HHcy兔腹主动脉血管超声及病理变化的实验研究
王国庆康爱英(南阳医学高等专科学校河南南阳473058)
【中图分类号】R543.1【文献标识码】B【文章编号】1672-5085(2009)12-0018-03
【摘要】目的观察高同型半胱氨酸血症(HHcy)兔腹主动脉血管超声及病理变化,探讨HHcy致动脉粥样硬化的机制。方法采用高L-蛋氨酸饮食方法建立兔HHcy血症模型,以正常家兔为对照,分别于实验0w、4w、8w检测血清同型半胱氨酸(Hcy)、丙二醛(MDA)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)的含量及超氧化物岐化酶(SOD)活力,并通过血管超声和组织学观察腹主动脉血管病理变化。结果Met组第4w、8w时血清Hcy、MDA、TG、TC含量显著高于同期NC组(P<0.01,P<0.05),而SOD活力则明显降低(P<0.01);血管超声和光镜下发现,Met组与NC组比较,腹主动脉内膜明显增厚、血管平滑肌细胞增殖,并有大量的泡沫细胞产生和斑块形成。结论HHcy可通过氧化应激增强,损伤血管内皮细胞等机制,诱发动脉粥样硬化的发生。
【关键词】高同型半胱氨酸血症家兔腹主动脉血管超声病理
高同型半胱氨酸血症(HHcy)是诱发动脉粥样硬化(AS)性疾病的独立危险因素[1],日益引起人们的重视。目前,有关HHcy兔腹主动脉血管超声检查的实验研究未见报道。本文采用高蛋氨酸饮食建立兔HHcy动物模型,观察家兔血清生化指标的
改变、腹主动脉血管超声及病理变化,探讨HHcy致AS形成机制。为HHcy的防治提供可靠的实验依据。
1材料与方法
1.1动物及分组筛选健康雄性家兔20只,月龄3~5个月,
中层结构紊乱,斑块深部的泡沫细胞有变性坏死、崩解,形成细颗粒状粥糜样物质,中膜变浅,浅层肌纤维分离断裂。见图5-8。
图1NC组4w图2NC组8w
内膜纤细、光滑内膜光滑
图3Met组4w图4Met组8w
内膜欠光滑、软斑管腔狭窄、斑块
图5正常对照组血管图6正常对照组血管
10×410×40
图7蛋氨酸组血管图8蛋氨酸组血管
10×410×40
3讨论
AS、脑卒中、冠心病是现代医学中最大的医学难题,由此而引起的致死率在中国乃至全世界都在直线上升。近年的研究证实HHcy是AS新的、独立的危险因子,引起HHcy的原因有营养因素或是遗传因素。
本研究给家兔喂高蛋氨酸饲料,分别在实验第0w、4w、8w时测定血清Hcy水平,Met组4w、8w时血清Hcy含量均显著高于NC组,表明兔HHcy模型制备成功。腹主动脉超声及组织学检查显示,Met组血管内膜明显增厚,中层结构紊乱,有大量的泡沫细胞及细颗粒状粥糜样物质;超声和光镜观查均发现有斑块形成,为动脉硬化改变征象,故我们认为,HHcy可引起动脉血管发生病理改变,是致AS的独立危险因素。
HHcy致动脉粥样硬化的机制目前尚未完全阐明,可能与血管内皮损伤和功能失调、刺激血管平滑肌增值等因素有关[2]。血管内皮细胞作为血管壁与血流之间的屏障,其损伤和功能的减退是动脉粥样硬化的重要始动因素。Hcy升高可通过氧化应激及活性氧基团导致内皮功能紊乱,引起血管内皮舒张功能损伤。实验中发现,Met组家兔血清MDA、TG、TC含量显著高于NC组,而SOD活力则明显降低。提示HHcy家兔体内氧化应激增强,Hcy是多功能损伤因子[3],其分子中含自由的巯基,在自身氧化生成同型胱氨酸的同时,生成多种强氧化产物(如H2O2、氧自由基等),造成血管内皮细胞的损伤和强烈的毒性作用,并启动细胞膜脂质过氧化的链式反应,使MDA产生增多,消耗了SOD等自由基清除系统;而且Hcy的升高可抑制SOD的表达和分泌,导致内皮细胞抗氧化机制受损[4],使血管内皮细胞骨架结构发生变化;Hcy还能促进脂蛋白的沉积,并被巨噬细胞吞噬形成泡沫细胞,加速低密
