摘要:用不同的高血压动物模型,包括果糖、氯化镉(CdCl 2)、N-ω-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)和两肾一夹(2K1C)方法,评价高血压状态下白内障的发生方式。
方法:雄性SD大鼠(150~180 g)分为不同组,每组六只动物。通过六周给予果糖(浓度10%)、CDCl 2(0.5 mg/kg/天,ip)和L-NAME(20 mg/kg/天,P.O.),2K1C组服用0.9%NaCI在各组中诱导高血压。雷米普利治疗组(2 mg/kg/天,口服)作为2K1C动物模型的标准组。采用无创血压系统测量血压。在实验方案的六周后评价血清和眼晶状体的生化参数。
结果:高血压动物模型显示,通过消耗抗氧化剂,包括谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽以及血清和眼内透镜中丙二醛的升高,显著地促进收缩和舒张血压和调节氧化应激。与正常对照组相比,除L-NAME外,所有高血压动物模型均观察到离子含量(Na+和Ca2+)和总蛋白和Ca2+-ATP酶活性降低。与2K1C动物模型比较,在雷米普利治疗组中观察到明显的抗氧化剂、丙二醛(MDA)总蛋白和眼内离子含量与血压降低的显著恢复。结果表明,果糖、CDCl 2和2K1C模型在大鼠晶状体中表现出明显的致白内障作用。
结论:根据研究结果,可以得出结论,系统性高血压通过调节抗氧化防御机制和电解质稳态显著增加大鼠眼睛白内障形成的风险。
关键词:高血压 白内障 氧化应激 果糖CDCL2 双肾一夹
简介:白内障是世界上致盲的主要原因,也是眼部最常见的疾病。导致白内障发生的危险因素有多种,如糖尿病、氧化应激、紫外线辐射、年龄等。一些流行病学研究表明,高血压也与白内障有关。一些临床前研究表明,全身性高血压可能通过抑制晶状体Na+K+ATPase泵活性导致白内障形成而改变电解质稳态。但目前,通过高血压发生白内障的另一种可能机制尚不清楚。在果糖动物模型中,慢性果糖给药通过全身氧化应激、交感神经亢进和血管收缩分子(内皮素I和血管紧缩素 II)的增加而诱导高血压。CdCl 2诱导的高血压与Ca2+在血管平滑肌上的镉离子收缩活性、氧化损伤和血管内皮功能障碍有关。2K1C模型升高血浆肾素活性,激活血管紧张素II介导的高血压作用,L-NAME调节平滑肌中的一氧化氮(NO)水平,从而导致血压升高。
方法:SD雄性大鼠(150~180克)用于实验研究,并在标准环境条件下饲养。在实验方案之前,动物习惯于实验室条件至少48至72小时,以尽量减少非特异性应激。雄性SD大鼠(150~180克),在眼底检查和基线血压正常时随机选择,分为六组,每组六只。第二组六周给予果糖(饮用水10%溶液)诱导动物高血压。第三组,CdCl 2(0.5 mg/kg/天,I.P.)给予六周,第四组L-NAME(20 mg/kg/天,PO)给予六周,V组用2K1C动物模型诱发高血压。雷米普利治疗组(2 mg/kg/天,P.O.)作为标准组(2K1C动物模型)。Ⅰ组为正常对照组。各组的收缩压(SBP)和舒张压(DBP)均通过无创血压系统进行两周监测。六周后处死动物,测定血清和眼晶状体的生化指标。
2K1C模型的手术方法:用氯胺酮和甲苯噻嗪麻醉(60:10mg/kg,ip)大鼠,进行2K1C手术。用左腹侧切口观察肾脏,用丝线结扎左肾动脉和输尿管。肌肉和皮肤层(切口部位)用高度无菌缝合针缝合。手术后,允许大鼠随意饮水,无需进一步治疗。在饮用水中连续给予0.9%NaCl六周。
采血:六周后处死动物,通过心脏穿刺收集各组血液,分离并保存在2~8°C,进行生化分析。
