《Food and Function》：A plant-based diet attenuates hypertension-induced renal and hepatic stress: an exploratory studyOpen Access
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高血压驱动进行性肾功能障碍和肝损伤。在这项二次分析中，研究人员探究了植物性饮食（PBD）是否能预防和/或逆转高血压诱导的肾与肝损伤。四周龄雌性自发性高血压大鼠（SHRs）分别摄入精制对照饮食或由28%水果、蔬菜、坚果和豆类组成的PBD，而血压正常的Wistar
高血压驱动进行性肾功能障碍和肝损伤。在这项二次分析中，研究人员探究了植物性饮食（PBD）是否能预防和/或逆转高血压诱导的肾与肝损伤。四周龄雌性自发性高血压大鼠（SHRs）分别摄入精制对照饮食或由28%水果、蔬菜、坚果和豆类组成的PBD，而血压正常的Wistar-Kyoto大鼠则摄入对照饮食。24周后，一部分对照组SHRs转为PBD继续喂养12周。尽管高血压持续存在，探索性分析表明，PBD可能在预防阶段（3.84 ± 1.12 vs. 3.03 ± 0.80 mmol L?1；P = 0.0263）和治疗阶段（4.37 ± 1.80 vs. 3.11 ± 0.93 mmol L?1；P = 0.0248）降低血清尿素。估算肾小球滤过率（eGFR）也可能在治疗阶段有所改善（1319 ± 277 vs. 1599 ± 432 μL min?1；P = 0.0488），但在预防阶段未达到显著性（P = 0.0518）。PBD预防并逆转了血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）的升高（预防阶段：32.61 ± 3.23 vs. 22.50 ± 3.52 U L?1；治疗阶段：33.34 ± 2.87 vs. 24.48 ± 3.99 U L?1；两者均P < 0.0001）。此外，PBD在预防阶段增加了肾脏抗氧化酶的表达并降低了肝脏肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平。定性分析显示，PBD可能减轻左肾肾小球胶原蛋白积聚。这些发现值得进一步开展测试最低限度精制PBD的转化研究，并可能将初步临床研究作为成人高血压患者的辅助疗法。
研究背景与目的
高血压影响着近半数美国成年人，不仅是心血管疾病的主要风险因素，还会导致高度血管化的肾脏和肝脏功能障碍。内皮功能障碍是高血压的核心特征之一，它会削弱血管的舒张能力，导致血管收缩。在肾脏和肝脏中，器官水平的内皮功能障碍可驱动肾和肝的损伤及功能异常。例如，在肾脏中，内皮功能障碍会损害肾小球滤过并导致上皮细胞损伤；在肝脏中，由于肝窦内皮细胞功能障碍导致的灌注不良和营养交换受损，可能促进肝脏疾病的发生。氧化应激和炎症是高血压诱导的肾肝功能异常的常见特征，它们是内皮功能障碍的标志，并能驱动纤维化和组织损伤。
已有研究表明，在慢性肾脏病（CKD）成年患者的前瞻性队列中，更高的健康植物性饮食（PBD）依从性与更低的全因死亡率相关，而不健康的PBD则与更高的CKD进展和死亡风险相关。另一项观察性分析也发现，健康的PBD与较低的肝脏脂肪变性几率相关。这些有益效应可能部分源于植物中独有的多酚类物质，它们能够增加内皮型一氧化氮合酶（eNOS）蛋白表达，改善氧化还原通路，并在动物模型中减轻炎症和纤维化。
研究人员此前发表的数据显示，在自发性高血压大鼠（SHRs）中，源自水果、蔬菜、豆类和坚果组合的植物化学物和多酚能够在高血压持续存在的情况下，通过改善心肌内皮功能和eNOS来预防和逆转冠状动脉微血管功能障碍。然而，当时并未确定PBD是否也能减轻肾脏和肝脏的损伤。因此，本研究旨在评估富含植物化学物的PBD能否预防或治疗高血压诱导的肾脏和肝脏病理变化，同时检测指示肾和肝氧化应激及炎症的细胞变化。
研究方法与技术
研究人员使用了雌性自发性高血压大鼠（SHRs）和血压正常的Wistar-Kyoto（WKY）大鼠模型，所有动物来自Inotiv公司。实验设置了预防和治疗两种模式：在预防阶段，SHRs从4周龄开始持续摄入PBD或对照饮食共24周；在治疗阶段，一部分对照饮食组SHRs在24周后转换为PBD再持续12周。关键技术方法包括：液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）定量分析饮食中的植物化学物含量；蛋白质印迹法检测肾脏和肝脏组织中eNOS、抗氧化酶、炎症信号分子等蛋白表达；酶联免疫吸附测定法检测血清和组织中的肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、E-选择素和Endocan；高效液相色谱法分析氨基硫醇氧化还原对；天狼星红染色进行组织学分析以评估胶原蛋白沉积。
