高血壓(hypertension)是最常見的慢性病,也是心腦血管病最主要的危險因素。高血壓動物模型是開展高血壓疾病及其并發癥研究所采用的模型,應用于高血壓研究的實驗動物選擇有豬、猴、羊、犬和大鼠等,但以犬和大鼠造模居多。本文分享幾種常見的高血壓造模法及其鑒定方法。
一、SHR 模型
SHR大鼠(Spontaneous Hypertension Rat,SHR)又稱自發性高血壓大鼠,SHR大鼠自發性高血壓發病率高,正常大鼠收縮壓110-120mmHg,SHR育成后血壓高達200mmHg以上;且無明顯原發性腎臟或腎上腺損傷,心血管發病率高。但其生育能力,存貨壽命無明顯下降。
主要特征:高血壓發生率高,且無明顯原發性腎臟或腎上腺損傷,血壓高于200mmHg,尿嘌呤糖尿病能進一步使血壓增高,動物對抗高血壓藥物有反應,該品系為篩選抗高血壓藥物的最適動物模型。繁殖力及壽命無明顯下降,可飼養13-14個月,繁殖時應選用高血壓大鼠作親代。SHR大鼠是一種人為篩選出來的高血壓模型大鼠(用患有高血壓的WKY大鼠重復多代交配獲得),這個品系的大鼠100%會罹患高血壓。而WKY(Wistar-Kyoto)大鼠,則經常作為SHR大鼠的血壓正常對照組。SHR大鼠是天生的高血壓大鼠,具有高血壓這種遺傳病,而WKY大鼠則沒有高血壓遺傳,在沒有特殊情況時,血壓正常。SHR大鼠也可以通過高脂飼料飼養的方式進行高血壓肥胖模型相關的研究,應用非常廣泛。
另一種自發性高血壓大鼠的亞系,即易卒中性自發性高血壓大鼠(SHRsp),SHRsp出生后6周血壓開始升高,并持續上升,到10~15周齡達200mm Hg,5~6月齡達高峰(230 mmHg~250 mm Hg),7月齡略下降。雄性SHRsp平均壽命9月,雌性為12月。其特點是100%發生高血壓,80%發生腦卒中。故可以作為腦卒中研究的理想動物模型。
缺點是價格較貴,遺傳育種需要一定時間。
二、兩腎一夾型腎血管性
高血壓大鼠模型
造模方法:3%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉,腹部做切口,分離左腎周圍脂肪組織,小心分離左腎靜脈,用0.2mm的銀夾環繞左腎動脈,夾緊,造成左腎動脈狹窄,右腎不觸及口。
該方法由于用銀夾狹窄僅一側腎動脈,造成該側腎臟缺血,而另一側腎臟不觸及,故其血壓升高主要是由于腎臟缺血而造成腎素增多,腎素-血管緊張素系統激活所致。
該模型具有造模簡單,成功率高,同一性強等優點,與人類高血壓病理過程具有可比性,是國際上最常用的經典的高血壓動物模型,它是目前篩選降壓藥物中選用較多的一種模型,也可在此實驗模型基礎上加飲用2%氯化鈉溶液。
三、雙腎雙夾型腎血管
高血壓大鼠模型
其自發性腦卒中發生率可達56.4%,故又稱其為易卒中腎血管性高血壓大鼠。
造模方法:選用體重為90-120g鼠齡為2-3月的雄性SD大鼠,用3%戊巴比妥鈉腹腔注射,10~15min后在無菌操作下經腹正中縱形切口,依次鈍性分離雙側腎動脈,用內徑為0.3mm的自制環形銀夾分別鉗夾雙側腎動脈起始部。整個手術不損傷腎臟、肝臟、乳糜池及腎靜脈。術后腹腔注射少量青霉素預防感染。2~3月雄性SD大鼠實驗前血壓為110±9mm Hg,術后一周上升至124.5±11.2mm Hg,術后三周時血壓超過150.0mm Hg. 部分大鼠血壓可高于250mmHg。
