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编号:10205535
高血压病患者红细胞Mg2+/Na+交换速率与血压相关性的研究
http://www.100md.com 《中华心血管病杂志》 2000年第28期
     麦炜颐 马虹 李玉杰 曾群英 陈国伟 何小洪 冯冲 王礼春

    摘 要 目的 探讨高血压病(EH)患者血浆镁浓度(PMg)、红细胞镁含量(EMC)和红细胞Mg2+/Na+交换速率与血压的相关性。方法 用原子吸收光谱火焰法测定53例EH患者PMg、EMC,以及加镁负荷后红细胞在含钾或钠介质中5 h的时间-镁外流,并计算总镁外流最大速率(VTmax)、非钠依赖性镁外流最大速率(VNImax)和钠依赖性镁外流最大速率(VNDmax)。结果 (1)EH组PMg与对照组比较,差异无显著性[(868.2±56.5)、(863.7±50.8)μmol/L],EMC明显低于对照组[(2.07±0.05)、(2.16±0.04) mmol/L,P<0.05],而VTmax和VNDmax明显高于对照组[分别为(308.3±19.7)、(273.5±16.8) μmol.L-1.h-1,(153.5±17.4)、(96.8±13.2) μmol.L-1.h-1,P<0.05)。VNImax两组间差异无显著性[(169.5±21.4)、(172.3±15.3) μmol.L-1.h-1,P>0.05]。(2)EH组VNDmax与EMC呈明显正相关(r=-0.876 4,P<0.001),而对照组无明显相关。(3) EH组EMC与血压呈显著正相关(收缩压r=0.553,P=0.046;舒张压r=-0.426,P=0.025),同时VNDmax与舒张压呈显著正相关(r=0.498 6,P=0.041)。结论 EH患者红细胞VNDmax明显增高,导致EMC降低,在EH的发生和发展中可能起一定作用。
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    关键词:高血压 离子交换 镁 代谢

    镁是机体细胞内含量第2的阳离子,与许多重要的生化反应有关,包括所有涉及ATP的反应。其在控制神经活动、神经肌肉传递速度和调节心脏激动性、血管运动张力及血压方面具有重要作用[1]。大量实验、流行病学和临床研究提示,镁在高血压病(essential hypertension,EH)的发生发展中起着重要作用。研究表明,EH患者细胞镁水平低下[2,3],降低了Ca2+ATP酶活性,减少肌浆网对Ca2+的回收,继而引起Ca2+负荷加重,血管平滑肌张力升高而使血压升高。据认为细胞内镁主要由细胞膜的镁-钠

    表1 两组受试者的临床资料(x±s)

    组别

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    收缩压(mm Hg)

    舒张压(mm Hg)

    体重指数(kg/m2)

    血肌酐(μmol/L)

    病程(年)

    对照组

    30

    116.6±12.1

    75.4±6.3

    22.7±1.8

    83.9±10.5
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    —

    EH组

    53

    170.3±12.3

    102.1±9.6

    23.4±2.9

    88.3±15.9

    4.5±3.7

    表2 两组的PMg、EMC、VTmax、VNImax和VNDmax比较(x±s)

    组别

    例数
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    PMg

    (μmol/L)

    EMC

    (mmol/L)

    VTmax

    (μmol.L-1.h-1)

    VNImax

    (μmol.L-1.h-1)

    VNDmax

    (μmol.L-1.h-1)
, 百拇医药
    对照组

    30

    863.7±50.8

    2.16±0.04

    273.5±16.8

    172.3±15.3

    96.8±13.2

    EH组

    53

    868.2±56.5

    2.07±0.05*

    308.3±19.7*
, 百拇医药
    169.5±21.4

    153.5±17.4*

    注:两组间比较,.P<0.05(Mg2+/Na+)交换速率决定[4,5],其相关研究国内尚少报道。本研究通过测定国人EH患者红细胞镁含量及Mg2+/Na+交换速率,了解其与血压的相关性,探讨EH的发病机制。资料与方法

