原發性高血壓大鼠動脈血管重構的形態學研究*

曹相玫，孫金萍，景 麗△，張建中，安 欣，郭鳳英

(寧夏醫科大學：1.基礎醫學院病理學系 750004；2.總醫院病理科 750004)

血管重構(vascular remodeling,VR)是血壓長期升高，使血管壁因受到壓力作用而發生一系列適應性的結構和功能的改變，嚴重影響靶器官的結構和功能。VR既是高血壓的病理變化，又是高血壓維持、惡化的結構基礎[1]。本研究觀察高血壓大鼠主動脈及腎小、細動脈VR的形態特點，為進一步明確高血壓狀態下動脈VR的分子機制奠定基礎。

1 材料與方法

1．1材料 雄性自發性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats，SHR)15只(SHR組)，雄性Wistar大鼠15只(WKY組)，均購自北京維通利華實驗動物有限公司。BL-420E+動物無創血壓測試儀購自成都泰盟科技有限公司。

1.2方法

1.2.1實驗動物分組 將SHR組大鼠分4、16、24周齡組，每組5只；相同周齡的Wistar大鼠作為對照(WKY組)。SHR出廠時經尾動脈儀測量基礎血壓；所有大鼠均飼養于SPF級環境中，安靜、正常光照、正常飲食。每周同一時間用BL-420E+生物機能實驗系統測大鼠尾動脈壓1次，至相應周齡處死。處死前禁食10 h，經腹腔注射3％戊巴比妥鈉(50 mg/kg)麻醉，股動脈插管連接二導生理記錄儀測量動脈收縮壓(SAP)、動脈舒張壓(DAP)、平均動脈壓(MAP)。處死后迅速取出胸主動脈；左側腎臟去除腎周脂肪、稱質量。沿腎臟外側緣正中向腎門方向切取最大剖面取材，石蠟包埋，常規切片，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，用于組織學檢查。

1.2.2主動脈和腎小、細動脈組織學觀察及彈性纖維染色 HE染色觀察主動脈和腎小、細動脈組織學變化，計數主動脈血管平滑肌細胞(VSMC)數量。主動脈垂直立于蠟塊托包埋，每張主動脈切片隨機計數20個高倍視野中的全部VSMC數；每張腎臟切片隨機選取60～70個含有動脈的高倍視野記數VSMC(包括20個葉間動脈，20個弓形動脈、20個小葉間動脈、20個入球動脈)。用醛品紅法進行彈性纖維染色，觀察主動脈中層彈力膜重排及腎小、細動脈壁纖維化的變化。按照流程配試劑及染色，彈性纖維為深藍紫色，背景細胞為淡藍色(因本實驗中橙黃G染色太淺，故背景未呈現黃色)；顯微鏡下目鏡測微尺測量腎葉間動脈的內徑、外徑、中膜厚度及血管壁厚。計算出腎臟小動脈的相對內徑(相對內徑=實測內徑/實測外徑)；相對中膜厚度(相對中膜厚度=實測中膜厚度/實測管壁厚度)。

2 結 果

2.1血壓和心臟/體質量比的變化 實驗期間大鼠飲食、活動、體質量增長均正常，無動物死亡現象。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/體質量比值高于同周齡WKY組,隨周齡增高該比值呈增高趨勢；WKY組血壓和心臟/體質量比值變化不明顯，見表1。

表1 各組大鼠MAP、心臟/體質量比比較

2.2主動脈VR SHR組大鼠主動脈內膜光滑、管壁厚度較均勻；主動脈中膜VSMC總數隨周齡而增加，與WKY組同周齡比較，SHR組的主動脈VSMC總數較多(表2)；24周齡SHR主動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主動脈彈性膜分層清晰、完整，見封2圖1b(黑箭頭)。

表2 兩組大鼠主動脈中膜VSMC總數的比較個/20HPF)

圖3 兩組大鼠腎小動脈相對中膜厚度比值比較(n=5)

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

2.4腎小動脈的相對內徑和相對中膜厚度測量值比較 SHR組和WKY組腎小動脈相對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組腎小動脈相對內徑比值隨周齡增加而增高，SHR組相對內徑比值隨周齡增加而降低，見圖4。

圖4 兩組大鼠腎小動脈相對內徑比值比較(n=5)

