肾交感神经刺激对全身交感神经系统的影响

肾交感神经刺激对全身交感神经系统的影响阳康，黄兵，廖凯，萨仁高娃，江洪(武汉大学人民医院心内科，湖北武汉430060)[摘要]目的评价肾交感神经刺激(Renalsympatheticnervesstimulation，RSNS)对全身交感神经系统的影响。方法12只成年杂种犬随机分为两组：假手术组(Sham组，n=6)和肾交感神经刺激组(RSNS组，n=6)。RSNS组经左肾动脉外膜给予持续2h高频电刺激，刺激参数：频率20Hz，脉宽0.1ms，刺激强度随血压进行调整，以保持血压较刺激前升高10%；假手术组在左肾动脉附近寻找一处体表皮肤给予以同样2h高频电刺激。分别于基础状态和2h刺激末检测血压(BP)、心率(HR)、心率变异性(HRV)和血清去甲肾上腺素（NE）浓度。结果与基础状态比较，Sham组成年杂种犬2h末BR、HR、交感神经活性和血清去甲肾上腺素浓度比较差异均无统计学意义(P0.05)。与基础状态比较，RSNS可以明显提高成年杂种犬BR、交感神经活性和血清去甲肾上腺素浓度，差异有统计学意义(P0.05)。结论肾交感神经刺激可以明显提高全身交感神经系统活性。[关键词]肾交感神经刺激；全身交感神经系统活性；自主神经系统Effectofrenalsympatheticnervesstimulationonthesympatheticnervoussystem.YANGKang,HUANGBing,LIAOKai,SARen-gao-wa,JIANGHong.DepartmentofCardiology,People'sHospitialofWuhanUniversity,Wuhan430060,Hubei,CHINA[Abstract]ObjectiveToinvestigatetheeffectofrenalsympatheticnervesstimulationonthesympatheticnervoussystem.MethodsTwelveadultdogswererandomlydividedintotwogroups:shamgroup(n=6)andRSNSgroup(n=6).TheRSNSgroupwasgiven2-hourhighfrequencystimulation(20Hz,0.1ms)ontheadventitiaofleftrenalartery.Thestimulationintensitywasregulatedaccordingtobloodpressuretokeepthebloodpressure10%higherbeforestimulation.Dogsinshamgroupweregiventhesamestimulationontheskinneartoleftrenalartery.TheBP,HR,heartratevariablity(HRV)andserumnorepinephrine(NE)inthebasicstateandafter2-hourstimulationwererespectivelymeasured.ResultsIntheshamgroup,therewerenostatisticallysignificantdifferencesbetweentheBP,HR,HRVandNEinthebasicstateandafter2-hourstimulation(P0.05).WhileinRSNSgroup,theBP,sympatheticnerveactivityandserumNElevelafter2-hourstimulationweresignificantlyhigherthanthoseinthebasicstate.Thedifferenceswerestatisticallysignificant(P0.05).ConclusionRenalsympatheticnervesstimulationcansignificantlyincreasetheactivityofsympatheticnervoussystem.[Keywords]Renalsympatheticnervesstimulation;Sympatheticnervoussystem;Autonomicnervessystem___________________________________________基金项目：国家自然科学基金(编号：81270339、81170195、81300812)；湖北省自然科学基金(编号：2013CFB302)；武汉市科技攻关项目(编号：2013060602010271)；武汉大学青年教师自主科研项目(编号：2042012121087)；武汉大学2012年博士研究生自主科研项目(编号：2012302020206)通讯作者：江洪。E-mail：[e-mail]肾交感神经消融是目前治疗顽固性高血压的一大突破[1]。研究表明，肾交感神经消融可以降低全身交感神经活性[2]，并可以其他治疗其他以交感神经系统的过度激活为特征的疾病，包括慢性心力衰竭[3]、代谢综合征[4]等。肾交感神经是全身交感神经系统的重要组成部分。阻断肾交感神经可以降低血压，心率和交感神经活性，那么在正常生理状态下刺激肾交感神经是否可以观察到相反的效果呢？本研究拟探讨肾交感神经刺激对全身交感神经系统的影响。1材料与方法1.1实验动物分组及处理健康成年杂种犬12只，体重14~22kg，均为雄性，由武汉大学人民医院动物中心提供。实验动物随机分为Sham组(6只)和RSNS组(6只)。戊巴比妥钠30mg/kg前肢静脉麻醉，以后每小时追加2mg/kg维持麻醉状态。气管插管接动物呼吸机，分离一侧股、动静脉置入6F鞘管，动脉通道连接压力换能器监测血压，静脉通道用于滴注生理盐水补液。