低强度有氧运动对自发性高血压大鼠血压及其ACE2、AngⅡ含量的影响

张杰 李小刚 宋莉华

(1川北医学院体育部，四川 南充 637000；2成都体育学院;3川北医学院基础医学院)

高血压是指动脉血液压力过高，收缩压≥140 mmHg，舒张压≥90 mmHg的一种生理状态，是世界上患病率最高的心血管慢性疾病，严重危害人类健康〔1〕。据统计，目前高血压发病率正在逐年上升〔2〕。早期高血压可能对人体没有明显的影响，但长期的高血压会造成心室肥大，使动脉壁僵硬、动脉管径缩小，影响相应器官供血情况，后期会出现心脑肾的严重并发症及严重心脑血管病变的可能〔3〕。高血压患者还伴有其他危险因素，如同时伴有糖尿病，容易引起动脉粥样硬化类疾病的形成和发展，所以对于高血压一定要给予重视和治疗。现代高血压的主要治疗手段还是通过药物控制，但长期的服药会带来一定的不良反应〔4〕。所以如何通过运动等非药物治疗手段来控制和治疗高血压，其机制尚未完全阐明，对其机制的研究有助于完善运动疗法降低高血压的理论〔5〕。

肾素-血管紧张素系统(RAS)是人体重要的内分泌系统，由一系列激素及相应的酶所组成，在调节水、电解质平衡及血容量、血管张力和血压方面具有重要作用〔6〕。赵晓霖等〔7〕研究指出高血压形成的最主要原因就是RAS过度激活。血管紧张素(Ang)Ⅱ是RAS中最重要的活性效应分子之一〔8〕，AngⅡ为强力升压物质，能使小动脉平滑肌收缩，通过脑和自主神经系统间接升压，并促进肾上腺球状带排泌具有潴留水钠、增加血容量作用的醛固酮，收缩血管，使血压升高。研究〔9～11〕表明，Ang转换酶(ACE)水解AngⅠ生成AngⅡ，AngⅡ与AngⅡ受体(AT1R)结合，构成了ACE-AngⅡ-AT1R轴的升压作用，使交感神经活动增强，外周血管收缩、血压升高。另一方面，AngⅡ在ACE2的作用下，降解生成Ang-(1-7)，Ang-(1-7)与一种G蛋白耦联(MAS)受体结合，构成ACE2-Ang(1-7)-MAS轴的降压作用，对抗ACE-AngⅡ-AT1R轴的作用，抑制交感神经系统，导致血压降低。

近来有研究认为运动有助于轻度高血压患者的治疗，运动能显著降低自发性高血压大鼠(SHR)的血压，其机制可能与脑内血管中的ACE2下调AngⅡ含量有关〔12〕。本研究观察Wistar大鼠和同龄的SHR运动前后血压及心血管中枢中ACE2、AngⅡ含量的变化，并探讨血压的变化与RAS体液调节的关系。

1 材料与方法

1.1主要仪器与试剂 ZH-PT动物跑台(安徽正华生物仪器设备有限公司)；DSWY-1 大鼠尾动脉无创测压装置(成都仪器厂)；荧光显微镜(日本 Olympus)；TGL-16M低温离心机(博科公司)；YQ-3电动匀浆机(无锡沃信仪器制造有限公司)；乙二胺四乙酸二钠(EDTA，天津致远)抗凝管(BD)；大鼠AngⅡ试剂盒(Sigma，USA)；柯达 ASA400胶片(柯达工业)；蒸馏水(川北医学院药剂科)；甲醇(上海实验试剂有限公司)；酒精(川北医学院药剂科)；多聚甲醛(PFA)粉(日本杜邦)；磷酸二氢钾( 河南冠新化工有限公司)；磷酸二氢钠(河南金腾化工)。

