大鼠尾部血管的解剖結(jié)構(gòu)與鼠尾的生理功能探討

王 蕾，葉明霞

(1.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院護(hù)理學(xué)院，武漢 430030； 2.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院實驗動物學(xué)部，武漢 430030)

大鼠是醫(yī)學(xué)研究中最常用的實驗動物之一，尾部主要大血管分布表淺，尾側(cè)靜脈適于注射給藥，尾正中動脈適于動脈采血、練習(xí)顯微外科血管吻合技術(shù)等，實際應(yīng)用相當(dāng)普遍。許多動物模型也使用鼠尾。但是關(guān)于大鼠尾部血管的解剖學(xué)特點，國內(nèi)外完善的資料較少，與人類的解剖學(xué)研究有相當(dāng)大的距離，目前還存在不少空白之處。為了充分了解大鼠尾部血管的解剖分布，從而深入了解其生理功能，并為相關(guān)疾病模型造模設(shè)計提供解剖學(xué)依據(jù)，本課題組對18只大鼠采取不同的方法，對大鼠尾部血管做了詳細(xì)的研究，報告如下。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

成年SPF級SD大鼠18只，250～300 g，雌雄各半，由華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院實驗動物學(xué)部提供 [SCXK (鄂) 2016-0009]，實驗操作在華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院實驗動物學(xué)部屏障動物實驗設(shè)施進(jìn)行 [SYXK (鄂) 2016-0057]。

1.2 主要試劑與儀器

美國Faxitron Bioptics公司小動物X-光機(jī)LX60型，高敏感X-光底片，自行研制動脈造影劑，注射器泵，戊巴比妥鈉，4%多聚甲醛，萊卡切片機(jī)，Olympus顯微鏡，佳能照相機(jī)，自制實體血管模型材料(乳膠漆加水粉顏料調(diào)配)。

1.3 實驗方法

18只大鼠隨機(jī)分為3組，一組麻醉后行紅藍(lán)兩色顏料對尾部血管進(jìn)行灌注后解剖觀察，一組做尾部壓力固定組織切片觀察，一組做尾部及后肢動脈顯微造影，三種方法配合互相印證。該實驗研究的倫理審批編號為：[2013] 倫審字 (S856)號。

1.3.1 尾部血管顏料灌注后解剖

2%戊巴比妥鈉按45 mg/kg計算的用量，大鼠行腹腔注射麻醉，動靜脈彩色顏料灌注，藍(lán)色染料經(jīng)尾側(cè)靜脈近尾根部，向遠(yuǎn)心方向行靜脈注射1 mL。結(jié)扎雙側(cè)髂總動脈和腸系膜下動脈后，于髂腰動脈起始部遠(yuǎn)端的腹主動脈，向遠(yuǎn)心方向注射紅色染料0.5 mL，結(jié)扎注射端口，然后行大體解剖。

1.3.2 尾部壓力固定病理組織切片

2%戊巴比妥鈉按45 mg/kg計算用量，對大鼠行腹腔注射麻醉。下腹部正中縱向開腹，將腹腔內(nèi)臟器推向一邊，暴露腹主動脈下端，尾根部預(yù)留結(jié)扎線，結(jié)扎雙側(cè)髂總動脈和腸系膜下動脈。剪開后腔靜脈。于髂腰動脈起始部遠(yuǎn)端的腹主動脈，向遠(yuǎn)心方向勻速灌注4%多聚甲醛固定液10 mL。封閉后腔靜脈切口后，再繼續(xù)灌注固定液1 mL。即刻結(jié)扎尾根部的預(yù)置線。處死大鼠。沿尾根部結(jié)扎線近端1 mm處切下鼠尾，放入甲醛固定液中固定，48 h后切除結(jié)扎部分。取材不同節(jié)段的尾椎骨，以整節(jié)尾椎骨為單位，椎骨上端、中端、下端分別脫水、脫鈣、石蠟包埋，予以標(biāo)注，連續(xù)切片，HE染色。