模型特點:腎動脈狹窄術后一周則有腦血管通透性增高。血壓高于180mmHg者,持續3~5月后,腦內細小動脈有不同程度的透明變化、纖維素樣壞死、動脈壁增生性反應而致管壁增厚、管腔狹窄,有時尚可見微動脈瘤形成,腦底大動脈及頸動脈中層肥厚。其中血壓水平180mmHg~200mmHg者主要表現為腦細小動脈透明變性;高于200mm Hg者,腦內細小動脈則有較辦盛的纖維素壞死:此血壓水平維持5月以上時,腦內細小動脈增生性反應明顯,有管腔狹窄或閉塞。表明高血壓所致腦血管損害與血壓水平及持續時間有關.腦內微血管損害在高血壓初期則已發生,隨著血壓水平的升高及持續時間的延長,腦微血管損害逐漸加重,最終發展為管壁壞死、管腔狹窄,周圍腦組織嚴重水腫。該型高血壓大鼠腎臟無嚴重結構與功能損害,腎臟改變與血壓升高不平行。黃如訓等研究發現,腎動脈狹窄術后有心臟左室肥厚,左室前、側壁、室間隔均明顯厚于假手術組,大冠狀動脈無粥樣硬化,但心肌內小冠狀動脈廣泛受損,尤其是發生心肌梗死者更明顯。術后40周自發性心肌梗死率為41.8%。
與單腎單夾、雙腎單夾法或腎臟包裹法復制的高血壓大鼠相比,雙腎雙夾腎血管性高血壓大鼠血壓峰值高且穩定,隨觀察時間的延長,血壓水平繼續穩步升高,與人類高血壓病的血壓演變過程基本一致,雙腎雙夾腎血管性大鼠術后兩周血壓急驟上升,血壓走勢與雄性自發性高血壓大鼠趨于一致,具備了自發性高血壓大鼠血壓長期穩定并隨鼠齡增長而逐漸增加的特點。雙腎雙夾腎血管性高血壓大鼠能產生與自發性高血壓大鼠相似的血壓峰值以及心腦血管并發癥。如果在實驗中僅從高血壓這一單一因素引起身體其它器官并發癥考慮,雙腎雙夾腎血管性大鼠能彌補自發性高血壓大鼠某些方面的不足,而且還有動物來源廣泛、價格便宜、飼養容易、模型復制方法簡單等優點。可以廣泛應用于高血壓心、腦、腎等并發癥防治等方面的研究。如用腎血管性高血壓大鼠建立腦動脈瘤模型,并探討動脈瘤發生機制的研究;建立人工寒湖環境,探討人工寒潮與腦卒中的關系,亦采用易卒中型腎血管性高血壓大鼠。
四、其他常見高血壓大鼠模型
1、腹主動脈縮窄法高血壓大鼠模型
造模方法
行腎上腹主動脈部分結扎手術,將一外徑約0.7mm穿刺針放于腹主動脈旁,用外科縫合絲線將腹主動脈和穿刺針一起扎緊,然后將穿刺針抽出以使結扎處動脈處于部分結扎狀態。
該模型可以造成負荷增高型大鼠心室肥厚和心衰模型,用于研究心室肥大和心衰等方面的治療研究
2、高鹽飲食誘導的高血壓大鼠模型
造模方法
取雄性Wistar大鼠(220~250g)飼喂高鹽大鼠飼料(8%氯化鈉液)和飲用0.85%氯化鈉液.每周用大鼠尾動脈血壓心率測定儀測尾動脈血壓1次,至第6周動物血壓明顯增高并穩定后,開始實驗研究。
該模型操作簡單,成功率高,易復制,可用于鹽敏感性高血壓的研究及抗高血壓藥物的篩選。
五、高血壓模型的鑒定方法
1. 間接測量法:
也就是常說的尾壓法(Tail-cuff法)。將傳感器套在老鼠尾部,通過充氣、放氣對尾動脈加壓和釋壓的同時監測血流信號,得出血壓值。
優點:無創,不需手術。把老鼠固定在特定的保溫裝置內,尾巴上套上傳感器,從固定到得出結果只需3-10分鐘。尤其適用于每隔數天就需要重復測量的實驗。
采用尾容積法測定清醒狀態下大鼠的間接血壓(收壓縮);血壓在85~115mmHg范圍為正常血壓大鼠;
各種造型處理后凡血壓比處理前高20mmHg大于正常血壓(大于正常血壓三個標準差值)。以上且高于115mmHg者確定為高血壓模型。
2、直接測量法
(1)動脈插管法
麻醉后,分離股動脈或頸動脈,插入導管(常用PE管),使用多導生理儀連續監測血壓。該法最大的缺點就是需要麻醉,因為目前用到的麻醉劑對心血管系統都有一定的影響。如果評價心血管類藥物,此法不適合。
(2)外置導管法
借用“wangp249”帖子里的一段話(感謝wangp249):“在大鼠股動脈和股靜脈上各插一根導管,肝素化。動脈管連接換能器,靜脈管給藥,從而可以“連續測定清醒自由活動大鼠”的血壓情況。”
(3)植入式遙測(Telemetry)
通過手術將植入子上的導管插入腹主動脈內,發射器固定在腹腔內。老鼠可在鼠籠內自由活動,在鼠籠下方放置一塊接收板,用于接收信號,然后傳送到電腦上,進行數據存儲和分析。