高血壓患者紅細胞鎂含量、Mg2+Na+交換速率的研究

1、    高血壓患者紅細胞鎂含量、Mg2+/Na+交換速率的研究        【摘要】目的探討原發(fā)性高血壓(EH)、腎實質(zhì)性高血壓(RH)和腎血管性高血壓(RVH)患者紅細胞鎂含量(EMC)、Mg2+/Na+交換速率(VNDmax)及其與血壓的關(guān)系。方法原子吸收光譜火焰法。結(jié)果(1)EH組的EMC(2.03±0.06)mmol/L顯著較正常對照組(2.16±0.04)、RH（2.17±0.05）和RVH（2.15±0.04）組低，而VN

2、Dmax(155.3±15.2)mol.L-1.h-1顯著較另外三組高(分別為96.8±13.2、94.3±14.2和97.3±12.5)。(2)EH組VNDmax與舒張壓顯著相關(guān)(r=0.4872，P0.05)。結(jié)論(1)EH患者VNDmax明顯升高，是造成EMC低下的原因，可能在疾病的發(fā)生發(fā)展中起一定作用。(2)RH、RVH患者細胞鎂代謝狀況無異常?！娟P(guān)鍵詞】高血壓鎂/代謝離子交換Study of erythrocyte magnesium content and Mg2+/Na+ exchange rate in patients with hyp

3、ertensionMAI Weiyi, YE Rengao, MA Hong, et al. Department of Internal Medicine, First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University of Medical Sciences, Guangzhou 510080【Abstract】ObjectiveTo investigate the erythrocyte magnesium content (EMC), magnesium-sodium exchange rate (VNDmax) and its relationsh

4、ip with blood pressure in patients with essential hypertension (EH), renal parenchymal hypertension(RH) and renal vascular hypertension(RVH). Methods EMC and VNDmax were measured by flame assay of atomic absorption spectrophotometry. Results(1) EMC in EH group (2.03±0.06)mmol/L was significantl

5、y lower than normal control(2.16±0.04), RH(2.17±0.05) and RVH(2.15±0.04) group, while VNDmax(155.3±15.2)mol.L-1.h-1was significantly higher than other three groups (96.8±13.2, 94.3±14.2 and 97.3±12.5respectively). (2) VNDmax in EH group closely correlated to diasto

6、lic blood pressure (r=0.4872, P<0.05). Conclusion(1)VNDmax increases in EH,which is the cause of low EMC and might contribute to the pathogenesis of the disease. (2) cellular magnesium metabolism is not abnormal in RH and RVH.【Key words】HypertensionMagnesium/sodiummetabolismIon exchange流行病學(xué)與臨床研究發(fā)

7、現(xiàn)鎂代謝狀況與原發(fā)性高血壓的發(fā)生和發(fā)展有密切關(guān)系，如鎂攝入量與血壓呈負相關(guān)，給原發(fā)性高血壓患者服強化鎂劑可使血壓降低，并提高某些降壓藥的降壓幅度1，2。國外研究發(fā)現(xiàn)，原發(fā)性高血壓患者細胞鎂水平低下3，4，與自發(fā)性高血壓大鼠的心肌、血管平滑肌、骨骼肌等細胞內(nèi)鎂水平低下相似。細胞內(nèi)鎂水平低下可降低Ca2+ATP酶活性，使肌漿網(wǎng)對游離Ca2+回收減少，細胞鈣負荷過重，血管平滑肌緊張度升高，影響血壓正常調(diào)節(jié)。目前認為，細胞內(nèi)鎂含量主要由細胞的鎂-鈉（Mg2+/Na+）交換速率決定5，6。我們通過測定國人原發(fā)性高血壓患者紅細胞鎂含量及Mg2+/Na+交換速率，并與繼發(fā)性高血壓中的腎實質(zhì)性高血壓、腎血管性

8、高血壓作對比研究，探討高血壓的發(fā)病機制。材料與方法一、研究對象按WHO/ISH 1993年頒布的高血壓的分類和分期標準，即舒張壓90 mmHg(1kPa7.5 mmHg)，和(或)收縮壓140 mmHg診斷為高血壓。經(jīng)體檢和實驗室有關(guān)檢查未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致血壓升高因素者診斷為原發(fā)性高血壓(EH)。腎實質(zhì)性高血壓(RH)、腎血管性高血壓(RVH)分別按文獻7中腎性高血壓和腎血管性高血壓章節(jié)的診斷條件診斷。入選條件是未經(jīng)治療或停藥1個月以上并且無下列情況之一者：(1)肝功能異常(ALT>40 U/L 或AST>37 U/L)；(2)確診糖尿病或有糖尿病家族史；(3)酗酒（每天純酒精>10