3 討 論

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

本研究提示，原發性高血壓時大動脈和小、細動脈的形態學表現不一致。(1)大動脈重構主要表現。隨大鼠周齡增高，主動脈中層VSMC總數增加，且SHR組VSMC總數多于同周齡WKY組。24周齡SHR主動脈血管壁中層彈性膜排列紊亂、松散、厚薄不均、斷裂。本研究以往實驗證實，隨大鼠周齡增加，SHR組血壓逐漸升高、心臟/體質量比值也逐漸升高[3]。這可以反映臨床上原發性高血壓患者出現左心室肥厚的病理表現，是由于高血壓狀態下主動脈發生重構、順應性下降，使心臟長期壓力負荷增加而代償性肥厚[4]。(2)小、細動脈作為高血壓重要的累及血管，其重構直接影響靶器官的結構和功能。以往學者研究認為，高血壓微VR的結構改變表現為血管壁平滑肌細胞和膠原纖維增生、管壁增厚、管腔變窄及微血管數目減少[5]。本實驗觀察可見，SHR組大鼠腎小動脈相對中膜厚度隨周齡增加逐漸增加，均高于同周齡WKY組；SHR組腎小動脈相對內徑比值隨周齡增高而減小，WKY組該比值隨周齡增加而增高。這與以往學者研究一致[6]，但本實驗未觀察到腎細動脈明顯的形態學改變，可能是由于原發性高血壓時，細動脈主要通過持續收縮狀態增加微循環阻力，導致血壓進一步升高，而其VSMC增殖和細動脈管壁纖維化的器質性病變不明顯。

原發性高血壓的發生機制復雜[7-9]，動脈VR既是高血壓發生的病理改變，又是其發展惡化的結構基礎，不同級別的動脈血管發生重構的形態學變化不同，其機制也不一致。本實驗室以往研究提示，高血壓時動脈VSMC增殖和凋亡失衡主動參與VR的過程[10-11]，其發生可能與絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-Activated protein kinase,MAPK)信號通路活化相關[12-15]，由于本實驗僅限于組織病理學形態的觀察，其具體的機制研究仍需要進一步實驗證實。

[1]Taketo MM,Sonoshita M.Phospolipase A2 and apoptosis[J].Biochim Biophys Acta,2002,1585(2/3):72-76.

[2]Dzau VJ,Gibbons GH.New perspective in hypertension research.Potentials of vascular biology[J].Hypertension,1994,23(4):1132-1157.

[3]曹相玫，景麗,張建中,等.磷脂酶A2與高血壓大動脈血管重構關系初步研究[J].重慶醫學,2010,39(21):2858-2863.

[4]王凡,劉國樹.大動脈順應性減退的機制研究[J].國外醫學:心血管疾病分冊,2005,32(5):275-278.

[5]Kett MM,Alcorn D,Bertram JF,et al.Enalapril does not prevent renal arterial hypertrophy in spontaneously hypertensive rats[J].Hypertension,1995，25(3):335-342.

[6]楊曉慧,盧新政.高血壓與微血管重構[J].中華高血壓雜志，2009,17(8)： 687-689.

[7]Lemarié CA,Simeone SM,Nikonova A,et al.Aldosterone-induced activation of signaling pathways requires activity of angiotensin type 1a receptors[J].Circ Res,2009,105(9):852-859.

[8]Gerthoffer WT.Mechanisms of vascular smooth muscle cell migration[J].Circ Res,2007,100(3):607-621.

[9]Nguyen Dinh Cat A,Touyz RM.Cell signaling of angiotensin II on vascular tone:novel mechanisms[J].Curr Hypertens Rep,2011,13(2):122-128.

[10]Jing L,Zhang JZ,Zhao L,et al．High-expression of transforming growth factor 1 and phosph0ry1ation of extracellular signal-regulated protein kinase in vascular smooth muscle cells from aorta and renal arterioles of spontaneous hypertension rats[J]．Clin Exp Hypertens，2007，29(2)：107-117．

[11]安欣，張建中,楊侃,等.兩腎一夾型與自發性高血壓大鼠腎病變的比較[J]．西安交通大學學報：醫學版，2010,31(4):437-440．

[12]Zhai P,Yamamoto M,Galeotti J,et al.Cardiac-specific overexpression of AT1 receptor mutant lacking G alpha q/G alpha i coupling causes hypertrophy and bradycardia in transgenic mice[J].J Clin Invest,2005,115(11):3045-3056.

[13]Son YH,Jeong YT,Lee KA,et al.Roles of MAPK and NF-kappaβ in interleukin-6 induction by lipopolysaccharide in vascular smooth muscle cells[J].J Cardiovasc Pharmacol,2008,51(1):71-77.

[14]Paravicini TM,Montezano AC,Yusuf H,et al.Activation of vascular p38MAPK by mechanical stretch is independent of c-Src and NADPHoxidase:influence of hypertension and angiotensin II[J].J Am Soc Hypertens,2012,14(2):275-298.

[15]Muslin AJ.MAPK signalling in cardiovascular health and disease:molecular mechanisms and therapeutic targets[J].Clin Sci,2008,115(7):203-218.