低溫誘發(fā)肉仔雞肺血管重塑研究

張建軍等

摘要[目的] 為預(yù)防和治療肉雞腹水綜合征提供理論依據(jù)。[方法] 運(yùn)用圖像分析儀對(duì)低溫處理組和常溫對(duì)照組肉仔雞的肺小動(dòng)脈進(jìn)行定量檢測(cè)，動(dòng)態(tài)觀察低溫誘發(fā)肉雞腹水綜合征發(fā)生發(fā)展過程中肺小動(dòng)脈的形態(tài)學(xué)變化，并探討低溫誘發(fā)的肺血管重塑與肺動(dòng)脈高壓間的關(guān)系。[結(jié)果] 通過組織病理學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)低溫組血管內(nèi)膜及中膜細(xì)胞增生、肥厚，外膜彈力纖維和膠原纖維增生。低溫組肺小動(dòng)脈膜厚度占外徑的百分比（mMTPA）顯著高于常溫組（P<0.05），說明低溫使肺小動(dòng)脈中膜增厚。低溫組肺小動(dòng)脈管壁面積/血管總面積（WA/TA）顯著高于常溫組（P<0.05），說明低溫使血管壁增厚。低溫組肌型動(dòng)脈（MA）占位比例極顯著高于常溫組（P<0.01），而非肌型動(dòng)脈（NMA）占位比例極顯著低于常溫組（P<0.01），低溫使肺小動(dòng)脈明顯肌化。[結(jié)論]低溫誘發(fā)了肉仔雞肺小動(dòng)脈中膜平滑肌增生、管壁增厚及非肌型小動(dòng)脈肌化的血管重塑現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞肉仔雞；低溫；肺血管重塑

中圖分類號(hào)S9831.92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）14-04360-03

Study on Remodeling of Pulmonary Vessel in Broiler Chicken Induced by Low Temperature

ZHANG Jianjun，QIAO Jian et al（College of Animal Science and Technology，Beijing University of Agriculture，Beijing 102206； College of Veterinary Medicine，China Agricultural University，Beijing 100193）

Abstract [Objective] The research aimed to provide theoretical basis for preventing and treating the ascites syndrome of broiler chicken.[Method] The pulmonary arteriole of broiler chicken in low-temperature treatment group and normal temperature control group was quantitatively detected by using image analyzer.The morphological changes of pulmonary arteriole in the occurrence and development process of ascites syndrome induced by low temperature were dynamically observed.And the relationship between remodeling of pulmonary vascular and high pressure of pulmonary artery was discussed.[Result] It was found by histopathological observation that the cells of intima and medial membrane in blood vessel in low temperature group were hyperplastic，and the elastic fiber and collagen fiber of extima were hyperplastic.The percentage of membrane thickness of pulmonary artery in external diameter （mMTPA） in low temperature group was significantly higher than that in normal temperature group（P<0.05），which indicated that the hyperplasia of medial membrane of pulmonary arteriole was induced by low temperature.The vessel wall area/total area （WA/TA） of pulmonary arterioles in low temperature group was significantly higher than that in normal temperature group（P<0.05），which indicated that low temperature made vessel wall thicker.The proportion of muscular arterioles（MA） in low temperature group was significantly higher than that in normal temperature group（P<0.05），and the proportion of non-muscular arterioles in low temperature group was extremely significantly lower than that in normal temperature group（P<0.01），which indicated low temperatures induced the obvious muscularity of pulmonary arterioles.[Conclusion] Low temperatures could induce the remodeling of blood vessel characterized by the muscularity of non-muscular arterioles，the hyperplasia of membrane smooth muscle and the incrassation of vessel wall.

