夾[10]、兩腎一夾[11]、兩腎兩夾法[12]等。
近年來,痰濕壅盛型高血壓動物模型的建立逐漸引起人們關注,該模型的建立常采用陳騰蛟等[13]研究方法,即飼喂Wistar大鼠高脂飼料,該方法存在著造模周期時間長、成功率較低等不足,且造模評價指標為血壓升高和行為學變化。該中醫(yī)證型的臨床特點是低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)升高,高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)降低[14],應進一步完善造模評價指標,以提高造模效率。本研究采用不同方法建立快速、穩(wěn)定的痰濕壅盛型高血壓大鼠模型,為該病的作用機制和藥物研發(fā)提供合理的研究基礎。
1 材料與方法
1.1 實驗動物
Wistar大鼠5只,無特定病原體(SPF)級,雄性,體質量120~150 g;購自北京維通利華實驗動物技術有限公司,動物合格證號:SCXK(京)2021-0006。SHR共20只,SPF級,雄性,體質量75~105 g,由北京維通利華實驗動物技術有限公司提供,動物合格證號為SCXK(京)2021-0006。所有動物均飼養(yǎng)于北京中醫(yī)藥大學動物房。
1.2 實驗飼料
動物飼料:普通大鼠維持飼料、高脂飼料1(蛋黃粉10%,蔗糖10%,豬油15%,膽固醇1.2%,膽酸鈉0.2%,適量的酪蛋白、磷酸氫鈣、石粉等);高脂飼料2(蛋白質24%,碳水化合物41%,豬油24%,酪蛋白、糊精、蔗糖、纖維素、豆油、多礦、多維、膽堿);高脂飼料3(蔗糖20%,豬油15%,膽固醇1.2%,膽酸鈉0.2%,適量的酪蛋白,磷酸氫鈣,石粉)。所有飼料均由北京華阜康生物科技股份有限公司提供。
1.3 實驗方法
1.3.1 動物分組及造模
SPF級SHR(20只)和Wistar大鼠(5只),適應性喂養(yǎng)1周后,將SHR隨機分為SHR對照組、模型Ⅰ組、模型Ⅱ組和模型Ⅲ組,每組5只;將Wistar大鼠作為正常對照組。其間,SHR對照組及正常對照組喂食普通飼料,模型Ⅰ組、模型Ⅱ組和模型Ⅲ組分別飼喂高脂飼料1、高脂飼料2和高脂飼料3,連續(xù)飼喂8周。
1.3.2 觀察指標
建模期間,每日觀察記錄大鼠毛色、活動程度、二便及飲食、進水等情況,每周測量體質量。
血壓:采用尾袖法測定大鼠血壓[15],無創(chuàng)血壓儀型號:BP2000(美國Visitech systems公司);血壓測定臺37 ℃預熱5 min,將大鼠放入固定器內(nèi)適應3~5 min,測量安靜狀態(tài)下尾動脈血壓,連續(xù)測量20次,取平均值,每2周測量1次。血脂:眼眶取血,置于無抗凝劑離心管內(nèi),室溫放置1 h, 1 000×g(重力加速度)離心15 min,取上清備用。采用全自動生化儀(型號:AU480,美國Beckman Coulter公司)測定大鼠血清總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、HDL-C、LDL-C水平。
實驗結束后,冰上分離大鼠心、肝、脾、肺、腎,并稱重,按照如下公式計算:
臟器指數(shù)(%)=臟器質量大鼠體質量×100%
1.3.3 造模評價標準
造模評價標準參照相關文獻[13],痰濕型高血壓病人?;加懈咧Y[14],故將血脂納入評價標準:1)身型肥胖、嗜睡懶動、胃納呆滯、不思飲水、大便不成形、肛門不潔;2)收縮壓≥140 mmHg和(或)舒張壓≥90 mmHg;3)血脂水平變化符合4種高脂血癥中的1種,高膽固醇血癥,血清TC水平上升;高三酰甘油血癥,血清TG水平升高;混合型高脂血癥,血清TC、TG水平均增高;低高密度脂蛋白血癥,血清HDL-C水平降低。
1.3.4 心臟結構變化
大鼠麻醉后,使用超高分辨小動物超聲影像系統(tǒng)VevoTM2100(加拿大Visual Sonics公司)測量左室收縮末期內(nèi)徑(left ventricular internal diameter at end-systole,LVIDs)、左室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular internal diameter at end-diastole,LVIDd)、左室收縮末期后壁厚度(left ventricular posterior wall at end-systole,LVPWs)、左室舒張末期后壁厚度(left ventricular posterior wall at end-diastole,LVPWd)、左室收縮末期前壁厚度(left ventricular anterior wall at end-systole,LVAWs)、左室舒張末期前壁厚度(left ventricular anterior wall at end-diastole,LVAWd)、左心室平均質量(LV Mass AW)、左室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)、左室短軸縮短率(left ventricular fraction shortening,LVFS)。