1.3.3 動脈造影

大鼠行腹腔注射麻醉，2%戊巴比妥鈉按45 mg/kg計算用量。沿腹正中線，自劍突下到包皮腺上緣開腹。充分暴露腹主動脈和后腔靜脈。結(jié)扎腸系膜下動靜脈。于髂腰動脈起始部遠(yuǎn)端的腹主動脈，向遠(yuǎn)心方向抵達(dá)薦中動脈之前做動脈插管。剪開后腔靜脈后，灌注肝素生理鹽水2 mL，再灌注特制動脈造影劑1 mL。結(jié)扎后腔靜脈切口后，再灌注造影劑0.5 mL。斷頸處死大鼠，置X-光機(jī)中靜置15 min，35 kV電壓，曝光2 min，X-光片沖洗后，掃描讀片。

2 結(jié)果

大鼠尾部血管豐富，供血來源于薦中動脈和臀上動脈兩個動脈，形成尾椎節(jié)段性分布和縱向貫通分布相結(jié)合的特點，尾部淺層3套縱向動靜脈系統(tǒng)，鼠尾背側(cè)為不規(guī)則動靜脈鏈狀結(jié)構(gòu)，深層血管與淺層血管雙層籠狀以每節(jié)脊椎為單位溝通，且呈動靜脈血管徑不匹配的特點。詳述如下(圖1～3)。

2.1 縱向貫通大血管

尾正中動脈：一根，為薦中動脈的直接延續(xù)，斷面位于6點鐘位置。止于距尾端2 mm處，其后分散成數(shù)支?？v向貫穿尾部全長。是尾部主要供血血管。

尾正中靜脈：一根，伴隨同名動脈，但是明顯小于動脈。肉眼觀察時往往被忽視。匯入后腔靜脈末端背側(cè)。

尾側(cè)動脈：左右各一根。為臀上動脈的直接延續(xù)，斷面位于2點鐘和10點鐘位置。明顯小于同名靜脈。很容易被遺漏。

尾側(cè)靜脈：左右各一根。伴隨同名動脈。表淺而粗大，常用于靜脈穿刺。兩側(cè)血管大小不一定對稱。有時可見此兩靜脈間有一交通支斜行于背面連通。匯入臀上靜脈。

2.2 縱向非貫通的血管

尾副動脈：有兩支。起自薦中動脈，縱向伴行于尾正中動脈深層。止于第9尾椎的尾橫動脈。其分支溝通近端數(shù)節(jié)尾椎的尾橫動脈。

2.3 橫向血管

尾橫動脈：按尾椎單位分布，尾正中動脈于每個尾椎中部發(fā)出，每節(jié)尾椎分布4支。分別連接兩側(cè)的尾側(cè)動脈和尾深動脈。從第1節(jié)到第9節(jié)尾椎的尾橫動脈起自尾副動脈。所有尾橫動脈分布不越過尾椎間盤。

皮支：尾正中動脈和背部血管鏈伸向皮下。

深層交通支：從尾橫動脈發(fā)出，連同尾深動脈。

淺層交通支：從尾橫動脈發(fā)出，連同尾側(cè)動脈。

2.4 尾深動脈

臀下動脈終末直支，緊貼椎骨縱向走行，以尾椎為單位，發(fā)出一個分支通過連接尾交通動脈形成于尾中動脈和尾側(cè)動脈的連接，形成深淺雙層血循環(huán)交通結(jié)構(gòu)。

2.5 淺層尾背動、靜脈鏈

來自尾側(cè)動靜脈。尾背部縱行走行，成鏈狀分布，沒有獨立縱向直行的血管。

注：A：尾動脈造影俯視全圖；B：尾動脈造影局部圖。1：尾正中動脈；5：尾側(cè)動脈；8：尾橫動脈；11：尾深動脈。圖1 尾動脈造影圖Note. A: Top view of caudal artery arteriography. B: Partial enlarged view of the caudal artery arteriography. 1: Middle caudal artery; 5: Lateral caudal artery; 8: Caudal transverse artery; 11: Deep caudal artery.Fig.1 Angiography of the caudal arteries

