中图分类号：　R332．2文献标识码：A

　　文章编号:1000-6834 (2000)04-0350-04

A STUDY OF THE EFFECTS OF L-ARGININE IN

　　PATHOGENESIS OF HYPOXIC PULMONARY

　　HYPERTENSION

YANG Jing-ping　 LI Huan-zhang　QI Hao-wen

　　（Respiratory Department, Xijing Hospital, The Fourth Military Med ical University, Xi'an 710032）

　　ABSTRACT　　Aim: To investigate the role of nitric oxide (NO), nitric oxide synt has e (NOS) and endothelin-1 (ET-1) in the pathogenesis of hypoxic pulmonary hyper tension and inhibiting effects of L-Arginine. Methods: 30 rats were divided into 3 groups, normal control group (group NC); Hypoxic group (grou p HP): exposed to 10% O2 8h/day, 3 weeks; Hypoxic+ L-arginine (group LT):fed L-arginine 200 mg/kg before hypoxia. After exposed to hypoxia 21 days, hemodyna mics were measured. Lung speciments were examined by light and electronic micros copes and morphometric analysis. NO,ET-1 levels in lung tissue were measured, t he cNOS quantitative in the pulmonary endothelium were examined. Results : In HP group, the mean pulmonary arterial pressure (m PAP), pulmonary v ascular resistance (PVR)、the percentage of completely muscular coattype、 medi al muscle layer of pulmonary artery in intra-acine and ET-1 level of HP group increased (P＜0.01), but NO and cNOS level decreased (P＜0.01). Examined b y electron micrograph, endothelium cells appeared swollen, broken and pealed of, basal lamina parted. The changes above in LT group reversed partly. But the cha nges above were still several than that of group NC (P＜0.05). Conclu sion: The structure remodel of pulmonary arteries and endothelium lesion in hypoxia cause m PAP, PVP arising, that are correlated with the levels of ET -1 increasing and NO, cNOS decreasing. For L-arginine can partly supply NO, it may partly reverse the changes of HPH.

　　KEY WORDS:　 pulmonary hypertension;　nitric oxide synth ase;　nitric oxide;　endothelin-1;　L-arginine

　　低氧性肺动脉高压(HPH)的病理生理学改变为低氧性肺血管收缩(HPV)及肺小动脉结构重建 。引起HPH的具体机制尚未明了，近年来研究表明肺血管内皮细胞产生的内皮衍生舒张因子( NO)对肺血管的反应性和结构改变起重要作用。一氧化氮合酶(NOS)能催化L-精氨酸(L-Arg )合成NO，L-Arg是其酶学合成的唯一底物。NO与强缩血管物质内皮素-1(ET-1)存在相互 调控作用［1］。本实验以慢性低氧肺动脉高压大鼠模型，旨在观察缺氧对肺动脉内 皮cNOS、肺组织NO、ET-1含量，和肺小动脉结构的影响以及L-精氨酸对HPH的治疗作用， 并探讨精氨酸在防治HPH的意义。

　　1　材料与方法

　　1．1　实验动物模型的建立

　　健康雄性SD大鼠(本校动物中心提供)30只，体重(304±18 g)，随机分为3组：(1)正常对照 组(NC组)；(2)常压低氧组(HP组)：动物置有机玻璃常压低氧仓，仓内注入流通氮氧混合气 ，调节仓内氧浓度保持在10％±5％(血气分析仪监测)，钠石灰及无水氯化钙吸收仓内二氧 化碳及水蒸气，动物每天低氧8 h，每周6 d，连续3周；(3)常压低氧+L-Arg 治疗组(LT组) ：动物按L-Arg 200 mg／kg于每次常压缺氧前灌胃。三组实验动物分笼饲养，自由饮水及 摄食。

　　1．2　血流动力学

　　三周后各组动物以20％乌拉坦(1.0 g／kg)腹腔注射麻醉，气管插管接DH-140型动物呼 吸机。用万可松(0.3 mg／kg)静脉滴注中止自主呼吸。根据动脉血气分析结果调节潮气量及 呼吸频率，保持PaO2，PaCO2与机械通气前一致。分离右颈静脉及一侧股动脉，分别插 入右心微导管及动脉导管，经压力传感器与二道生理记录仪相连，术后30 min动物血压呼吸 平稳后分别记录肺动脉压(PAP)、体动脉压(SAP)及心率(HR)。按下列公式计算肺血管阻力(P VR)：PVR(kPa．S/L)＝mPAP(kPa)×60×CO-1(L／min)