1.2实验分组 采用随机分组法，选用雄性SHR和Wistar大鼠各20只，分别分为SHR对照(SHR-C)组、SHR 实验(SHR-E)组、Wistar大鼠对照(NR-C)组、Wistar大鼠实验(NR-E)组各10只，按照国家相关饲养标准，NR-C组和SHR-C组不予以干预措施，NR-E组和SHR-E组予以8 w跑台运动训练方案。

1.3实验方法 运动强度控制在最大耗氧量的55%，时间为8 w，将8周龄SHR大鼠零坡度的跑台上运动，每周运动5 d，1次/d，共运动8 w。实验第1周：每天运动时间20 min，速度控制在15 m/min。实验第2周，每天运动时间增加到40 min，运动速度增加到18 m/min。实验第3周，每天运动时间增加到60 min，速度增加到20 m/min，直至实验第8周运动结束。

1.4血压的测定 实验开始后分别在第4周和第8周运用无创尾套动脉血压测试法测量血压，首先加热测试箱的温度至35℃，然后对尾部加热5～10 min后，固定脉搏换能器，实验对象安静后，打开脉搏换能器，等待脉搏波的出现并稳定后开始测试，每次测试之间间隔2 min，每只大鼠测3次，取平均值。

1.5血浆中AngⅡ的测定 血液收集：运动结束后禁食12 h，麻醉采集左心房血液2 ml，注入药剂，静置后离心机离心15 min，分离血浆之后冷冻待测。测试方法：(1)配制标准品液。(2)复融样品，然后离心机离心5 min，取上清液待测。(3)加入待测样品，在37℃下将反应板置2 h之后洗板，并在滤纸上印干。(4)加入第一抗体工作液，在37℃下将反应板置1 h之后洗板。(5)加酶标抗体工作液。在37℃下将反应板置30 min之后洗板。(6)加入底物工作液，在37℃下将反应板置15 min之后加入终止液混匀。(7)30 min内用酶标仪测吸光值。(8)查找相应AngⅡ含量值。

1.6免疫荧光法观察 ACE2含量 运用免疫荧光法检测实验开始前及在运动干预完后脑内血管中ACE2含量，并进行比较分析。(1)免疫荧光测试中4%多聚甲醛溶液、20%和30%蔗糖溶液、0.01 mol/L磷酸盐缓冲液的配制。(2)取实验对象5只，用 3%的戊巴比妥钠麻醉大鼠并固定，用平头针先左心室取血(测定血浆 AngⅡ)，然后用含肝素钠的生理盐水灌注，并剪开右心耳流出液体之后灌注4%PFA，灌注完成后迅速完成大脑取样，装入4%的PFA溶液过夜。(3)免疫染色，将标记的荧光抗体，加在标本上，最后洗去未参加反应的多余荧光抗体，室温下干燥后封片。(4)选用柯达胶片，运用荧光显微镜镜检。

1.7统计学分析 采用SPSS13.0软件进行t检验、单因素方差分析。

2 结 果

2.1各组收缩压、舒张压 实验前，NR-C组与NR-E组收缩压、舒张压无显著差异(P>0.05)；SHR-C组与SHR-E组收缩压、舒张压无显著差异(P>0.05)，但SHR-C组和SHR-E组明显高于NR-C组和NR-E组(P<0.01)。在进行跑台运动干预实验4 w及8 w后，NR-C组与NR-E组收缩压、舒张压无显著差异(P>0.05)；SHR-E组明显低于SHR-C组(P<0.05)；SHR-C组与SHR-E组收缩压、舒张压仍然明显高于NR-C组与NR-E组(P<0.01)，见表1。

2.2免疫荧光法检测脑内血管ACE2含量比较 8 w有氧运动干预后，NR-C组和NR-E组ACE2含量无明显差异(P>0.05)，说明正常大鼠脑内血管中均有ACE2含量表达，而运动对于正常血压大鼠脑内血管中ACE2的含量变化无影响。SHR-C组ACE2含量明显低于NR-C组(P<0.01)，表明长期的高血压会造成ACE2含量显著降低。SHR-E组ACE2含量明显高于SHR-C组(P<0.05)，说明SHR中ACE2的含量通过长期的有氧运动实现有效地提高。SHR-E组ACE2含量明显低于NR-C组和 NR-E组(P<0.05)，说明运动干预不能使 SHR 中ACE2恢复到正常值，见图1、表2。