注：1：尾正中動脈；2：尾正中靜脈；3：尾副動脈I；4：尾副動脈II；5：尾側(cè)動脈；6：尾側(cè)靜脈；7：尾背動、靜脈。圖2 鼠尾第9尾椎之前的橫斷面HE染色圖Note. 1: Middle caudal artery; 2: Middle caudal vein; 3: Caudal collateral artery I; 4: Caudal collateral artery II; 5: Lateral caudal artery; 6: Lateral caudal vein; 7: Dorsal caudal artery/vein.Fig.2 Cross section before the ninth coccygeal vertebra of rat tail. HE staining

注：A～D：彩色染料灌注圖；E：橫截面示意圖。1：尾正中動脈；2：尾正中靜脈；3：尾副動脈I；5：尾側(cè)動脈；6：尾側(cè)靜脈；8：尾橫動脈；9：尾橫靜脈；10：皮支；11：尾深動脈；12：尾深靜脈；13：交通支。圖3 鼠尾彩色解剖圖Note. A-D: Paint perfusion of the caudal vessels. Red: arteries. Blue: veins. E: Schematic cross section. 1: Middle caudal artery; 2: Middle caudal vein; 3: Caudal collateral artery I; 5: Lateral caudal artery; 6: Lateral caudal vein; 8: Caudal transverse artery; 9: Caudal transverse vein; 10: Cutaneous branches; 11: Deep caudal artery; 12: Deep caudal vien; 13: Transverse branches.Fig.3 Color anatomy images of the rat tail

3 討論

當(dāng)前關(guān)于大鼠尾部血管的解剖資料不全，缺乏整體概念，因不了解大鼠尾部血管的正確解剖結(jié)構(gòu)，在實驗中通過結(jié)扎股動脈、腘動脈甚至單側(cè)髂總動脈，造大鼠后肢缺血模型，模型不能成功，就是因大鼠與人類的解剖結(jié)構(gòu)不同。鼠尾特殊血管分布結(jié)構(gòu)，應(yīng)該是長期自然選擇的結(jié)果，尾部細(xì)長而暴露，易于受到損傷。背部血管最暴露，最易受傷。其形成鏈狀，損傷時出血少，缺血輕。一側(cè)后肢損傷，出現(xiàn)股動脈缺血時，健側(cè)血液可以通過健側(cè)尾側(cè)動脈和尾正中動脈流入患側(cè)尾側(cè)動脈，由遠(yuǎn)端向上反流，直至患側(cè)髂內(nèi)動脈，再正流進(jìn)入股動脈，提供缺血側(cè)后肢血液供應(yīng)。我們的系列血管造影實驗證實了這個論斷。這也是動物實驗?zāi)Ｐ椭?，大鼠在一?cè)阻斷股動脈后，不出現(xiàn)明顯的患肢缺血的原因之一。由于人類沒有尾巴，單側(cè)下肢股動脈阻斷后，缺血的后果較大鼠明顯嚴(yán)重得多，這也提示我們，在制作大鼠后肢缺血模型時，不應(yīng)簡單結(jié)扎一側(cè)股動脈或髂動脈，而在了解了其詳細(xì)的解剖結(jié)構(gòu)后，可以根據(jù)實驗?zāi)康?，精確設(shè)計結(jié)扎某根血管或某幾根血管而達(dá)到后肢不同時間不同效果的缺血模型；通過研究發(fā)現(xiàn)鼠尾存在兩套血源：薦中動脈和臀上動脈。其在尾部依尾橫動脈形成溝通。尾橫動脈呈尾椎節(jié)段性分布，直接溝通尾正中動脈、尾深動脈和皮支。在尾部被橫斷后，可以保持損傷節(jié)段以上尾椎的動靜脈回流通路；鼠尾存在動靜脈口徑明顯不規(guī)范的現(xiàn)象：尾外側(cè)靜脈明顯大于伴隨的動脈，而正中動脈明顯大于伴隨的靜脈，形成供血主要來自腹面的尾正中動脈，回血主要依靠兩側(cè)的尾側(cè)靜脈，符合腹面動脈保護(hù)的安全性，同時利于血管散熱，尾橫動脈提供了不同血源體系的溝通渠道。

