低溫誘發肉仔雞肺血管重塑研究

張建軍等

摘要[目的] 為預防和治療肉雞腹水綜合征提供理論依據。[方法] 運用圖像分析儀對低溫處理組和常溫對照組肉仔雞的肺小動脈進行定量檢測，動態觀察低溫誘發肉雞腹水綜合征發生發展過程中肺小動脈的形態學變化，并探討低溫誘發的肺血管重塑與肺動脈高壓間的關系。[結果] 通過組織病理學觀察發現低溫組血管內膜及中膜細胞增生、肥厚，外膜彈力纖維和膠原纖維增生。低溫組肺小動脈膜厚度占外徑的百分比（mMTPA）顯著高于常溫組（P<0.05），說明低溫使肺小動脈中膜增厚。低溫組肺小動脈管壁面積/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。低溫組肌型動脈（MA）占位比例極顯著高于常溫組（P<0.01），而非肌型動脈（NMA）占位比例極顯著低于常溫組（P<0.01），低溫使肺小動脈明顯肌化。[結論]低溫誘發了肉仔雞肺小動脈中膜平滑肌增生、管壁增厚及非肌型小動脈肌化的血管重塑現象。

關鍵詞肉仔雞；低溫；肺血管重塑

中圖分類號S9831.92文獻標識碼A文章編號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）又稱為肉雞肺動脈高壓綜合征（Pulmonary hypertension syndrome，PHS），是威脅肉雞養殖業的主要疾病之一，其病理解剖特征是右心肥大擴張、肺淤血水腫、肝腫大及腹腔積液[1]。大量研究表明AS的誘因涉及環境、營養等多方面因素，其中肺動脈高壓（Pulmonary hypertension，PH）是AS發生發展的中心環節。近年來，肺血管重塑（Pulmonary vascular remodeling）在哺乳動物缺氧性肺動脈高壓中的作用愈來愈受到重視，有學者認為肺動脈高壓不是功能性疾病，而是結構性疾病[2]。肺血管重塑的重要特征是肺動脈中膜平滑肌增生及非肌型小動脈肌化。重塑后的肺血管管腔縮小，血流阻力增加，順應性下降（血管壁彈性下降，擴張性減弱），對肺循環血流增加的適應性大大降低，因此極易導致肺動脈高壓。相關研究表明，肺動脈高壓患雞及腹水雞肺血管也發生了重塑 [3-5]，但在肉雞腹水綜合征的發生發展過程中肺血管重塑產生與演化的動態變化尚不清楚。筆者使用圖像分析儀對低溫處理的肉仔雞和常溫對照組肉仔雞的肺小動脈進行定量檢測，動態觀察低溫誘發AS發生發展過程中肺小動脈的形態學變化，并探討低溫誘發的肺血管重塑與肺動脈高壓之間的關系，以期為預防和治療AS提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗動物試驗用AA商品代肉仔雞和飼料，由北京華都肉雞公司提供。對試驗動物進行常規育雛，15日齡隨機分為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各抽取10只雞采用右心導管法測定肺動脈壓（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肺動脈壓（PAP）的測定以右心導管法[6]測定肺動脈壓（PAP）。肉雞禁食4～5 h后，將試驗雞仰臥保定在手術臺上，用5%鹽酸普魯卡因在右側頸中部進行皮下浸潤麻醉。切開右側頸中部皮膚，分離皮下結締組織，游離右側頸靜脈1 cm左右，結扎遠心端，在近心端剪1個小口，將導管沿向心方向緩緩插入推進，經前腔靜脈、右心房、右心室到達肺動脈，將壓力信號由壓力傳感器傳輸給微分放大器和主機，在監視器上顯示壓力波形，讀數并記錄肺動脈壓力值。