Key wordsBroiler chicken；Low temperature；Pulmonary vessel remodeling

肉雞腹水綜合征（Ascites syndrome，AS）又稱為肉雞肺動(dòng)脈高壓綜合征（Pulmonary hypertension syndrome，PHS），是威脅肉雞養(yǎng)殖業(yè)的主要疾病之一，其病理解剖特征是右心肥大擴(kuò)張、肺淤血水腫、肝腫大及腹腔積液[1]。大量研究表明AS的誘因涉及環(huán)境、營養(yǎng)等多方面因素，其中肺動(dòng)脈高壓（Pulmonary hypertension，PH）是AS發(fā)生發(fā)展的中心環(huán)節(jié)。近年來，肺血管重塑（Pulmonary vascular remodeling）在哺乳動(dòng)物缺氧性肺動(dòng)脈高壓中的作用愈來愈受到重視，有學(xué)者認(rèn)為肺動(dòng)脈高壓不是功能性疾病，而是結(jié)構(gòu)性疾病[2]。肺血管重塑的重要特征是肺動(dòng)脈中膜平滑肌增生及非肌型小動(dòng)脈肌化。重塑后的肺血管管腔縮小，血流阻力增加，順應(yīng)性下降（血管壁彈性下降，擴(kuò)張性減弱），對(duì)肺循環(huán)血流增加的適應(yīng)性大大降低，因此極易導(dǎo)致肺動(dòng)脈高壓。相關(guān)研究表明，肺動(dòng)脈高壓患雞及腹水雞肺血管也發(fā)生了重塑 [3-5]，但在肉雞腹水綜合征的發(fā)生發(fā)展過程中肺血管重塑產(chǎn)生與演化的動(dòng)態(tài)變化尚不清楚。筆者使用圖像分析儀對(duì)低溫處理的肉仔雞和常溫對(duì)照組肉仔雞的肺小動(dòng)脈進(jìn)行定量檢測(cè)，動(dòng)態(tài)觀察低溫誘發(fā)AS發(fā)生發(fā)展過程中肺小動(dòng)脈的形態(tài)學(xué)變化，并探討低溫誘發(fā)的肺血管重塑與肺動(dòng)脈高壓之間的關(guān)系，以期為預(yù)防和治療AS提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)動(dòng)物試驗(yàn)用AA商品代肉仔雞和飼料，由北京華都肉雞公司提供。對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行常規(guī)育雛，15日齡隨機(jī)分為2組，每組50只：常溫組（22～24 ℃）和低溫組（9～11 ℃）。分別于低溫處理后2周（28日齡）、3周（36日齡）、4周（44日齡），從常溫組和低溫組隨機(jī)各抽取10只雞采用右心導(dǎo)管法測(cè)定肺動(dòng)脈壓（PAP）。剖殺后，取肺組織（從右肺相同部位橫貫水平橫切，厚度0.5 cm）固定于10%的福爾馬林溶液。

1.2肺動(dòng)脈壓（PAP）的測(cè)定以右心導(dǎo)管法[6]測(cè)定肺動(dòng)脈壓（PAP）。肉雞禁食4～5 h后，將試驗(yàn)雞仰臥保定在手術(shù)臺(tái)上，用5%鹽酸普魯卡因在右側(cè)頸中部進(jìn)行皮下浸潤麻醉。切開右側(cè)頸中部皮膚，分離皮下結(jié)締組織，游離右側(cè)頸靜脈1 cm左右，結(jié)扎遠(yuǎn)心端，在近心端剪1個(gè)小口，將導(dǎo)管沿向心方向緩緩插入推進(jìn)，經(jīng)前腔靜脈、右心房、右心室到達(dá)肺動(dòng)脈，將壓力信號(hào)由壓力傳感器傳輸給微分放大器和主機(jī)，在監(jiān)視器上顯示壓力波形，讀數(shù)并記錄肺動(dòng)脈壓力值。

1.3肺血管重塑的測(cè)定

1.3.1肺小動(dòng)脈的形態(tài)學(xué)觀察。分別取固定后不同日齡常溫組和低溫組肉雞的肺組織塊，常規(guī)脫水，石蠟包埋，連續(xù)切片，進(jìn)行Weigert彈力纖維染色；使用普通光學(xué)顯微鏡觀察肺小動(dòng)脈管壁變化，著重觀察各型血管的內(nèi)、中、外層結(jié)構(gòu)變化。