1.4 統(tǒng)計學處理
采用SPSS 19.0分析軟件進行數(shù)據(jù)處理,符合正態(tài)分布的定量資料以均數(shù)±標準差(x±s)表示,兩組間比較采用t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析ANOVA法。采用GraphPad Prism 8進行繪圖。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2 結 果
2.1 不同模型大鼠形態(tài)學指標
造模期間,正常對照組和SHR對照組大鼠毛發(fā)潔白、柔順有光澤,精神狀態(tài)良好,活動度正常,大便黏軟有形,肛周潔凈。各模型組大鼠在造模期間均呈痰濕證表現(xiàn),包括體質量增加、嗜睡萎靡、活動度下降、飲食飲水減少、便溏、肛周不潔等。從第4周開始,各模型組動物體質量均高于SHR對照組(P<0.05)。詳見圖1。
2.2 不同模型大鼠收縮壓變化
造模期間,正常對照組收縮壓基本維持在131.8~150.2 mmHg,SHR各組收縮壓維持在167.8 mmHg以上,且呈現(xiàn)緩慢上升趨勢。詳見圖2。
2.3 不同模型大鼠血脂含量變化
模型Ⅰ組LDL-C從第4周開始較SHR對照組升高(P<0.05),HDL-C第8周較SHR對照組降低(P<0.05);模型Ⅱ組第8周TC和TG均顯著增高(P<0.05),模型Ⅲ組第8周HDL-C水平較SHR對照組顯著降低(P<0.05),第4周LDL-C水平較SHR對照組顯著升高(P<0.05)。詳見圖3。根據(jù)臨床報道,模型Ⅰ組更符合臨床癥狀[14]。
2.4 不同模型大鼠心臟結構變化
為確立痰濕壅盛型高血壓大鼠模型,進一步對模型Ⅰ組進行心臟結構分析。相較于正常對照組大鼠,SHR對照組大鼠和模型Ⅰ組LVAWs、LV Mass AW、LVPWd增加(P<0.05),LVIDd降低(P<0.05),模型Ⅰ組LVIDs較SHR對照組降低。詳見圖4、表1。表明痰濕壅盛型高血壓大鼠已出現(xiàn)心臟向心性肥大,提示心臟結構變化可作為痰濕壅盛型高血壓模型的評價指標。
2.5 不同模型大鼠臟器指數(shù)比較
與正常對照組比較,SHR對照組和模型Ⅰ組心臟指數(shù)均升高;模型Ⅰ組肝臟指數(shù)較SHR對照組升高(P<0.05)。提示該飼喂方式對肝臟結構具有一定影響。詳見表2。
3 討 論
高血壓發(fā)病機制復雜多樣,包括系統(tǒng)性代謝紊亂、腎臟代謝[16]、肥胖癥[17]、糖尿病[18]、內(nèi)皮功能失調(diào)[19]、氧化應激及炎癥[20]等?;谥嗅t(yī)體質學,高血壓的影響因素包括平和質、氣虛質、陽虛質、陰虛質、痰濕質、濕熱質、血瘀質、氣郁質、特稟質,其中痰濕質、陰虛質和氣虛質為主要影響因素。痰濕質是由氣血津液運化失司,淤積形成痰,以濁重黏滯為主要特征的一種體質[21]。痰濕既是高血壓的病理產(chǎn)物,又是其致病因素,在高血壓發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用,是高血壓的常見證型之一[22]。
中醫(yī)學認為血脂異常是“痰濁”重要的生理生化指標和物質基礎。高脂血癥是一種由脂質代謝異常引起的代謝性疾病,通常以TG、TC、LDL-C增加和/或HDL-C降低進行判斷。有研究表明,腎臟中脂質堆積阻礙腎素分泌,導致血壓異常[23]。肥胖是高血壓發(fā)生的重要因素,中醫(yī)學認為“肥人多痰濕”,肥胖、超重等因素可增加高血壓發(fā)生的風險[24],長期高脂飲食導致SD大鼠內(nèi)臟脂肪增加、平均動脈壓升高,發(fā)生內(nèi)皮功能障礙[25]。
本研究結果表明,高脂飲食使SHR體質量顯著增加,且SHR血壓增加快且穩(wěn)定,收縮壓維持在167.8 mmHg以上,達到造模中血壓標準;Wistar大鼠與SHR脂肪代謝方面存在著一定差異,SHR的HDL-C水平低于Wistar大鼠(P<0.05),符合痰濕壅盛型高血壓的模型要求,表明以SHR建立痰濕壅盛型高血壓大鼠模型省時高效。
目前常用高脂飲食誘導法建立痰濕壅盛型高血壓大鼠模型,其中高脂配方中的脂肪主要來源為豬油[26-27],來源單一,存在一定的局限性;應用高脂高糖配方可誘導痰濕型高血壓模型[28-29]。本研究采用3種不同的高脂飼料,其中高脂飼料2為經(jīng)典肥胖高脂飼料配方,高脂飼料3為常用高脂高糖飼料配方,高脂飼料1中添加了10%蛋黃粉,導致SHR的HDL-C、LDL-C水平升高,符合臨床痰濕壅盛型的特點。說明豐富的脂肪種類誘導的動物模型更符合臨床痰濕型,今后可進一步將HDL-C及LDL-C水平納入建模評判標準。
綜上所述,本研究采用高脂飼料1(蛋黃粉10%、蔗糖10%、豬油15%、膽固醇1.2%、膽酸鈉0.2%,適量的酪蛋白、磷酸氫鈣、石粉等)飼喂SHR建立了快速穩(wěn)定的痰濕壅盛型高血壓大鼠模型,可為今后相關疾病的作用機制解析和藥物研發(fā)提供可靠的實驗基礎。
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(收稿日期:2023-01-19)
(本文編輯薛妮)