颈部脱毛备皮消毒后在左侧锁骨上水平暴露左侧颈内静脉备采血标本。空调室温控制在25℃~30℃，整个实验过程中，犬下方放置电热板以维持犬正常体温。持续记录体表心电图(LEAD2000)。做左腹膜后侧面切口，暴露左肾动脉。应用双极电极，对左肾动脉外膜表面的不同区域(左肾动脉近腹主动脉开口5~10mm处)予以高频电刺激(20Hz，0.1ms，15~25V)[5]。通过高频电刺激对血压的影响判断电极缝合在左肾动脉外膜的位置，要求刺激后血压较刺激前升高10%。RSNS组给予持续2h高频电刺激。为了保证刺激的有效性，每小时末停止刺激5min，调整电压强度确定血压升高达到阈值。假手术组在左肾动脉附近寻找一处体表皮肤给予以同样2h高频电刺激。1.2血流动力学检测在实验全程中，采用LEDE2000多导电生理仪连续监测犬的HR、动脉收缩压(SBP)、舒张压(DSP)、平均动脉压(MAP)和Ⅱ导联心电图。记录刺激前的HR、SBP和DSP，将该数值作为基础值。然后分别记录刺激1h、2h末的HR、SBP和DSP。1.3心率变异性检测分别于刺激前和刺激2h后用Holtermonitor记录HRV。采用血压与心率分析系统，将获得的512个连续窦性RR间期经快速傅里叶转换，获得RR间期功率谱的频域指标。计算下列参数：非常低的频率成分(VLF，0.04Hz)，低频成分(LF，0.04~0.15Hz)，高频成分(HF，0.15~0.40Hz)和LF/HF比值。HF是反映副交感神经活动的指标，LF和LF/HF比值是反映交感神经活动的指标[6]。1.4血清去甲肾上腺素水平检测分别于刺激前和刺激2h后经颈内静脉采血，血液标本注入肝素钠抗凝管中摇匀。室温静置10min后以3000r/min离心15min，取上清液置于EP管中。所有血清标本在检测前均放置在-80℃冰箱保存。采用犬酶联免疫吸附(ELISA)试剂盒检测血清去甲肾上腺素(南京建成生物工程研究所生产)。1.5统计学方法计量数据以均数±标准差(x-±s)表示。统计学处理用SPSS17.0统计软件分析，采用配对样本t检验，以P0.05为差异有统计学意义。2结果2.1各组犬血流动力学检测结果比较与基础值相比，RSNS组收缩压，舒张压在肾交感神经刺激1h、2h末均明显升高(P0.05)，但心率无明显改变，差异无统计学意义(P0.05)。Sham组心率和血压均无明显改变，见表1。表1各组犬血流动力学指标的检测结果及其比较(n=6，x±s)注：与基础值比较，aP0.05。项目组别基础值1h2hSBP(mmHg)RSNS112±6126±13a126±14aSham113±9114±7113±8DBP(mmHg)RSNS69±781±10a82±12aSham71±770±671±6HR(bpm)RSNS149±10151±10150±9Sham152±9150±12152±122.2各组犬心率变异性检测结果比较与基础值相比，RSNS组在肾交感神经刺激2h后LF值明显提高[(1.48±0.76)msvs(3.04±1.71)ms，P0.05]，LF/HF比值明显提高[(1.34±0.58)msvs(2.12±0.89)ms，P0.05]，HF值无明显改变，差异无统计学意义[(1.11±0.47)msvs(1.13±0.44)ms，P0.05]。相反，Sham组LF值，HR值和LF/HF比值均无明显变化，差异无统计学意义[(LF1.32±0.72)msvs(1.35±0.79)ms；HF(1.09±0.55)msvs(1.27±0.71)ms；LF/HF(1.28±0.59)msvs(1.16±0.71)ms，均P0.05]，见表2。表2各组犬心率变异性检测结果比较(n=6，x±s)注：与基础值比较，aP0.05。2.3各组犬血清去甲肾上腺素浓度检测结果比较与基础值相比，RSNS组2h肾交感神经刺激明显增加血清去甲肾上腺素浓度[(174.7±51.3)ng/dlvs(246.2±44.5)ng/dl]，差异有显著统计学意义(P0.01)。相反，Sham组血清去甲肾上腺素浓度无明显变化[(165.9±41.0)ng/dlvs(165.7±31.6)ng/dl]，差异无统计学意义(P0.05)。3讨论本研究发现持续肾交感神经刺激可以明显升高BR，同时提高HRV反映交感神经活性的指标和血清去甲肾上腺素浓度，提示持续肾交感神经刺激可以明显提高全身交感神经活性，从而引起血压升高。肾动脉分布有交感传出和传入神经[7]。肾交感传出神经沿肾动脉走行，主要分布于肾血管、肾小管、皮质和髓质肾单位。激活肾交感传出神经可促进肾素的分泌(β1受体)，增加肾小管对水钠的重吸收(α1受体)，收缩肾血管(α1受体和Y1受体)，从而减少肾血流量和肾小球滤过率[8-9]。既往研究发现刺激肾交感神经可引起高血压，部分原因为肾血管流量减少所致[10]。肾交感传入神经主要分布于肾盂、输尿管的近端及肾大血管周围。肾交感传入神经的节前纤维沿交感干下行，中枢调控区域位于延髓头端腹外侧部。缺血缺氧、氧化应激以及一氧化氮、腺苷等刺激信号可以激活肾交感传入神经的感受器，从而将这些感觉信息传递到中枢神经[11]。刺激肾交感传入神经通过激活延髓头端腹外侧的神经元增加中枢交感神经活性，引起血管收缩，血压升高[12-13]。Chinushi等[5]发现短时间经导管电刺激肾动脉外膜近端部分可引起血压升高，交感神经活性增强，其效应与刺激肾交感传入神经是一样的。在很多以交感神经过度激活为特征的疾病中，肾交感神经是长期持续激活的。在本研究中我们发现，以升高血压10%的刺激强度持续2hRSNS可以明显引起血压升高，提高HRV反映交感神经活性的指标(LF、LF/HF)和增加血清NE浓度，表明持续RSNS可以明显提高中枢交感神经活性。肾脏是调节中枢交感神经活性的重要组成部分。Converse等[14]发现终末期肾病患者的肌肉交感神经活性明显增高，但切除肾脏后可恢复到正常水平。研究证实肾功能不全中存在肾交