1.3.2肺小動(dòng)脈相對(duì)中膜厚度（mMTPA）和相對(duì)中膜面積（WA/TA）的測(cè)定。使用圖像分析儀對(duì)每例肺組織切片中與副支氣管伴行的、較圓整的肺小動(dòng)脈進(jìn)行測(cè)定，將直徑小于200 μm的細(xì)小動(dòng)脈分為2個(gè)等級(jí)：50～100和100～200 μm。測(cè)定每個(gè)血管的以下指標(biāo)：血管外徑、血管內(nèi)徑、管腔面積（EA，內(nèi)膜表面以內(nèi)）和血管總面積（TA，外彈力板以內(nèi)）。根據(jù)以上指標(biāo)計(jì)算相對(duì)中膜厚度和相對(duì)中膜面積：① 相對(duì)中膜厚度（mMTPA）=[（外徑1-內(nèi)徑1）+（外徑2-內(nèi)徑2）]/（外徑1+外徑2）×100%；② 相對(duì)中膜面積（WA/TA）=（ 血管總面積-管腔面積）/ 血管總面積。

1.3.3肌型動(dòng)脈與非肌型動(dòng)脈的判定及占位比例。參考向瑞平[7]的家禽MA、PMA和NMA分型方法：① MA——肌型動(dòng)脈，血管具完整的內(nèi)外2層彈力板及完整的平滑肌層。②PMA——部分肌型動(dòng)脈，在單層彈力板內(nèi)側(cè)又出現(xiàn)1個(gè)不完整的彈力板，但平滑肌層不完整。③ NMA——非肌型動(dòng)脈僅有1層彈力板而無明顯的平滑肌層。每張切片記錄10個(gè)視野中直徑小于200 μm的MA、PMA和NMA的血管數(shù)，然后按以下公式進(jìn)行占位比例計(jì)算：占位比例=各型血管數(shù)/血管總數(shù)×100%。

1.4數(shù)據(jù)處理結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±SD）表示，試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件分析組間差異顯著性。

2結(jié)果與分析

2.1肉雞平均肺動(dòng)脈壓（mPAP）的動(dòng)態(tài)變化由表1可知，低溫處理后2周（即28日齡），常溫組和低溫組沒有顯著差異。36日齡和44日齡，常溫組與低溫組差異均極顯著（P<0.01）。低溫處理后肉雞肺動(dòng)脈壓增加，這與以前報(bào)道的3～5周肺動(dòng)脈壓升高的結(jié)果相一致。

3討論

3.1低溫誘發(fā)肉雞肺動(dòng)脈高壓環(huán)境低溫是誘發(fā)AS的可行有效的方法。肺動(dòng)脈高壓是AS發(fā)生發(fā)展的中心環(huán)節(jié)。董世山等[8]和Yang等[9]發(fā)現(xiàn)低溫誘發(fā)AS過程中都伴隨著PAP的升高。該試驗(yàn)中低溫處理2周（28日齡）、3周（36日齡）和4周（44日齡）后，低溫組肺動(dòng)脈壓極顯著高于常溫組（P<0.01），說明利用低溫環(huán)境成功誘發(fā)肉雞肺動(dòng)脈高壓，這與前人文獻(xiàn)[9-10]的研究結(jié)果相一致。

3.2低溫誘發(fā)肉雞肺血管重塑肺血管重塑是指肺血管壁細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)因低氧、高血流剪切力和炎癥等損傷因子發(fā)生的血管結(jié)構(gòu)改變，是近年來研究肺動(dòng)脈高壓發(fā)病機(jī)制中提出的新概念[10]，其結(jié)構(gòu)變化包括肺血管平滑肌細(xì)胞增殖、遷移和細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）合成增加，使管壁增厚、管腔變窄，肺血管肌化（特征是非肌型動(dòng)脈和部分肌型動(dòng)脈出現(xiàn)新生的平滑肌，中層平滑肌細(xì)胞增生，膠原分泌增加，導(dǎo)致中膜明顯增厚）。其中，肺小動(dòng)脈中膜厚度占外徑的百分比（mMTPA）、管壁面積/血管總面積（WA/TA）、肌型動(dòng)脈（MA）和非肌型動(dòng)脈（NMA）占位比例是目前反映肺血管中膜平滑肌增殖、中膜肥厚和血管肌化的重要指標(biāo)。

