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高血压

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简短可续文献综述—2008年10月
通过膳食调控高血压在啮齿目动物模型中的表型表达
作者Matthew Barker硕士为RDI项目经理兼科学家

人类高血压的发病机制尚未被完全了解。这种血压持续升高的病症是由遗传和环境的多因素组合而产生。为了更好地理解其所涉及的具体机制以及促进其预防与治疗,多种动物模型已经被研发来模仿人类的高血压反应。

从历史上看,高血压研究的首选小型动物模型是大鼠。这可能是得益于其公布的大量的生理数据,身形小,以及在一些遗传品系中出现的强劲反应。由于高血压多基因控制的性质,许多大鼠模型包括选择性繁殖纯合性高血压大鼠(如自发性高血压大鼠和Dahl盐敏大鼠)和远交品系(如Sprague Dawley)已被开发来诱导高血压表型。由于高血压的形式可以在不同的品系有所不同,研究人员需要知道的不仅是某品系小鼠表现的高血压的形式,而且还有特定饲料对表型反应所产生的影响。

钠诱导高血压
高钠饲料通常用于研究膳食诱导高血压,因为增加循环钠水平会使细胞释放水分子(由于渗透压),这样就提升了对血管壁压力。

Lewis Dahl从选择近交系SD大鼠中以它们对8%盐饲料的反应为基础研发出Dahl盐敏(Dahl SS)和达尔抗盐(Dahl SR)大鼠(1)。

 
 


RDI已经研制了大量促进高血压(如高钠饲料)和/或血脂异常(如增加胆固醇,胆酸和某些脂肪酸)的饲料,这些饲料可能促进动脉粥样硬化并最中导致心血管疾病。您可能感兴趣的饲料包括“Clinton/Cybulsky胆固醇研究饲料”和“Paigen饲料”。见饲料D12336. Charles River Laboratories Dahl 盐敏大鼠, 中,D10001 号饲料被用来诱导环境高血压。

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个别断奶的Dahl SS大鼠在喂食8%盐饲料时可在短短2周内快速地产生血压升高(> 180毫米汞柱),虽然这个品系通常需要的平均时间是4-6周(1-4 )。当喂食低盐饲料时,高血压伴随血管和肾脏病变也会发生,但需要的时间通常较长 (5,6)。动物年龄似乎也在盐诱导高血压的过程中发挥作用。Dahl SS大鼠断奶3到6个月后喂食高盐饲料(8%)与那些断奶后立即喂食高盐饲料的相比会以较慢的速度发展高血压。通常在喂食这种饲料后动物最多只可以生存多8个月,不管在开始时它们的年龄是多少(5)。相反,Dahl SR大鼠在喂食高盐饲料后几个月都不会呈现高血压或心血管和肾脏病变(1,6-8)。

正如其名,SHR大鼠在生命早期(5-6周)就会自发性地升高血压,最终发展成高血压(9)。由于其外周阻力和正常心输出量表现类似于人类的高血压,这种品系被认为是研究原发性高血压良好的榜样(10)。在饲料中加入氯化钠(?7%)以增加心血管阻力和/或1%NaCl生理盐水可以进一步提高SHR大鼠的血压(11,12)。

作为膳食诱导高血压模型,小鼠没有被广泛使用。近交系小鼠如C57BL / 6喂食高盐(8%)纯化饲料可以发展血压升高,虽然这个过程需要几个月时间(13)。对小鼠基因组序列分析与转基因和基因敲除小鼠品系的建立使研究人员可以调查,个别基因在正常和病理条件下对特定的肾生理机制发挥的作用(14)。

其它可以影响高血压表型的膳食因子
钠以外的膳食因子也可以对啮齿目动物模型的高血压的程度和发生起重要作用。当把4%氯化钠加入粗饲料和纯化成分的饲料中,喂食纯化饲料的Dahl SS大鼠比喂食粗饲料的大鼠有较高的血压和较严重的肾功能损害15)同样有趣的是,那些喂食4%氯化钠纯化饲料大鼠的后代有较高的血压,不论它们断奶后的膳食如何,这表明怀孕期间母亲所摄取膳食可以在后代中促进高血压。那么背景膳食(粗饲料vs纯化饲料)在这种情况如何影响结果?原因尚不清楚, 但可能涉及粗饲料和纯化饲料在矿物水平(如钠和钾)、蛋白源、植物化合物的存在与否、碳水化合物类型和/或纤维素水平和种类上的根本分歧。典型的纯化饲料含有约0.1%钠(0.25%氯化钠),而粗饲料含有约0.3-0.4%钠(0.75-1.0%氯化钠)。含大豆蛋白(粗饲料常见的蛋白质来源)的粗饲料与含有酪蛋白 (纯化饲料中蛋白质的主要来源,)的饲料相比,已被证实可以抑制自发性高血压大鼠(SHR)高血压的发展(16)。大豆蛋白的确含有一种植物雌激素,染料木素,已被证实可减轻由氯化钠引起的血压上升(17)。由于酪蛋白不含植物雌激素,以粗饲料和纯化饲料喂养的动物的血压差异可能部分源于染料木素和其他植物雌激素在粗饲料中的不同水平(18)。

含正常水平氯化钠但高果糖或蔗糖(约60%的热量)的饲料可以令各种啮齿目动物模型(如Dahl盐敏和自发性高血压大鼠)升高血压(19-23),从而允许研究人员评估代谢综合征的许多因素,包括高甘油三酯血症和胰岛素拮抗(21,22)。虽然喂食高蔗糖或果糖饲料的Dahl大鼠呈现高血压,但是只有当较高盐水平(6%)与高蔗糖/果糖联合时,高血压才会恶化,死亡率也显著增加(24,25)。远交大鼠品系如SD和Wistar大鼠(在肥胖研究中广泛使用)在喂食高果糖(60%)饲料时也可以呈现出代谢综合征的许多症状(高血压、胰岛素拮抗和高甘油三酯血症)(21 26),以及高血压和肥胖并行发展(27-29)。

正如人们所料,膳食措施不仅可以提升血压,也可以降低高血压的程度。与人类的研究结果类似, 8%氯化钠饲料造成的高血压可以通过额外补充钾来预防的(2,30)。在饲料中补充抗氧化剂(如维他命E和C)已被证明可在易发中风、自发性高血压或Dahl 盐敏等症的大鼠中降低血压(31 - 33)。因此,这表明,这些微量营养素摄入不足可能促进高血压。

我们已经简要地涉及了可被用来研究膳食诱发高血压的疾病模型。应该明确的是,尽管某些膳食因素可促进某种表型 (如钠诱发高血压),其他的可能会促进多种表型(如高果糖膳食促进胰岛素拮抗、高甘油三酯血症和高血压)。至于每个研究员具体的目标和需求会有所不同,对动物品系和饲料的精心选择和控制是获得可重复且有用的表型不可或缺的重要步骤。

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