1.3肺血管重塑的測定

1.3.1肺小動脈的形態學觀察。分別取固定后不同日齡常溫組和低溫組肉雞的肺組織塊，常規脫水，石蠟包埋，連續切片，進行Weigert彈力纖維染色；使用普通光學顯微鏡觀察肺小動脈管壁變化，著重觀察各型血管的內、中、外層結構變化。

1.3.2肺小動脈相對中膜厚度（mMTPA）和相對中膜面積（WA/TA）的測定。使用圖像分析儀對每例肺組織切片中與副支氣管伴行的、較圓整的肺小動脈進行測定，將直徑小于200 μm的細小動脈分為2個等級：50～100和100～200 μm。測定每個血管的以下指標：血管外徑、血管內徑、管腔面積（EA，內膜表面以內）和血管總面積（TA，外彈力板以內）。根據以上指標計算相對中膜厚度和相對中膜面積：① 相對中膜厚度（mMTPA）=[（外徑1-內徑1）+（外徑2-內徑2）]/（外徑1+外徑2）×100%；② 相對中膜面積（WA/TA）=（ 血管總面積-管腔面積）/ 血管總面積。

1.3.3肌型動脈與非肌型動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——肌型動脈，血管具完整的內外2層彈力板及完整的平滑肌層。②PMA——部分肌型動脈，在單層彈力板內側又出現1個不完整的彈力板，但平滑肌層不完整。③ NMA——非肌型動脈僅有1層彈力板而無明顯的平滑肌層。每張切片記錄10個視野中直徑小于200 μm的MA、PMA和NMA的血管數，然后按以下公式進行占位比例計算：占位比例=各型血管數/血管總數×100%。

1.4數據處理結果均以平均值±標準差（±SD）表示，試驗數據使用SPSS13.0統計軟件分析組間差異顯著性。

2結果與分析

2.1肉雞平均肺動脈壓（mPAP）的動態變化由表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脈壓增加，這與以前報道的3～5周肺動脈壓升高的結果相一致。

3討論

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

3.2低溫誘發肉雞肺血管重塑肺血管重塑是指肺血管壁細胞和細胞外基質因低氧、高血流剪切力和炎癥等損傷因子發生的血管結構改變，是近年來研究肺動脈高壓發病機制中提出的新概念[10]，其結構變化包括肺血管平滑肌細胞增殖、遷移和細胞外基質（ECM）合成增加，使管壁增厚、管腔變窄，肺血管肌化（特征是非肌型動脈和部分肌型動脈出現新生的平滑肌，中層平滑肌細胞增生，膠原分泌增加，導致中膜明顯增厚）。其中，肺小動脈中膜厚度占外徑的百分比（mMTPA）、管壁面積/血管總面積（WA/TA）、肌型動脈（MA）和非肌型動脈（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。

在低溫誘發肉雞AS的發生發展過程中，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，通過組織病理學觀察發現了肺小動脈中膜肥厚，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；進一步圖像分析測定了直徑為50～100 μm和100～200 μm肺小動脈，發現低溫組相對中膜厚度（mMTPA）及相對中膜面積（WA/TA）明顯高于常溫組。這說明低溫引起肉雞肺小動脈中膜平滑肌增生，外膜彈力纖維增生，從而導致管壁增厚，管腔縮小，有利于肺動脈壓的升高。進一步研究發現低溫組肌型動脈（MA）占位比例極顯著高于常溫組（P<0.01），非肌型動脈（NMA）占位比例極顯著低于常溫組（P<0.01）。由此可見，低溫誘發的肺細小動脈血管肌化現象主要表現在NMA血管段，從而使阻力血管段顯著延長，這是導致肉雞肺動脈高壓的關鍵因素之一。這與蔡英年[11]報道的肺動脈高壓的哺乳動物血管肌型化主要發生于NMA相似。該試驗結果表明低溫顯著誘導肉雞發生以肺小動脈中膜平滑肌增生，管壁增厚及非肌型小動脈肌化為特征的血管重塑現象。