    1.研究对象:收集1998年1月~1999年6月我院心内科就诊的EH患者[按WHO/ISH 1993年高血压标准确诊,即舒张压≥90 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)和(或)收缩压≥140 mm Hg,经体检及相应实验室检查排除继发性高血压],选择未经降压治疗或停降压药1个月以上,并排除了肝、肾功能异常及合并糖尿病或有糖尿病家族史,酗酒(每天纯酒精≥100 g)、怀孕、服避孕药等情况后入选的EH患者共53例为EH组,男32例,女21例,年龄32~68(51.4±10.5)岁,其中Ⅰ期20例,Ⅱ期33例。对照组:血压正常的健康志愿者,共30例,男18例,女12例,年龄33~69(50.1±10.1)岁,无高血压和糖尿病家族史,经体检和实验室有关检查排除了器质性病变和代谢异常。两组受试者的临床资料见表1。两组受试者的体重指数、血清肌酐水平均无统计学差异(P>0.05)。
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    2.研究方法:(1) 标本采集及处理:入选者正常饮食,清晨空腹抽取静脉血10 ml,放入肝素化离心管中充分混匀,于4℃以1 750 g离心15 min后取血浆0.5 ml待测。去除血浆中红细胞,以KCl(150 mmol/L,4℃)洗涤4次,吸取压积红细胞100 μl加入10 ml双蒸水中混匀、溶血,吸取0.5 ml待测,所余压积红细胞备用。(2)血浆镁浓度(plasma magnesium concentration,PMg)、红细胞镁含量(erythrocyte magnesium content,EMC)测定:应用SpectrAA-20型原子吸收光谱仪(瓦里安公司,美国),以火焰法测定PMg和EMC。(3) 红细胞加镁负荷:取经KCl洗涤后的红细胞加入含MgCl2和PCMBS的溶液中,使其终浓度分别为110 mmol/L和50 μmol/L,红细胞比积为约10%,4℃孵育20 h;离心后取红细胞加入含KCl 135 mol/L、NaCl 15 mol/L、K2HPO4 5.5 mol/L (37℃, pH7.4)、Glucose 10 mol/L、L-cysteine 4 mol/L、EGTA 0.5 mol/L、Inosine 3.2 mol/L和Adenine 2 mol/L的复苏介质中,使红细胞比积约20%,37℃孵育1 h;离心后吸红细胞均分于两管,分别以KCl 150 mol/L和NaCl 150 mol/L洗涤5次,得洗涤后红细胞。(4) 红细胞镁外流量测定:分别以经KCl及NaCl洗涤后的压积红细胞125 μl各5份,加入含MOPS-Tris 10 mol/L(37℃, pH 7.4),Glucose 10 mol/L、KCl 145 mol/L或NaCl 145 mol/L的混合液中,使红细胞比积为5%,37℃孵育,每小时取出1管,骤置4℃水溶中1 min(中止Mg2+外流)后离心(4℃),取上清液测定镁离子浓度,于NaCl介质中的红细胞用于测总镁补流量,而KCl介质中的用于测非钠依赖性镁外流量,两者之差为钠依赖性镁外流量。(5) 镁外流速度计算:以1、2、3、4、5 h为自变量,各对应镁浓度为应变量进行回归得斜率b,按公式Vmax=(b(100%-Ht))/(Ht)分别计算3种镁外流速度(Ht为最后的红细胞比积)。
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    3.统计学处理有关结果以X±s表示,组间比较用t检验,相关分析用Spearman correlation。

    结果

    1.两组受试者的PMg、EMC、红细胞总镁外流最大速率(VTmax)、红细胞非钠依赖性镁外流最大速率(VNImax)和红细胞钠依赖性镁外流最大速率(VNDmax)见表2。

    表3 EMC、VNDmax与血压的相关性

    组别

    例数

    EMC-SBP

    EMC-DBP
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    VNDmax-SBP

    VNDmax-DBP

    rs

    P

    rs

    P

    rs

    P

    rs

    P

    对照组

    30
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    0.226

    0.229

    -0.240

    0.201

    -0.058 6

    0.752

    -0.062 3

    0.636

    EH组

    53

    -0.553

    0.046

    -0.426
, 百拇医药
    0.025

    0.267 5

    0.079

    0.498 6

    0.041

    注:EMC-SBP:EMC与收缩压的相关性;EMC-DBP:EMC与舒张压的相关性;VNDmax-SBP:VNDmax与收缩压的相关性;VNBmax-DBP:VNBmax与舒张压的相关性

    2.红细胞Mg2+/Na+交换速率和EMC的相关性:对照组和EH组的VNDamx与EMC的相关系数分别为rs1=0.302 8(P=0.368)和rs2=-0.876 4(P<0.001)。
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    3.EMC和Mg2+/Na+交换速率与血压的相关性见表3。

    讨论

    流行病学研究表明,饮食中镁摄入量与动脉血压水平及高血压流行状况密切相关。动物实验表明,饮食中缺镁使正常鼠的血压升高,补充镁则可降低血压。临床试验亦有类似的发现,即镁摄入量与血压呈负相关,每日摄入量超过300 mg时,可明显降低发生高血压的危险性[6]。本研究结果显示,EH患者血浆镁和正常对照组差异无显著性,与有关报道相似,表明血压水平和血浆镁关系不确定。