　　1．3　肺组织NO、ET-1检测

　　取右肺下叶肺组织100 mg，加1 mol/L醋酸1 ml置烧杯中略做碾磨，100℃水中煮沸10 m in，匀浆、离心后取上清液按301 医院提供的放免测试盒说明书测定ET-1含量。取右肺下 叶100 mg，加生理盐水1 ml，碾磨匀浆后3 000 r／min离心20 min，取上清液，严格按中国 军事科学院提供的NO检测试剂盒说明书操作，以比色法记取OD值，用标准曲线法计算NO2 -/NO3-含量代表NO含量。

　　1．4　肺组织形态学观察

　　取肺中部组织常规石蜡包埋、切片，行苏木素-伊红(H.E)染色，光镜下观察测量与呼 吸性细支气管及肺泡管伴行的肺小动脉(腺泡内肺小动脉)环形肌型占环形肌、部分环形肌及 无肌型肺小动脉的百分比。经CMIAS-007型图像分析仪计算中膜厚度百分比(中膜厚度×2／ 血管外径)。取右肺下叶尖部组织50 mg用戊二醛固定，暴露血管腔内面，常规制备扫描电镜 标本，HITACHI S-520扫描电镜观察肺小动脉内皮改变。

　　1．5　免疫组化染色检测肺动脉内皮cNOS

　　常规灌注后固定肺组织，20％蔗糖4℃过夜，冰冻切片，一抗兔抗鼠cNOS(中山生物制品 公司提供)，4℃过夜孵育，PBS浸洗。二抗生物素化羊抗兔IgG 30 min，PBS浸洗。0．05 mo l/L DBA37℃显色。以PBS代替一抗作空白对照，cNOS阳性细胞呈棕色。以CMIAS-007型图像 分析仪检测各组动物肺动脉上皮cNOS阳性细胞吸光度(OD)值，用OD值代表cNOS含量。

　　1．6　统计学处理

　　实验动物各组数据以均数±标准差(±s)表示，组间数据比较采用两组样 本均数配对t检验。

　　2结果

　　2．1　血流动力学改变(表1)

Tab.1 Changes of hemodynamics in three groups of rats([ AKx-D]±s,n=10)

　　*P＜0.05,**P＜0.01, vs NC;# P＜0.05,vs HP2．2　肺组织ET-1和NO含量变化(表2)

Tab.2 Changes of NO、ET-1 content in lung

　　tissue(±s,n=10)

　　*P＜0.05,**P＜0.01,vs NC,　 #P＜0.05,vs HP2．3　肺动脉内皮细胞cNOS含量

　　cNOS免疫组化阳性反应细胞呈棕色。NC组肺小动脉内皮阳性表达OD值为0.816±0.009 ，HP值为0.077±0.004，LT组为0.125±0.007。HP组较NC组显著下降(P＜0.01)，而LT组 cNOS含量较NC组也有所下降(P＜0．05)，但仍高于HP组(P＜0．05)。

　　2．4　肺组织形态学改变

　　2．4．1　肺小动脉结构变化　光镜示环肌型肺小动脉占肺小动脉比例：NC组 为9．4％、HP组为41．8％、LT组为16．6％，中膜厚度分别为NC组10.3±1．0％、HP组23． 0±1．3％、LT组17．2±1．2％，HP组较NC组明显升高(P＜0．01)，LT组肺小动脉结构 改变较HP组轻(P＜0．05)，但仍与NC组存在差异(P＜0．05)。

　　2．4．2　扫描电镜　正常大鼠肺动脉内皮细胞沿血流方向呈长轴样规则排列 ，表面光滑、圆润(图1)。缺氧3周后见肺小动脉内皮细胞排列紊乱，细胞肿胀、破碎、剥脱 露出基底部胶原并形成空洞(图2)。LT组改变较HP组轻，细跑排列尚正常，仅见内皮肿胀， 个别细胞破碎(图3)。

Fig.1 Pulmonary artery endothelium cells of normal SD rat (×1.5k)

Fig.2 Artery endothelium cells swellin g,yupture,cavetation,

　　basillar membrane denudation in hypoxic SD rat(×1.5k)

