前言肺动脉高压(PAH)是临床常见的以肺血管阻力进行性增加并伴有不可逆的血管构型重建为特征的疾病,严重者可以导致右心室肥厚甚至右心衰竭。其主要特征为肺血管收缩性增强,肺血管构型重建,肺小血管内微血栓形成及肺组织炎症反应。引起PAH的原因很多,包括慢性阻塞性肺疾病(COPD)、肺组织慢性炎症反应、低氧、门脉高压、HIV感染等。PAH的病理机制复杂,与多种血管活性因子有关,如内皮素(endothelin)、前列环素(prostacyclin)、血栓烷A2(thromboxane A2，TXA2)、一氧化氮(NO)、5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)等。到目前为止,PAH的具体发病机制还不是很清楚。近年来,磷酸二酯酶-5(PDE-5)抑制剂已经应用到PAH的治疗中,NO-cGMP信号通路也成为治疗中的关键途径。西地那非是一种环磷酸鸟苷(cGMP)特异性的PDE-5选择性抑制剂,通过抑制分解cGMP的PDE-5来增加细胞内的cGMP。cGMP激活cGMP依赖的蛋白激酶G (cAMP-dependent protein kinasec, PKG),使细胞膜超极化,抑制钙离子内流,导致细胞内钙浓度降低,舒张血管平滑肌,扩张血管。PDE-5抑制剂通过NO-cGMP信号通路产生PAH治疗作用,而NO-cGMP信号通路诱导活性氧簇(reactive oxygen species, ROS)产生增多,ROS与炎症反应有关,能加重血管收缩和血管损伤,这又与PDE-5抑制剂治疗PAH的作用相矛盾。西地那非对MCT诱导的大鼠慢性炎性PAH的作用国内外有十几篇报道。其中不同文献报道西地那非发挥抗PAH作用的有效剂量差别很大,从100μg／kg/d到100 mg/kg/d不等,剂量范围相差1000倍,给药时间也有差别,但均报道有明显的抗PAH作用。因此,难以为临床上西地那非治疗伴有炎症的PAH提供充分依据。因此,本实验研究磷酸二酯酶-5(PDE-5)抑制剂(西地那非,尤克那非)对MCT诱导的慢性炎性PAH的作用,为临床上能否应用PDE-5抑制剂治疗伴有炎症的PAH提供实验依据。本文的研究内容包括：(1)应用正常大鼠的离体肺血管环,观察两种PDE-5抑制剂西地那非和尤克那非对离体大鼠肺动脉环的影响。(2)研究PDE-5抑制剂西地那非、尤克那非对野百合碱诱导的大鼠慢性炎性PAH的抑制作用。实验材料与方法1、PDE-5抑制剂西地那非、尤克那非对离体大鼠肺动脉环的影响取正常大鼠的肺动脉分枝环,分别给予苯肾上腺素(PE)及KCl刺激后加入不同浓度的西地那非、尤克那非,绘制浓度反应曲线。用不同浓度的西地那非、尤克那非提前孵育肺动脉分枝环,然后加入不同浓度的西地那非、尤克那非,观察西地那非、尤克那非对血管收缩的抑制作用。2、建立MCT诱导的慢性PAH大鼠模型预防性给药组大鼠腹腔注射MCT后,给予不同剂量的西地那非、尤克那非。对照组给予等量的蒸馏水。连续灌胃三周后检测肺动脉压力,颈动脉压力,右心肥厚指数；病理染色的方法检测肺小动脉厚度,炎性改变。治疗性给药组大鼠腹腔注射MCT两周后,给予不同剂量的西地那非、尤克那非灌胃,连续两周。检测指标与预防性性给药组相同。用统计分析的方法,比较不同组别各指标的差异,观察PDE-5抑制剂对MCT诱导的大鼠慢性PAH的影响。3、统计学分析所有数据以mean±SD表示,采用单因素方差分析。P<0.05时认为差异具有统计学意义。采用SPSS13.0软件进行统计学分析实验结果1、西地那非、尤克那非10-6mol／L PE诱导的大鼠离体肺动脉环收缩的影响终浓度为3×10-9 mol／L时,西地那非对10-6mol／L PE诱导的血管收缩开始产生舒张作用,其血管舒张百分比为0.785%±2.37%；在终浓度为10-4 mol／L时,其血管舒张百分比为84.27%±6.77%。西地那非的pEC50为5.1±0.32。在终浓度为10-10 mol／L时,尤克那非对10-6mol／L PE诱导的血管收缩开始产生舒张作用,其血管舒张百分比为0.88%±2.15%；在终浓度为10-4 mol／L时,其血管舒张百分比为78.88%±8.59%。尤克那非的pEC50为5.24±0.29。2、西地那非、尤克那非对0.04mol／L KCl诱导的大鼠离体肺动脉环收缩的影响在终浓度为10-6mol／L时,西地那非、尤克那非对0.04mol／L KCl诱导的血管收缩开始产生舒张作用,其血管舒张百分比分别为1.21%±1.35%、0.42%±1.03%；在终浓度为10-4mol／L时,其血管舒张百分比分别为79.38%±5.48%、74.90%±9.96%。pEC50分别为4.49±0.11、4.35±0.11。3、西地那非、尤克那非对10-6mol／L PE诱导的血管收缩的抑制作用预先给予不同浓度西地那非、尤克那非孵育肺动脉环对10-6mol／L PE引起的血管收缩产生不同程度的抑制作用,在终浓度为10-6mol／L时,西地那非、尤克那非对10-6mol／L PE诱导的血管收缩无显著抑制作用,其血管收缩百分比分别为98.75%±27.15%、113.46%±21.70%,在终浓度为10-5 mol／L、10-4 mol／L时西地那非、尤克那非对10-6mol／L PE诱导的血管收缩产生明显抑制作用,其血管收缩百分比分别为28.94%±18.77%、0.54%±1.21%及56.84%±15.88%、11.37%±6.10%(P<0.05)。