在低溫誘發(fā)肉雞AS的發(fā)生發(fā)展過程中，筆者研究了肉雞肺血管重塑的變化情況。通過低溫處理肉雞2周后，通過組織病理學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)了肺小動(dòng)脈中膜肥厚，外膜彈力纖維和膠原纖維增多，管腔變小，而常溫組無明顯變化；進(jìn)一步圖像分析測(cè)定了直徑為50～100 μm和100～200 μm肺小動(dòng)脈，發(fā)現(xiàn)低溫組相對(duì)中膜厚度（mMTPA）及相對(duì)中膜面積（WA/TA）明顯高于常溫組。這說明低溫引起肉雞肺小動(dòng)脈中膜平滑肌增生，外膜彈力纖維增生，從而導(dǎo)致管壁增厚，管腔縮小，有利于肺動(dòng)脈壓的升高。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)低溫組肌型動(dòng)脈（MA）占位比例極顯著高于常溫組（P<0.01），非肌型動(dòng)脈（NMA）占位比例極顯著低于常溫組（P<0.01）。由此可見，低溫誘發(fā)的肺細(xì)小動(dòng)脈血管肌化現(xiàn)象主要表現(xiàn)在NMA血管段，從而使阻力血管段顯著延長，這是導(dǎo)致肉雞肺動(dòng)脈高壓的關(guān)鍵因素之一。這與蔡英年[11]報(bào)道的肺動(dòng)脈高壓的哺乳動(dòng)物血管肌型化主要發(fā)生于NMA相似。該試驗(yàn)結(jié)果表明低溫顯著誘導(dǎo)肉雞發(fā)生以肺小動(dòng)脈中膜平滑肌增生，管壁增厚及非肌型小動(dòng)脈肌化為特征的血管重塑現(xiàn)象。

3.3低溫誘發(fā)的肺血管重塑與肺動(dòng)脈高壓的關(guān)系Wideman認(rèn)為AS發(fā)病過程中肺血管重塑是肺阻力血管對(duì)持續(xù)存在的肺動(dòng)脈高壓的一種適應(yīng)性反應(yīng)[12]。該試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)低溫誘發(fā)的肺血管重塑與肺動(dòng)脈高壓之間有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，表現(xiàn)在以下方面：首先是同步性，肺血管重塑的同時(shí)伴隨著肺動(dòng)脈壓的持續(xù)升高。其次，相關(guān)性：低溫組mPAP與反映肺小動(dòng)脈中膜平滑肌增殖的mMTPA極顯著相關(guān)；與反映血管壁增厚、管腔狹窄的WA/TA極顯著相關(guān)。根據(jù)Poiseuille定律，肺血管阻力與肺動(dòng)脈管腔半徑的四次方成反比，因此肺動(dòng)脈管腔微小的降低都會(huì)明顯導(dǎo)致肺血管阻力增加，從而相應(yīng)地促進(jìn)PAP升高。據(jù)此推測(cè)，低溫相關(guān)的肉雞肺血管重塑可能參與了肺動(dòng)脈高壓的啟動(dòng)（早期形成）過程，而不僅僅是對(duì)持續(xù)存在的肺動(dòng)脈高壓的被動(dòng)反應(yīng)。近年來，國內(nèi)外對(duì)人類肺源性心臟病的研究也表明缺氧所致的肺血管重塑可能是肺動(dòng)脈高壓發(fā)生、發(fā)展和維持的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)[13-14]。

綜上所述，以肺小動(dòng)脈中膜平滑肌增生及非肌型小動(dòng)脈肌化為特征的肺血管重塑可能是導(dǎo)致肉雞肺動(dòng)脈高壓發(fā)生發(fā)展的主要形態(tài)學(xué)因素。因此，阻止肺血管平滑肌增殖和肺血管重塑將是今后控制肉雞肺動(dòng)脈高壓綜合征的有效手段。

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