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代谢综合征(MS)是以中心性肥胖、糖尿病或糖调节受损、高血压、血脂异常等多种代谢异常性疾病合并出现为临床特征的一组临床症候群。MS是心血管疾病的危险因素,可导致严重的心脑血管疾病。NO作为90年代的“明星分子”除对心血管系统发挥生理作用外,如调节血管张力、抑制血小板聚集及血管平滑肌细胞增生等,同时在心血管疾病的发生、发展也起重要作用,如高血压、动脉粥样硬化、心力衰竭、心肌缺血再灌注。而H2S作为第三种气体信号分子,不仅在心血管系统中发挥重要生理作用,参与了自发性高血压、肺动脉高压、门静脉高压、休克等多种疾病的发病与转归,并对缺血再灌注及代谢抑制的心脏、心肌细胞有一定保护作用。鉴于MS存在心血管疾病,而两种气体信号分子NO、H2S与心血管疾病的发生、发展紧密相关,那么两种气体信号分子在MS心脏损伤中有无相互作用?是协同,还是拮抗?二者对MS心肌损伤又有何影响?通过什么机制发挥作用?
目的:研究硫化氢(H2S)/胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)体系和一氧化氮(NO)/一氧化氮合酶(NOS)体系对代谢综合征(MS)大鼠心脏功能损伤的影响及相互关系。
方法:(1)41只雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为6组:正常对照组、模型组、模型+H2S供体组、模型+胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)抑制剂组、模型+NO供体组、模型+一氧化氮合酶(NOS)抑制剂组。对照组普通饲料喂养16周,其余5组高脂饲料喂养16周复制MS动物模型,随后按分组行药物干预4周后,测定肥胖指标、血糖、血脂；HE染色观察心脏形态；测定心肌SMA阳性血管数目变化；生物信号采集系统检测心功能；比色法检测血浆、心肌H2S及NO含量,心肌CSE、结构型NOS(cNOS)活性；RT-PCR方法检测心肌CSE及内皮型NOS(eNOS)表达的变化。
结果:
1.与Control组相比,MS组肥胖指标(腹围、Lee’s指数)、血脂(TG、LDL-C)、OGTT各时间点血糖值均升高,HDL-C水平降低(P<0.01)。
2.与Control组相比,MS组心肌细胞明显浊肿,部分肌纤维溶解、断裂,横纹消失,排列紊乱,胞浆空泡样变；心肌SMA阳性细胞数目明显减少(P<0.01)；LVEDP升高,+dp+dtmax和-dp/dtmax降低(P<0.01)i血浆和心肌H2S、NO含量,心肌CSE、cNOS活性,CSE、eNOS表达降低(P<0.05,P<0.01)。
3.与MS组相比,MS+NaHS和MS+L-Arg组大部分心肌细胞结构清晰,可见少量空泡,间质疏松。MS+PPG和MS+L-NAME组可见多数心肌细胞肥大,水肿,胞浆空泡样变。心肌细胞间隙明显增宽,间质水肿。MS+NaHS和MS+L—Arg组心功能有所改善、血清胰岛素及血糖值下降(P<0.05,P<0.01)且心肌SMA阳性血管数增加(P<0.01)；MS+PPG和MS+L-NAME组阳性血管数减少(P<0.01)。MS+PPG组血浆、心肌NO含量,心肌cNOS活性增加,eNOS表达增强(P<0.05,P<0.01)；MS+NaHS组心肌cNOS活性和eNOS表达均降低(P<0.05,P<0.01)；MS+L-NAME组血浆、心肌H2S含量(P<0.05),心肌CSE表达均升高；MS+L-Arg组心肌CSE表达、CSE活性降低(P<0.05)。
结论:
1 MS大鼠同时具有肥胖、高血糖和血脂异常,符合MS诊断标准。
2 MS大鼠内源性H2S/CSE、NO/NOS体系表达降低与心血管损伤具有密切联系,即H2S/CSE、NO/NOS体系表达降低是MS心血管损伤的因素之一,且在MS大鼠心脏损伤中两体系呈相互拮抗作用,H2S和NO可以减少代谢综合征大鼠心肌损伤。