4、西地那非、尤克那非对0.04 m／L KCl诱导的血管收缩的抑制作用预先给予不同浓度西地那非、尤克那非孵育肺动脉坏对0.04 mol／L KCI引起的血管收缩产生不同程度的抑制作用。在终浓度为10-6mol／L时,西地那非、尤克那非对0.04 m／L KCl诱导的血管收缩无显著抑制作用,其血管收缩百分比分别为85.69%±24.57%、98.82%±21.54%,在终浓度为10-5mol／L、10-4 mol／L时西地那非、尤克那非对0.04 m／L KCI诱导的血管收缩产生明显抑制作用,其血管收缩百分比分别为59.91%±16.45%、59.24%±26.53%及11.21%±8.62%、11.24%±7.51%(P<0.05)。5、西地那非、尤克那非预防性给药对MCT诱导的大鼠慢性炎性PAH作用与对照组相比,MCT组平均肺动脉压从15.70±1.98mmHg升高到24.79±6.40 mmHg(P<0.01)；西地那非7.5 mg／kg/d组平均肺动脉压为24.22±7.34mmHg,与MCT组比较,虽然有所降低,但无显著性差异；尤克那非3.75 mg／kg/d、7.5 mg／kg/d、15 mg／kg/d平均肺动脉压分别为25.00±6.14mmHg、23.28±4.79mmHg、23.67±6.97mmHg,与MCT组相比,无显著性差异。与对照组相比,MCT组右心指数从0.293±0.026增加到0.380±0.095(P<0.01)；西地那非7.5 mg／kg/d组右心指数为0.354±0.051,与MCT组比较,虽然有所降低,但无显著性差异；尤克那非3.75 mg／kg/d、7.5 mg／kg/d、15 mg／kg/d组右心指数分别为0.360±0.072、0.362±0.062、0.365±0.057,与MCT组相比,无显著性差异。与对照组相比,MCT组肺血管厚度百分比从50.90%±11.62%升高到79.24%±9.50%(P<0.05)。西地那非7.5 mg／kg/d组肺小动脉血管厚度百分比为66.14%±16.80%(P<0.05 vs MCT)。尤克那非3.75mg/kg/d组为74.03%±13.49%,与MCT组相比无显著性差异,尤克那非7.5mg/kg/d、15 mg／kg/d组分别为67.07%±10.55%、68.11%±14.92%(P<0.05 vs MCT)。尤克那非3.75 mg/kg/d组为74.03%±13.49%,与MCT组相比无显著性差异。6、西地那非、尤克那非治疗性给药对MCT大鼠生存率的影响空白对照组大鼠生存率为100%,MCT组大鼠生存率为63.6%,西地那非组为72.7%,尤克那非25 mg/kg/d、50 mg/kg/d、100 mg/kg/d组生存率分别为80.0%、81.8%、81.8%,做Kaplan-Meier生存分析,西地那非、尤克那非生存率略高于MCT组,但无显著性差异。7、西地那非、尤克那非治疗性给药对MCT诱导的大鼠慢性炎性PAH作用与对照组相比,MCT组平均肺动脉压从15.00±3.07 mmHg升高到30.00±1.67mmHg(P<0.01)；西地那非50 mg/kg/d组平均肺动脉压为27.57±5.16 mmHg,与MCT组比较,虽然有所降低,但无显著性差异。尤克那非25 mg/kg、50 mg／kg、100 mg/kg/d组平均肺动脉压分别为30.50±8.54 mmHg、28.14±7.17 mmHg、30.43±7.25 mmHg,与MCT组相比,无显著性差异。与对照组相比,MCT组右心指数从0.278±0.023增加到0.519±0.117(P<0.01)；西地那非50 mg/kg/d组右心指数为0.491±0.079；尤克那非25 mg/kg/d、50 mg/kg/d、100 mg/kg/d组右心指数分别为0.509±0.095、0.490±0.117、0.516±0.099,与MCT组相比,无显著性差异。与对照组相比,MCT组肺血管厚度百分比从58.62%±9.68%升高到81.47%±12.04%(P<0.05)；西地那非50 mg/kg/d肺血管厚度百分比为79.14%±10.95%,虽然有所降低但未达到统计学差异；尤克那非25 mg／kg/g/d组肺血管厚度74.82%±10.75%。与MCT组相比无显著性差异,尤克那非50 mg／kg/d组为70.93%±15.62%(P<0.05),而尤克那非100 mg／kg/d组肺血管厚度百分比为86.36%±14.58%,但与MCT组相比无显著性差异。结论1离体实验结果提示PDE-5抑制剂西地那非、尤克那非对PE及KCl引起的血管收缩有舒张作用。2西地那非、尤克那非对MCT诱导的慢性炎性PAH无明显改善作用,对肺动脉压力和右心肥厚无明显降低作用,对MCT引起的慢性炎症反应亦无明显改善,但对MCT引起的肺小动脉增殖有一定的抑制作用。3本实验结果对临床指导用药具有重要意义,PDE-5抑制剂西地那非、尤克那非对伴有炎症的PAH无明显抗PAH作用,提示PDE-5抑制剂的适应症不应该包括伴有炎症的PAH。