本研究使用靜脈期回避技術(shù)，用自行配制的造影劑和特殊造影技術(shù)，控制顯示20 μm微動脈而無靜脈影像。血管造影中需注意的事項：灌注前結(jié)扎腸系膜下動脈，避免腸系膜動脈影像影響讀片；造影劑灌注速度宜先慢后快，以利大小動脈都充滿充盈；封閉后腔靜脈切口后再灌注1 mL造影劑，以達(dá)到生理血壓，保持以生理形態(tài)固定；造影前處死動物，靜置15 min，以防止造影時肌肉抽搐，影響X-光片影像的清晰度；使用底片，質(zhì)量高于數(shù)碼圖像(目前美國Faxitron Bioptics公司相機(jī)水平)，可以顯示20 μm的微小動脈；專門研制的動脈造影劑，控制顯示20 μm微動脈，可以避免造影劑通過微循環(huán)進(jìn)入靜脈，獲得全動脈期影像，避免了動靜脈期的靜脈影像干擾。

做組織采集和固定時，為使動靜脈保持存活時的形狀，鼠尾的組織采用生存壓力固定和等滲脫水技術(shù)，組織處理需注意的事項：結(jié)扎雙側(cè)髂總動脈、髂內(nèi)動脈和腸系膜下動脈，以保證固定液充分進(jìn)入尾部血管；灌注時剪開后腔靜脈，以利于將血液沖出體外；封閉后腔靜脈，再灌注1 mL固定液，可以保證血管處于充盈狀態(tài)下固定，以保持生理形態(tài)；脫水前一定要切除結(jié)扎線，以防止封閉狀態(tài)下脫水，導(dǎo)致血管塌陷甚至閉鎖；脫鈣處理充分，以利于切片順利進(jìn)行。

另外，本文對鼠尾特殊血管進(jìn)行解剖研究后，對大鼠尾部血管的使用有幾點建議：澄清尾靜脈名稱的混亂，我們一般注射給藥的較粗大且分布表淺的為尾側(cè)靜脈，而非籠統(tǒng)的尾靜脈；在了解解剖結(jié)構(gòu)后，尾側(cè)靜脈注射，最安全進(jìn)針點應(yīng)該選擇在兩節(jié)尾椎之間的下端，可保證進(jìn)針后避免損傷到尾側(cè)動脈節(jié)點；尾正中動脈適于動脈采血、給藥、練習(xí)顯微外科血管吻合技術(shù)。

本研究準(zhǔn)確地顯露了大鼠尾部豐富的血管結(jié)構(gòu)，揭示了鼠尾深層血管系統(tǒng)的存在，并提出雙層框架血管結(jié)構(gòu)的理念，填補了大鼠解剖結(jié)構(gòu)的空白，為探討重大損傷、代償后肢缺血等生理功能的相關(guān)研究打下良好的基礎(chǔ)。

[致謝：特別感謝美國劉彭軒(Perry Liu)老師的技術(shù)指導(dǎo)及造影圖片提供，在此致謝！]

[1] 王增濤, 郝麗文, 李桂石, 等. WISTAR大鼠解剖圖譜 [M]. 濟(jì)南: 山東科學(xué)技術(shù)出版社, 2009: 240-255.