9、0 g）、懷孕、服避孕藥；(4)EH患者血清肌酐132 mol/L。入選的EH患者45例，期患者15例、期30例。RH患者20例，其中慢性腎小球腎炎12例，梗阻性腎病2例，返流性腎病2例，慢性腎盂腎炎、多囊腎、海綿腎、狼瘡腎炎各1例。RVH患者15例，其中多發(fā)性大動脈炎6例，外傷后腎動脈狹窄1例，確切病因未明確8例。健康對照組(NC)30例，為血壓正常，年齡、性別構(gòu)成比與EH組相匹配，無高血壓和糖尿病家族史的志愿者和年度體檢人員，經(jīng)體檢和實驗室有關(guān)檢查排除了器質(zhì)性病變及代謝異常。4組受試者的臨床資料見表1。表1 4組受試者的臨床資料(±s)組別例數(shù)性別(男/女)年齡(歲)收縮壓(kP

10、a)舒張壓(kPa)體重指數(shù)(kg/m2)血清肌酐(mol/L)病程(年)NC3018/12-EH4527/8RH2012/8RVH158/7經(jīng)秩和檢驗，4組的性別構(gòu)成比一致；RH和RVH組的血清肌酐均高于NC組和EH組(P<0.05)，而前兩組之間，后兩組之間則無統(tǒng)計學(xué)差異(P0.05)；三組患者的病程無顯著性差異。二、研究方法1.紅細胞分離、洗滌及血漿鎂濃度測定：取受試者禁食12小時以上靜脈血10 ml，置無菌肝素化離心管中充分混勻以抗凝。于4 ，以1750g離心15分鐘，取血漿0.5 ml，置-80 冰箱，成批備測 。以濃度(mol/L)分別為5.14、10.28、20.57和24

11、.68 4個標準樣本制備標準曲線，以美國瓦里安公司產(chǎn)的Spectr AA-20型原子吸收光譜儀，用火焰法測定各樣本的鎂濃度。余血漿及淡黃色披膜去除。紅細胞于無菌條件下，以4 的150 mmol/L KCl洗滌4次。2.紅細胞鎂含量(EMC)測定：制備壓積紅細胞，參照Picado等6的方法測定EMC。即把100 l壓積紅細胞加入至10 ml雙蒸水分混勻以溶血，取0.5 ml置-80 冰箱，成批測定鎂濃度。3.紅細胞加鎂負荷：參照文獻6的方法。把洗滌過的紅細胞加入至含MgCl2和PCMBS，終濃度分別為110 mmol/L和50 mol/L的溶液中(紅細胞比積約0.1)，于4 孵育20小時，離心取

12、紅細胞再加入含KCl、NaCl、K2HPO4、Glucose、L-cysteine、EGTA、inosine和adenine，終濃度(mmol/L)分別為135、15、5.5(37 時，pH=7.4)10、4、0.5、3和2的“復(fù)蘇介質(zhì)”中(紅細胞比積為0.2)，于37 孵育1小時。均分紅細胞于兩離心管，分別以4 濃度各為150 mmol/L的KCI和NaCl洗滌5次，得A管和B管紅細胞。4.紅細胞非鈉依賴性鎂外流的測定：把A管5份125 l壓積紅細胞分別加入含KCl、MOPS-Tris和glucose，終濃度(mmol/L)分別為145、10(37 時，pH=7.4)和10的溶液中(紅細胞比

13、積為0.05)，于37 孵育，每小時1管，驟置4 水浴中1分鐘，使鎂外流中止。于4 離心，取上清液0.5 ml置-80 冰箱，成批測鎂濃度。5.紅細胞總鎂外流量的測定：類似方法4，用B管紅細胞，把KCl換成同等濃度的NaCl。6.紅細胞鈉依賴性鎂外流量的計算：分別把各時點紅細胞總鎂外流量減去同一時點的非鈉依賴性鎂外流量。7.紅細胞總鎂外流量最大速度(VTmax)、紅細胞非鈉依賴性鎂外流最大速率(VNImax)和紅細胞鈉依賴性鎂外流最大速率(VNDmax)的計算：以1、2、3、4、5小時作自變量，各時點所對應(yīng)的鎂濃度作應(yīng)變量，回歸得斜率b，按公式計算鎂外流最大速率(Ht為方法46中的紅細胞比積)