    本研究结果表明,国人EH患者的EMC明显低于正常对照组(P<0.05)。有研究表明,自发性高血压大鼠(SHR)血管平滑肌、心肌、骨骼肌等肌细胞内镁含量低下;人类红细胞、骨骼肌细胞和脑细胞内镁含量和血压水平呈负相关,而淋巴细胞、血小板内镁含量和血压水平关系不定;同时红细胞的镁稳态可间接反映体内其它细胞的镁稳态[7]。依据红细胞镁含量低下的结果推测,EH患者血管平滑肌等细胞内镁含量可能低下。细胞内镁含量的降低可致血压升高,其机理包括:Mg2+通过调节肌浆网对Ca2+的结合和释放,以及和膜结合位点的竞争性结合调节细胞内Ca2+水平,Mg2+作为细胞内钙阻滞剂引起血管舒张;Mg2+通过细胞膜上的电压控制性、Ca2+激活性、乙酰胆碱激活性及ATP激活性钾通道调节离子活动;此外,细胞内低镁致Mg2+/Ca2+比率降低,促使交感神经释放儿茶酚胺增多,且血小板聚集能力增强,血小板活性物质释放增多[8,9]。我们的研究表明,患者EMC和收缩压及舒张压均呈负相关(P<0.05),表明细胞内镁含量的降低可导致血压水平升高。有研究发现:给EH患者服用含镁制剂(氧化镁)后,其细胞镁含量升高,血压有明显降低,进一步表明细胞内镁含量和血压的相关性[10]
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    本研究结果表明,两组间比较,VNImax无明显差异,而EH组VNDmax和VTmax明显高于对照组(P<0.05),依据研究方法可知,VTmax增高为VNDmax升高的结果。目前已知,细胞存在镁主动转运系统,即细胞钠依赖性镁外流亦称镁钠转运,此既非Na+-K+泵,亦非Ca2+-Na+泵,而是一种新型离子转运系统,其在某些调节素作用下,利用水解ATP的能量,进行主动逆向交换,以2:1的比率使Na+进入细胞,把Mg2+泵出细胞,目前已在人和动物的红细胞、动物的血管平滑肌、心肌等细胞中发现了该系统[11]。研究表明,EH患者红细胞VNDmax升高,即Mg2+/Na+交换速率增快。

    本研究结果亦表明,EH患者VNDmax与EMC呈负相关(rs=-0.876 4 P<0.001),而对照组VNDmax与EMC无相关性(rs=0.302 8,P=0.368),从而表明红细胞Mg2+/Na+交换速率增快导致红细胞镁含量降低。由于可根据红细胞镁代谢状况可推测血管平滑肌的镁代谢状况[12,13],有理由认为EH患者血管平滑肌亦出现Mg2+/Na+交换速率增快和细胞内镁含量降低,进而通过上述机理使血管张力增加,血压升高;同时Mg2+/Na+交换至细胞内Na+含量增多,而使血管壁钠、水负荷增加、管壁增厚、管腔狭窄以及通过Mg2+/Ca2+交换增加细胞的Ca2+负荷,从而导致血压进一步升高。
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    此外,本研究发现EH患者VNDmax与舒张压呈显著正相关(rs=0.498 6,P=0.041),而与收缩压无明显相关性(rs=0.267 5, P=0.079),表明Mg2+/Na+交换速率的增快对舒张压的影响更显著。

    本研究结果显示,EH患者血浆镁浓度基本正常,而红细胞Mg2+/Na+交换速率明显增快,并致红细胞内镁含量降低,且与舒张压有显著相关性,表明细胞Mg2+/Na+交换速率的增快在EH的发生发展中起一定作用。

    作者单位:麦炜颐(510080 广州, 中山医科大学附属第一医院心内科)

    马虹(510080 广州, 中山医科大学附属第一医院心内科)
, 百拇医药
    李玉杰(510080 广州, 中山医科大学附属第一医院心内科)

    曾群英(510080 广州, 中山医科大学附属第一医院心内科)

    陈国伟(510080 广州, 中山医科大学附属第一医院心内科)

    何小洪(510080 广州, 中山医科大学附属第一医院心内科)

    冯冲(510080 广州, 中山医科大学附属第一医院心内科)

    王礼春(510080 广州, 中山医科大学附属第一医院心内科)

    参考文献

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