原發(fā)性高血壓大鼠動(dòng)脈血管重構(gòu)的形態(tài)學(xué)研究*

曹相玫，孫金萍，景 麗△，張建中，安 欣，郭鳳英

(寧夏醫(yī)科大學(xué)：1.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)系 750004；2.總醫(yī)院病理科 750004)

血管重構(gòu)(vascular remodeling,VR)是血壓長(zhǎng)期升高，使血管壁因受到壓力作用而發(fā)生一系列適應(yīng)性的結(jié)構(gòu)和功能的改變，嚴(yán)重影響靶器官的結(jié)構(gòu)和功能。VR既是高血壓的病理變化，又是高血壓維持、惡化的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[1]。本研究觀察高血壓大鼠主動(dòng)脈及腎小、細(xì)動(dòng)脈VR的形態(tài)特點(diǎn)，為進(jìn)一步明確高血壓狀態(tài)下動(dòng)脈VR的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1．1材料 雄性自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats，SHR)15只(SHR組)，雄性Wistar大鼠15只(WKY組)，均購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司。BL-420E+動(dòng)物無(wú)創(chuàng)血壓測(cè)試儀購(gòu)自成都泰盟科技有限公司。

1.2方法

1.2.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組 將SHR組大鼠分4、16、24周齡組，每組5只；相同周齡的Wistar大鼠作為對(duì)照(WKY組)。SHR出廠時(shí)經(jīng)尾動(dòng)脈儀測(cè)量基礎(chǔ)血壓；所有大鼠均飼養(yǎng)于SPF級(jí)環(huán)境中，安靜、正常光照、正常飲食。每周同一時(shí)間用BL-420E+生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)大鼠尾動(dòng)脈壓1次，至相應(yīng)周齡處死。處死前禁食10 h，經(jīng)腹腔注射3％戊巴比妥鈉(50 mg/kg)麻醉，股動(dòng)脈插管連接二導(dǎo)生理記錄儀測(cè)量動(dòng)脈收縮壓(SAP)、動(dòng)脈舒張壓(DAP)、平均動(dòng)脈壓(MAP)。處死后迅速取出胸主動(dòng)脈；左側(cè)腎臟去除腎周脂肪、稱質(zhì)量。沿腎臟外側(cè)緣正中向腎門方向切取最大剖面取材，石蠟包埋，常規(guī)切片，行HE和Weigert彈性染色。將組織迅速置于焦碳酸二乙酯(DEPC)處理后的4％中性多聚甲醛溶液(1∶1 000)中固定48 h，用于組織學(xué)檢查。

1.2.2主動(dòng)脈和腎小、細(xì)動(dòng)脈組織學(xué)觀察及彈性纖維染色 HE染色觀察主動(dòng)脈和腎小、細(xì)動(dòng)脈組織學(xué)變化，計(jì)數(shù)主動(dòng)脈血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)數(shù)量。主動(dòng)脈垂直立于蠟塊托包埋，每張主動(dòng)脈切片隨機(jī)計(jì)數(shù)20個(gè)高倍視野中的全部VSMC數(shù)；每張腎臟切片隨機(jī)選取60～70個(gè)含有動(dòng)脈的高倍視野記數(shù)VSMC(包括20個(gè)葉間動(dòng)脈，20個(gè)弓形動(dòng)脈、20個(gè)小葉間動(dòng)脈、20個(gè)入球動(dòng)脈)。用醛品紅法進(jìn)行彈性纖維染色，觀察主動(dòng)脈中層彈力膜重排及腎小、細(xì)動(dòng)脈壁纖維化的變化。按照流程配試劑及染色，彈性纖維為深藍(lán)紫色，背景細(xì)胞為淡藍(lán)色(因本實(shí)驗(yàn)中橙黃G染色太淺，故背景未呈現(xiàn)黃色)；顯微鏡下目鏡測(cè)微尺測(cè)量腎葉間動(dòng)脈的內(nèi)徑、外徑、中膜厚度及血管壁厚。計(jì)算出腎臟小動(dòng)脈的相對(duì)內(nèi)徑(相對(duì)內(nèi)徑=實(shí)測(cè)內(nèi)徑/實(shí)測(cè)外徑)；相對(duì)中膜厚度(相對(duì)中膜厚度=實(shí)測(cè)中膜厚度/實(shí)測(cè)管壁厚度)。

2 結(jié) 果

2.1血壓和心臟/體質(zhì)量比的變化 實(shí)驗(yàn)期間大鼠飲食、活動(dòng)、體質(zhì)量增長(zhǎng)均正常，無(wú)動(dòng)物死亡現(xiàn)象。SHR組在16周齡其MAP明顯高于WKY組，隨周齡增加，SHR組MAP升高，明顯高于同周齡WKY組。SHR組心臟/體質(zhì)量比值高于同周齡WKY組,隨周齡增高該比值呈增高趨勢(shì)；WKY組血壓和心臟/體質(zhì)量比值變化不明顯，見(jiàn)表1。

表1 各組大鼠MAP、心臟/體質(zhì)量比比較

2.2主動(dòng)脈VR SHR組大鼠主動(dòng)脈內(nèi)膜光滑、管壁厚度較均勻；主動(dòng)脈中膜VSMC總數(shù)隨周齡而增加，與WKY組同周齡比較，SHR組的主動(dòng)脈VSMC總數(shù)較多(表2)；24周齡SHR主動(dòng)脈管壁中層彈性膜排列紊亂、松散、厚薄不均、斷裂(封2圖1a，黑箭頭)，24周齡WKY主動(dòng)脈彈性膜分層清晰、完整，見(jiàn)封2圖1b(黑箭頭)。