14、。8.統(tǒng)計學(xué)處理：數(shù)據(jù)以±s表示，組間比較用Student-Newman-Keuls test,相關(guān)分析用Spearman correlation。 結(jié)果一、四組的血漿鎂濃度(PMg)無顯著性差異見表2。表24組的PMg、EMC、VTmax、VNImax和VNDmax（±s）組別例數(shù)PMg(mol/L)EMC(mmol/L)VTmax(mol.L-1.h-1)VNImax(mol.L-1.h-1)VNDmax(mol.L-1.h-1)NC30RH20RVH15EH45*+*EH與NC比，* P0.05；EH與RV比， P0.05;EH與RVH比， P0.05 二、四組的EM

15、C、VTmax、VNImax和VNDmax的比較見表2。EH組的EMC顯著較另外三組低 (P0.05)，而VTmax和VNDmax則顯著較另三組高(P0.05)。四組間的VNImax無統(tǒng)計學(xué)差異(P0.05)。NC組與RH、RVH組的EMC、VTmax、VNDmax亦無統(tǒng)計學(xué)差異(P0.05)。三、NC、RH、RVH組和EH組的VNDmax與EMC的Spearmam相關(guān)系數(shù)分別是0.3028（P=0.368）、-0.0271(P=0.910)、-0.1254 (P=0.656) 和 -0.8786 (P=0.000)。即EH組的VNDmax與EMC顯著負相關(guān)。四、紅細胞Mg2+/Na+交換速率

16、與血壓的相關(guān)性四組的VNDmax分別與收縮壓的相關(guān)系數(shù)(rs SBP)及其概率(PSBP)和舒張壓的相關(guān)系數(shù)(rs DBP)及其概率PDBP見表3。表44組的rs SBP、PSBP和rs DBP、PDBP組別例數(shù)rs SBPPSBPrs DBPPDBPNC30RH20RVH15EH45討論 鎂代謝與高血壓發(fā)生發(fā)展的關(guān)系愈來愈受臨床研究關(guān)注。如發(fā)現(xiàn)鎂攝入量與血壓呈負相關(guān)，當每日攝入量超過300 mg時可明顯降低發(fā)生高血壓的危險性8。但仍然有許多問題，如細胞內(nèi)鎂穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)、鎂穩(wěn)態(tài)異常如何導(dǎo)致血壓異常等尚待更深入的探討。我們發(fā)現(xiàn)，三組患者的血漿鎂濃度均與正常對照組無顯著性差異。盡管動物實驗中，細胞外

17、鎂對血壓有影響，低血鎂可致有病損的血管收縮和血壓升高。然而本研究顯示三組患者的血漿鎂無異常，表明這三組患者血壓的升高與細胞外鎂關(guān)系不大或無關(guān)，導(dǎo)致血壓升高的原因應(yīng)在血漿鎂之外的因素中。我們還發(fā)現(xiàn)，國人原發(fā)性高血壓患者的EMC明顯低下，與Picado等4的發(fā)現(xiàn)類似。紅細胞的鎂穩(wěn)態(tài)可間接反映體內(nèi)其它細胞的鎂穩(wěn)態(tài)狀況9。結(jié)合自發(fā)性高血壓大鼠血管平滑肌等組織鎂水平低下的特點，推測原發(fā)性高血壓患者的血管平滑肌鎂含量可能低下。血管平滑肌內(nèi)低鎂可導(dǎo)致血壓升高。因為生理濃度下細胞內(nèi)游離鎂對肌漿網(wǎng)Ca2+ATP酶活性極其重要，胞漿游離鈣濃度的正常調(diào)節(jié)（即肌漿網(wǎng)對游離鈣的回收）賴于Ca2+ATP酶活性正常。細胞內(nèi)

18、低鎂將降低Ca2+ATP酶活性，使鈣調(diào)控異常。而且細胞內(nèi)低鎂是導(dǎo)致胰島素抵抗的原因之一。此外，鎂還是天然的鈣通道阻滯劑，可阻斷電壓依賴性、受體門控和電流操控的鈣通道。細胞內(nèi)低鎂使Mg/Ca降低，致使交感神經(jīng)釋放兒茶酚胺增多，還使血小板聚集能力增強，血小板活性物質(zhì)釋放增多10。國外研究發(fā)現(xiàn)，給原發(fā)性高血壓患者強化鎂劑三周后，其EMC提高后，血壓明顯下降11，更說明細胞內(nèi)鎂穩(wěn)態(tài)對血壓調(diào)節(jié)的重要性。本研究中，我們顯示了紅細胞的鎂外流可通過非鈉依賴性和鈉依賴性兩條途徑。本研究中四組的VNImax無顯著性差異，表明造成四組間紅細胞鎂含量差異的原因不是非鈉依賴性鎂外流，而是鈉依賴性鎂外流，并提示可能存在主