研究结果
植物化学物表征
靶向LC-MS/MS表征证实，计算得出的PBD所含的量化多酚总量约为对照饮食的170倍，量化芥子油苷总量约为对照饮食的12倍。PBD的多酚谱以花青素为主，其中oenin chloride是最丰富的量化多酚，其次是鞣花酸、槲皮素、飞燕草素-3-葡萄糖苷和绿原酸。这确认了PBD比精制对照饮食提供了更丰富和多样的植物生物活性化合物。
血清肾功能和肝损伤标志物
与摄入对照饮食的WKY大鼠相比，SHRs的血清尿素浓度升高。在整个研究中持续摄入PBD的SHRs，其血清尿素的升高被预防。此外，在治疗阶段给予PBD也逆转了该指标的升高。血清肌酐未见变化。尽管如此，通过估算肾小球滤过率（eGFR）评估的肾功能在摄入对照饮食的SHRs中下降，而PBD补充剂逆转了这一趋势。血清丙氨酸氨基转移酶（ALT），一项衡量肝损伤的指标，在摄入对照饮食的SHRs中显著高于WKY大鼠，而PBD既能预防也能逆转这种升高。
内皮型一氧化氮合酶（eNOS）表达
左右肾脏之间的eNOS蛋白表达存在差异。与WKY相比，仅在36周时左肾的eNOS蛋白显著降低，而在24周时则不然。PBD补充剂在24周时显著增加了左肾的eNOS蛋白表达，并在36周时增加了双肾的表达。在肝脏中，SHRs在24周和36周时的eNOS均受到损害，而PBD的摄入减轻了这种损害。因此，除了24周时的右肾外，PBD在所有组织和时间点都增加了eNOS蛋白。
肾脏与肝脏的炎症反应
在肾脏中，PBD未能明显改善炎症信号。F4/80蛋白表达在摄入对照饮食的SHRs与WKY之间无差异，但PBD反而使其在双肾中增加。髓样分化初级反应蛋白88（MyD88）在SHRs的双肾中均显著增加，与饮食无关。核因子-κB（NF-κB）亚基p65、p38和应激活化蛋白激酶/c-Jun N端激酶（SAPK/JNK）的磷酸化在肾脏间呈现混合模式。肿瘤坏死因子-α（TNF-α）在摄入对照饮食的SHRs双肾中显著低于WKY，PBD并未进一步降低，反而在左肾中有所增加。
与肾脏相反，在肝脏中，PBD在治疗阶段减弱了p65、p38、SAPK/JNK和下游转录因子c-Jun的磷酸化。在预防和治疗两个阶段，摄入PBD的SHRs肝脏中的TNF-α蛋白水平均低于摄入对照饮食的SHRs。这些结果表明，PBD减少了肝脏而非肾脏的炎症。
肾脏的氧化还原相关蛋白谱
在预防阶段，PBD显著增加了左右肾脏中线粒体超氧化物歧化酶2（SOD2）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶1（GPx1）的表达。NADPH氧化酶（NOX）共享亚基p22phox的表达在SHRs中增加，与饮食无关。NOX2亚基p47phox的活化形式在摄入对照饮食的SHRs中增加，但PBD仅在左肾中降低了其活性。在治疗阶段，PBD同样增加了双肾中SOD2、GPx1和核因子红细胞2相关因子2（NRF2）的表达，但仅在左肾中增加了CAT。p47phox的活性形式在右肾中因PBD而降低。因此，PBD补充剂在肾脏中产生了有利的氧化还原蛋白谱，但在肝脏中效果不明显。
肾脏胶原蛋白积累
定性分析显示，在预防和治疗两个阶段，摄入对照饮食的SHRs左肾肾小球中的胶原蛋白积累总体上似乎比WKY大鼠更多。与此同时，PBD补充剂似乎能够预防并部分改善这种肾脏病理改变。在右肾中，各组之间未观察到肾小球胶原蛋白积累的定性差异。在肝脏中，各组之间也未发现全组织胶原蛋白积累的定性差异。
结论与意义
本研究表明，尽管未能降低血压，但一种富含植物化学物的植物性饮食（PBD）能够逆转高血压引起的肾功能下降，并预防和逆转肝损伤。其中，ALT的降低是置信度最高的发现之一，在预防和治疗阶段均达到了严格的统计阈值。PBD还改善了肾脏和肝脏中的eNOS表达，这可能意味着这些器官的微血管功能得到改善。研究发现存在组织特异性效应：PBD在肾脏中主要改善了抗氧化酶表达，而在肝脏中则主要减轻了炎症。此外，研究还意外地发现了左右肾脏在对高血压和PBD反应上的差异，左肾可能更容易受到高血压引起的肾小球损伤。这些发现为进一步开展测试最低限度精制PBD的转化研究提供了依据，并支持将其作为成人高血压患者辅助疗法的潜在临床试点研究。