表1 各组实验前后收缩压、舒张压比较

图1 各组8 w后 ACE2荧光强度(免疫荧光，×20)

表2 各组8 w后 ACE2荧光强度及AngⅡ含量比较

2.3各组血浆中 AngⅡ比较 8 w跑台运动结束后 NR-E组血浆中 AngⅡ含量显著低于 NR-C组(P<0.05)，说明通过运动能降低正常血压大鼠血浆中AngⅡ含量；SHR-C组血浆中AngⅡ含量显著高于NR-C和NR-E组(P<0.01)，说明高血压伴随有血浆中 AngⅡ含量的升高。SHR-E组血浆中AngⅡ含量显著低于SHR-C组(P<0.05)，但仍显著高于NR-C和NR-E组(P<0.01)，见表2。说明长时间低强度有氧运动能够缓减SHR血浆中AngⅡ含量的随龄增高。

3 讨 论

原发性高血压是由遗传和神经体液引起的多发性的慢性疾病，占高血压发病率的90%〔13〕。高血压的发病机制目前尚不完全明确，但是近年来，随着人们对其基础研究的不断深入，发现心血管中枢交感神经长期持续性的兴奋是SHR 血压升高的主要原因〔14〕，交感神经的兴奋导致血管平滑肌收缩和肾素分泌增加而引起心血管RAS中AngⅡ等收缩因子的分泌。而 AngⅡ因子会造成血管的持续性收缩、从而促进高血压病程的进一步恶化〔5〕。因此，本研究推测，RAS的过度激活是原发性高血压的重要病理、生理机制。李芳等〔15〕研究指出，AngⅡ是RAS中最重要的活性效应分子，它是RAS中核心酶-ACE酶解的产物，过量的AngⅡ通过其AT1R可导致血管收缩、水盐代谢失调等负面效应。RAS中的ACE2在2000年才被人类首次发现，它是ACE的同源物。李明余等〔16〕研究表明，ACE2的主要作用是水解AngⅡ生成Ang(1-7)，并通过与Ang(1-7)的特异性受体Mas受体的结合实现舒张血管、措抗细胞增殖及抗炎症作用。现已证明〔9～11〕RAS存在的两条生理调节通路：一条是升压的ACE-AngⅡ-AT1R通路，另一条是降压的ACE2-Ang(1-7)-MAS通路。两条通路失衡会导致高血压等疾病的发生。RAS既存在于循环系统中，也存在于血管壁、心脏、中枢、肾脏和肾上腺等组织中，共同参与调节血压。可见RAS是体液调节机制中的重要组成部分，它通过水电解质代谢作用发挥影响，从而调节血压〔17〕。

本研究说明运动可能通过增加脑内血管ACE2的含量抑制AngⅡ生成，从而进一步降低心血管中枢交感神经冲动的释放〔18〕。而运动是如何增加ACE2的生成，其具体的机制有待进一步的研究。目前〔19〕高血压的药物治疗手段主要是采用抑制剂、阻滞剂减少和阻止AngⅡ的产生或其作用发挥，已达到降低血压的效果。有临床研究表明〔20〕，作为非药物的治疗手段长期中等强度有氧运动能通过体液调节影响血浆中去甲肾上腺素、内皮素Ⅰ、AngⅡ水平，而降低其升压作用，同时增加血浆前列环素及一氧化氮(NO)的水平，提高其降压作用。

综上，长时间低强度有氧运动训练可明显降低SHR血压的随龄增高，并可能与ACE2升高、AngⅡ含量减少有关。可见规律的运动能减少高血压的动脉压力，对降低血压有积极影响，效果等同于降压药物。