19、動的鎂轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。鎂的平衡可受多種激素，如降鈣素、兒茶酚胺和胰島素等的調(diào)節(jié)，而調(diào)節(jié)細胞內(nèi)鎂穩(wěn)態(tài)的主要機制是鎂-鈉的主動轉(zhuǎn)運。現(xiàn)已證實鎂-鈉轉(zhuǎn)運系統(tǒng)既非Na+-K+泵，亦非Ca2+-Na+泵12，13，而是一新發(fā)現(xiàn)的離子轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，已在人和動物的紅細胞，動物的血管平滑肌、心肌、肝、胸腺等細胞中發(fā)現(xiàn)。鎂-鈉轉(zhuǎn)運系流在調(diào)節(jié)因素作用下，水解ATP產(chǎn)能，通過主動逆向交換機制，以2：1的比率使Na+進入細胞內(nèi)，把Mg2+泵出細胞外。從本研究我們發(fā)現(xiàn)，原發(fā)性高血壓患者紅細胞Mg2+/Na+交換速率明顯較正常對照組高，且該組的VNDmax與EMC顯著負相關(guān)（rs=-0.8786, P=0.000），結(jié)果與國外學(xué)者

20、報道一致。表明紅細胞Mg2+/Na+交換速率升高是造成紅細胞鎂水平低下的直接原因。由于取材上的限制，對人血管平滑肌Mg2+/Na+交換速率及鎂含量的研究不能廣泛地進行。動物實驗已證實紅細胞鎂代謝狀況可間接反應(yīng)包括血管平滑肌在內(nèi)的其他組織的鎂代謝狀況14,15。結(jié)合本研究原發(fā)性高血壓患者EMC低下與血壓升高有相關(guān)的發(fā)現(xiàn)，推測原發(fā)性高血壓患者的血管平滑肌鎂代謝狀況可能發(fā)生與其紅細胞的Mg2+/Na+交換速率和鎂含量相似的改變。隨著血管平滑肌鎂含量的降低，血管的張力增加，血壓調(diào)節(jié)異常。而且，由鎂-鈉交換增多而致的細胞內(nèi)鈉含量的增多，一方面使血管壁鈉、水負荷增加，管壁狹窄，另一方面導(dǎo)致Na+-Ca2+

21、交換增多，細胞的鈣負荷進一步加重，加強了血壓調(diào)節(jié)的異常。本研究中，我們發(fā)現(xiàn)，原發(fā)性高血壓患者的VNDmax與收縮壓和舒張壓的相關(guān)系數(shù)分別為0.2562(P=0.082)和0.4873(P=0.042)。提示原發(fā)性高血壓患者細胞鎂-鈉交換亢進對舒張壓的影響更明顯。這可能是鎂-鈉交換亢進造成細胞內(nèi)低鎂后，通過上述的一系列改變，使細胞鈣負荷過重，血管的緊張度升高，舒張壓的改變更明顯。本研究中，腎實質(zhì)性高血壓、腎血管性高血壓患者的VNDmax與正常對照組無顯著性差異，均顯著低于原發(fā)性高血壓組，而且EMC無異常。這提示不同病種VNDmax差異的原因,可能在于發(fā)病機制的差異。腎實質(zhì)性高血壓發(fā)病機制是鈉水潴

22、留、RAS活性亢進、腎臟激肽釋放酶-激肽-前列腺素系統(tǒng)受抑制。腎髓質(zhì)分泌的降壓物質(zhì)減少等起主要作用。而腎血管性高血壓早期的主要原因是腎素升高，激肽釋放酶-激肽-前列腺素系統(tǒng)亦受影響，其后水鈉潴留、血容量擴張，隨著腎功能逐漸減退，腎臟分泌的各種降壓物質(zhì)隨之減少，血壓升高。原發(fā)性高血壓的發(fā)病機制與高交感神經(jīng)張力、胰島素抵抗、遺傳、某些原癌基因過度表達等更關(guān)系密切，這與上述兩型繼發(fā)性高血壓有很大的差別。原發(fā)性高血壓患者VNDmax升高，是造成EMC低下的原因，其可能在疾病的發(fā)生和發(fā)展中起一定作用。無藥物干預(yù)的腎實質(zhì)性高血壓、腎血管性高血壓患者的VNDmax和EMC均無異常，提示這兩型繼發(fā)性高血壓的發(fā)

23、病機制無細胞內(nèi)鎂穩(wěn)態(tài)異常這一因素參與或并不突出。作者單位：510080 廣州，中山醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院內(nèi)科參考文獻1Kesteloot H, Joossens JV. Relationship of dietary sodium, potassium, calcium, and magnesium with blood pressure: Belgian Interuniversity Research on Nutrition and Health. Hypertension，1988, 12: 594-599.2Motoyama T, Sano H, Fukuzaki H. Oral ma

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