3.3低溫誘發的肺血管重塑與肺動脈高壓的關系Wideman認為AS發病過程中肺血管重塑是肺阻力血管對持續存在的肺動脈高壓的一種適應性反應[12]。該試驗發現低溫誘發的肺血管重塑與肺動脈高壓之間有很強的關聯性，表現在以下方面：首先是同步性，肺血管重塑的同時伴隨著肺動脈壓的持續升高。其次，相關性：低溫組mPAP與反映肺小動脈中膜平滑肌增殖的mMTPA極顯著相關；與反映血管壁增厚、管腔狹窄的WA/TA極顯著相關。根據Poiseuille定律，肺血管阻力與肺動脈管腔半徑的四次方成反比，因此肺動脈管腔微小的降低都會明顯導致肺血管阻力增加，從而相應地促進PAP升高。據此推測，低溫相關的肉雞肺血管重塑可能參與了肺動脈高壓的啟動（早期形成）過程，而不僅僅是對持續存在的肺動脈高壓的被動反應。近年來，國內外對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脈高壓發生、發展和維持的形態學基礎[13-14]。

綜上所述，以肺小動脈中膜平滑肌增生及非肌型小動脈肌化為特征的肺血管重塑可能是導致肉雞肺動脈高壓發生發展的主要形態學因素。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脈高壓綜合征的有效手段。

安徽農業科學2014年參考文獻

[1] JULIAN R J.Ascites in poultry [J].Avian Pathol，1993，22：419-454.

[2] 韓啟德，文允鎰.血管生物學[M].北京：北京醫科大學中國協和醫科大學聯合出版社，1997：263-277.

[3] ENKVETCHAKUL B，BEASLEY J，BOTTJE W.Pulmonary arteriole hypertrophy in broilers with pulmonary hypertension syndrome（ascites） [J].Poult Sci，1995，74（10）：1677-1682.

[4] 李錦春，王小龍，孫衛東，等.肉雞肺動脈高壓綜合征自然病例肺細小動脈病理改變的圖像分析[J].中國獸醫學報，1999，19（1）：479-482.

[5] 何誠，趙德明，梁禮成.低溫高能日糧對肉雞肺動脈和腹水癥的影響[J].畜牧獸醫學報，2003，31（1）：34-40.

[6] 喬健，董世山，喬惠理，等.右心導管法直接測定肉仔雞肺動脈壓[J].中國農業大學學報，1998，3（3）：117-118.

[7] 向瑞平，王小龍.肉雞肺動脈高壓綜合征自然病例肺微細動脈肌化的觀察[J].南京農業大學學報，2001，24（1）：85-88.

[8] 董世山，喬健，栗紹文，等.右心功能在肉雞腹水綜合征發病過程中的動態變化[J].畜牧獸醫學報，2000，31（6）：509-513.

[9] YANG Y，QIAO J，WU Z L，et al.Endothelin1 receptor antagonist BQ123 prevents pulmonary artery hypertension induced by low ambient temperature in broilers[J].Biol Pharm Bull，2005，28（12）：2201-2205.

[10] 車東媛，熊密.肺血管構形重建的特征和形成機制[J].基礎醫學與臨床，1996，16（1）：17-20.

[11] 蔡英年.肺動脈高壓形成時血管細胞的增殖和調節[J].生理科學進展，1992（4）：298-302.

[12] WIDEMAN R F，FEDDE M R，TACKETT C D，et al.Cardio-pulmonary function in preascitic （hypoxemic） or normal broilers inhaling ambient air or 100% oxygen[J].Poult Sci，2000，79（3）：415-425.

[13] NAKANISHI K，TAJIMAL I，NAKATA Y.Expression of endothelin1 in rats developing hypobaric hypoxia induced pulmonary hypertension[J].Lab Invest，1999，79（11）：1347.

[14] ROBERT L，VENDER M D.Chronic hypoxic pulmonary hypertension，cell biology to pathophysiology[J].Chest，1994，106：236.