表2 兩組大鼠主動(dòng)脈中膜VSMC總數(shù)的比較個(gè)/20HPF)

圖3 兩組大鼠腎小動(dòng)脈相對(duì)中膜厚度比值比較(n=5)

2.3腎小、細(xì)動(dòng)脈VR SHR組大鼠腎臟被膜完整光滑，切面皮、髓質(zhì)分解清晰，24周齡時(shí)腎小動(dòng)脈血管壁灶性纖維化， WKY24周齡組未見(jiàn)明顯纖維化改變(封2圖2)；SHR組和WKY組腎細(xì)動(dòng)脈未見(jiàn)明顯纖維化改變。

2.4腎小動(dòng)脈的相對(duì)內(nèi)徑和相對(duì)中膜厚度測(cè)量值比較 SHR組和WKY組腎小動(dòng)脈相對(duì)中膜厚度比值均隨周齡增高而增加，SHR組該比值的增加幅度比WKY組高(圖3)；WKY組腎小動(dòng)脈相對(duì)內(nèi)徑比值隨周齡增加而增高，SHR組相對(duì)內(nèi)徑比值隨周齡增加而降低，見(jiàn)圖4。

圖4 兩組大鼠腎小動(dòng)脈相對(duì)內(nèi)徑比值比較(n=5)

3 討 論

高血壓VR具有多種表現(xiàn)形式[2]：(1)VSMC增殖肥大或細(xì)胞和細(xì)胞成分重塑所致的血管壁厚度與管腔比值增大；(2)以管腔擴(kuò)大為主，而管壁肥厚相對(duì)較輕，由管壁細(xì)胞和非細(xì)胞成分的重塑引起；(3)管壁厚度及管徑均下降，微循環(huán)血管床面積減少；(4)管壁結(jié)構(gòu)因血管損傷而發(fā)生顯著變化，包括血栓形成，血管細(xì)胞的遷移和增殖，基質(zhì)生成及炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)等。

本研究提示，原發(fā)性高血壓時(shí)大動(dòng)脈和小、細(xì)動(dòng)脈的形態(tài)學(xué)表現(xiàn)不一致。(1)大動(dòng)脈重構(gòu)主要表現(xiàn)。隨大鼠周齡增高，主動(dòng)脈中層VSMC總數(shù)增加，且SHR組VSMC總數(shù)多于同周齡WKY組。24周齡SHR主動(dòng)脈血管壁中層彈性膜排列紊亂、松散、厚薄不均、斷裂。本研究以往實(shí)驗(yàn)證實(shí)，隨大鼠周齡增加，SHR組血壓逐漸升高、心臟/體質(zhì)量比值也逐漸升高[3]。這可以反映臨床上原發(fā)性高血壓患者出現(xiàn)左心室肥厚的病理表現(xiàn)，是由于高血壓狀態(tài)下主動(dòng)脈發(fā)生重構(gòu)、順應(yīng)性下降，使心臟長(zhǎng)期壓力負(fù)荷增加而代償性肥厚[4]。(2)小、細(xì)動(dòng)脈作為高血壓重要的累及血管，其重構(gòu)直接影響靶器官的結(jié)構(gòu)和功能。以往學(xué)者研究認(rèn)為，高血壓微VR的結(jié)構(gòu)改變表現(xiàn)為血管壁平滑肌細(xì)胞和膠原纖維增生、管壁增厚、管腔變窄及微血管數(shù)目減少[5]。本實(shí)驗(yàn)觀察可見(jiàn)，SHR組大鼠腎小動(dòng)脈相對(duì)中膜厚度隨周齡增加逐漸增加，均高于同周齡WKY組；SHR組腎小動(dòng)脈相對(duì)內(nèi)徑比值隨周齡增高而減小，WKY組該比值隨周齡增加而增高。這與以往學(xué)者研究一致[6]，但本實(shí)驗(yàn)未觀察到腎細(xì)動(dòng)脈明顯的形態(tài)學(xué)改變，可能是由于原發(fā)性高血壓時(shí)，細(xì)動(dòng)脈主要通過(guò)持續(xù)收縮狀態(tài)增加微循環(huán)阻力，導(dǎo)致血壓進(jìn)一步升高，而其VSMC增殖和細(xì)動(dòng)脈管壁纖維化的器質(zhì)性病變不明顯。

原發(fā)性高血壓的發(fā)生機(jī)制復(fù)雜[7-9]，動(dòng)脈VR既是高血壓發(fā)生的病理改變，又是其發(fā)展惡化的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，不同級(jí)別的動(dòng)脈血管發(fā)生重構(gòu)的形態(tài)學(xué)變化不同，其機(jī)制也不一致。本實(shí)驗(yàn)室以往研究提示，高血壓時(shí)動(dòng)脈VSMC增殖和凋亡失衡主動(dòng)參與VR的過(guò)程[10-11]，其發(fā)生可能與絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-Activated protein kinase,MAPK)信號(hào)通路活化相關(guān)[12-15]，由于本實(shí)驗(yàn)僅限于組織病理學(xué)形態(tài)的觀察，其具體的機(jī)制研究仍需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

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