Fig.3 Artery endothelium cells swelling,yupture,

　　cavetatio n in LT SDrat light than HP SD rat(×1.5k)

　　3　讨论

　　低氧性肺动脉高压(HPH)导致缺氧性肺血管收缩(HPV)，其病理改变为肺小动脉尤其是肺 腺泡动脉结构重建。肺血管内皮细胞的局部调节作用对于肺血管的收缩反应和结构重建具有 重要意义［2］。缺氧可损伤血管内皮细胞引起血管活性物质及生长因子的增强表达 与分泌，导致肺血管反应异常和结构重建。Adnot［3］证实低氧性肺血管收缩增强与 NO作用的减弱密切相关。Elton［4］发现低氧时ET-1 mRNA表达水平及其在血浆浓度 均增高，并与肺动脉压成正比，ET的A型受体拮抗剂可阻断低氧性肺血管收缩。缺氧性肺动 脉高压时，肺血管cNOS mRNA表达水平下降，提示NOS活性下降［4］，免疫组化证实N os含量亦下降，cNOS活性及含量下降致NO产生减少［5］，慢性缺氧时由于内皮损伤 及毛细血管网破坏导致ET-1合成增加、清除下降［6］，导致肺组织ET-1浓度增高 。在缺氧引起的NO／ET-1失衡中，ET-1升高占主要作用。ET-1可刺激血管平滑肌合成DNA 增 加，激活fos、ras、myc等促有丝分裂原癌基因促血管平滑肌、成纤维细胞增殖［7］ 。ET-1增加及NO下降对肺动脉结构重建发挥重要作用。本实验成功建立的实验动物模型观 察，缺氧3周后大鼠肺组织ET-1上升，NO含量下降，肺血管内皮cNOS含量下降，同时伴有mP AP、PVR升高。形态学观察发现肺动脉内皮细胞肿胀、细胞破碎，基底膜暴露、空洞形成， 腺泡内肺环肌型小动脉平滑肌肥大、增生、细胞外基质增多导致中膜增厚，腺泡内肺小动 脉环肌型所占比例明显增大，无肌型动脉向肌型动脉转化，表明EC调节并保持NO／ET-1平 衡对防止肺动脉结构重建防治HPH有重要意义。

　　L-精氨酸是体内NOS唯一底物，在正常情况下肺动脉可利用的L-精氨酸来源充足，给 正常动物输入L-Arg，仅使体血管阻力下降，对肺血管无影响，不会增加NO的生成。但在缺 氧时肺动脉内皮损伤，cNOS生成减少，L-Arg成为合成NO的限速因子［8］。本实验L T组大鼠在每次缺氧前用L-Arg 200 mg/kg灌胃，肺及血浆ET-1含量较HP组降低，肺组织 NO含量较HP组增高(P＜0．05)，mPAP、PVR、肺腺泡内肺小动脉中膜厚度、环肌型比例 较HP组减低(P＜0．05)。肺血管内皮细胞损伤较HP组减轻，但与NC组比较仍有异常。L -Arg仅部分减轻缺氧引起的肺小动脉结构重建及HPV，部分逆转HPH。说明缺氧削弱内皮依 赖性舒张反应与缺氧时可利用的内源性L-Arg相对或绝对减少，适量补充L-Arg可作为改善 缺氧 时NO合成限速因素增加NO合成，保护血管内皮细胞及cNOS活性，部分抵消低氧损害内皮细胞 所致NO合成下降效应，使NO/ET-1恢复平衡而防治HPH。

　　L-Arg虽有用于治疗肺动脉高压的临床报导，可口服或静脉给药或呼吸道雾化吸入，但 因全身用药可致体动脉压下降［9］。L-Arg代谢产物可增加尿素氮，对肾功能有不 良影响，可引起酸中毒，临床上难以推广使用，研究寻求更安全的诱导NOS的药物可能是今 后的研究的方向。

　　作者简介：杨敬平(1964-)，男，河南籍，副主任医师，硕士，从事一氧 化氮及肺动脉高压基础和临床研究。

　　4　参考文献

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　　［9］ Mehta S, Stewart D J, langleben D, et al. Short-term pulmonary vasodi lation with L-Arginine in pulmonary hypertension［J］. Circulation, 1995,9 2:1539-1545