晶状体匀浆的制备:眼球是从被处死的动物中分离出来的。经后路解剖,冷盐水冲洗,20℃生理盐水保存直至分析。每只动物的双晶状体用10倍体积的0.1M磷酸钾缓冲液(pH 7)制备晶状体匀浆。匀浆10000转/分离心1小时,分离上清液并用于生化分析。
晶状体混浊的测定:实验组的晶状体混浊通过基于透镜的图形线的摄影方法来确定。后路解剖获得晶状体,立即放纸上,用数码相机拍摄。在透明晶状体中,图形线会清晰地显现出来。
生化参数:血清和晶状体中的酶和非酶抗氧化剂:谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)用TAPELL法测定GPX活性。简单地说,0.2毫升的测试样品与0.2毫升0.4MTrI缓冲液、0.1毫升10mM叠氮化钠、0.1毫升0.2mM过氧化氢和0.2毫升谷胱甘肽反应。将反应混合物在37℃下孵育10分钟,然后加入0.4毫升10%三氯乙酸(TCA),使反应停止。在340 nm处读出吸光度。测定超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、血清和晶体中丙二醛(MDA)、晶状体总蛋白含量、晶状体(Na+和Ca2+)离子含量。
结果:血压的影响:在实验方案的六周内,血压(SBP和DBP)与正常组相比,各组的时间依赖性显著增加。CdCl 2和L-NAME模型分别显示SBP和DBP从第二周显著增加,而果糖和2K1C模型在第四周时SBP和DBP显著升高。与2K1C相比,雷米普利治疗组SBP和DBP显著降低。
晶状体混浊的影响:高血压动物的眼部晶状体比正常对照组更不透明。果糖、CdCl 2和2K1C高血压动物模型的眼晶状体比L-NAME动物模型的晶状体更不透光。对2K1C高血压动物施用雷米普利使晶状体混浊明显减少。
血清生化指标的影响:在所有高血压动物模型中观察到全身氧化应激的显著增强。果糖、CDCl 2和2K1C模型显示血清中的酶抗氧剂(GPX、CAT和SOD)显著降低。而L-NAME与正常对照组相比,CAT和SOD仅表现为枯竭。果糖、CDCl 2、L-NAME和2K1C模型的非酶抗氧剂(GSH)水平和脂质过氧化终产物MDA均显著低于正常对照组。雷米普利治疗组与2K1C组相比,血清GPX、CAT、SOD、GSH水平均明显升高,血清MDA水平明显降低。
对眼晶状体生化指标的影响:高血压动物模型显示大鼠晶状体中酶和非酶抗氧化剂的氧化损伤明显。果糖、CDCl 2和2K1C模型显示GPX、CAT、SOD和GSH水平显著降低,而L-NAME模型仅与正常对照组相比时,GPX、CAT和SOD显著降低。在果糖、CDCl 2、2K1C和L-NAME模型中显著增加MDA水平。果糖和2K1C模型组总蛋白含量和Ca2+-ATP酶活性显著降低。而L-NAME与正常对照组相比无显著降低。雷米普利显著升高大鼠血清抗氧化物(GPX、CAT、SOD、GSH)及降低MDA的水平。雷米普利对2K1C高血压动物模型的眼晶状体总蛋白含量和Ca2+-ATP酶活性有明显的促进作用。
对钠、钙离子含量的影响:CdCl 2和2K1C模型的血清和晶状体中的离子含量显著高于果糖和L-NAME模型。CDCl 2和2K1C模型的血清Na+水平显著升高,而果糖和L-NAME模型的血清Na+水平无明显影响。果糖、CdCl 2和2K1C也显著增加晶状体Na+含量,L-NAME与正常对照相比无显著性差异。CdCl 2模型的血清Ca2+显著降低,而果糖、CdCl 2和2K1C模型与正常对照组相比,Ca2+显著增加。雷米普利治疗组大鼠血清和晶状体Na+、晶状体Ca2+明显恢复。
结论:在本研究中,果糖、CDCl 2、L-NAME和2K1C高血压动物模型在实验方案的六周内显示血压升高,SBP和DBP的升高。高血压的诱导模式在每个动物模型中是独立的。系统性高血压似乎是间接影响白内障形成的主要危险因素。