体重在1.5~2.0kg,以标准饲料适应性喂养一周后,随机分为对照组(NC)和蛋氨酸组(Met),每组10只。
1.2HHcy模型的制备动物饲料按100g/d·只计算,分笼饲养,自由饮水。NC组喂标准饲料,Met组喂蛋氨酸饲料(即标饲+2%蛋氨酸制成),L-蛋氨酸购自张家港市华昌药业有限公司。动物连续喂饲8周。
1.3生化指标检测分别于第0w、4w、8w末时,自兔耳缘静脉采血2ml,离心后在TBA-120FR生化分析仪上,用循环酶法检测血浆Hcy含量,MDA、SOD比色法测定,TG、TC酶法测定,Hcy、MDA、SOD、TC试剂盒由北京九强和南京建成公司提供。
1.4血管超声检查应用美国GELg-9彩色多普勒超声诊断仪,血管探头频率为4-10MHz,分别于第4w、8w末进行腹主动脉血管超声检查,动物用10%的乌拉坦4ml/kg腹腔麻醉,取仰卧位,剪去腹部兔毛,充分涂抹耦合剂,测量腹主动脉内-中膜厚度(IMT)、舒张末期内径(Dd)、收缩末期内径(Ds)和腹主动脉血流峰值(Vp)。同时观察血管内膜光滑程度、有无粥样斑块形成。
1.5病理学检查实验8w,处死动物,取降主动脉至腹主动脉分叉处血管,10%福尔马林固定、取材、石蜡切片、H-E染色,光镜观察。
1.6统计学处理各组数据用均数±标准差(x±s)表示,并用SPSS13.0统计学软件进行处理,组间差异用F检验判定,P<0.05有统计学意义。
2结果
2.1血浆Hcy含量变化
0w时各组血浆Hcy含量分布符合正态分布,其95%的可信区间为16.67-22.44μmol/L(即正常参考值),超过此值上限确定为兔高同型半胱氨酸血症(HHcy)。Met组在第4w、8w末时Hcy均显著高于同期NC(P<0.01)(见表1)。实验期间家兔一般情况良好,Met组有2只死亡。
表1血浆Hcy含量比较(x±s,μmol/L)
组别0w(只)4w(只)8w(只)
NC组18.15±1.71(10)18.12±1.33(10)19.09±1.20(10)
Met组19.34±1.65(10)62.92±2.26(9)**65.23±1.12(8)**
注:与NC组比较**P﹤0.01;
2.2血清TC、TG、MDA、SOD含量变化
Met组与NC组同期比较,血清TG、TC、MDA含量显著升高(P<0.05,P<0.01),SOD活力明显降低(P<0.01);随着时间延长Met组TG、TC、MDA含量继续升高(见表2)。
表2血清TG、TC、MDA、SOD含量比较(x±s)
组别时间nTG(mmol/L)TC(mmol/L)MDA(μmol/L)SOD(U/ml)
NC组4w101.05±0.131.56±0.1121.83±7.32368.32±25.14
8w101.06±0.091.57±0.1222.32±6.02370.28±23.46
Met组4w91.21±0.03*1.74±0.08*40.06±9.03**311.58±24.38**
8w81.41±0.09*1.93±0.14*45.27±8.16**285.35±26.30**
与NC组同期比较*P<0.05,**P<0.01
2.3腹主动脉超声检查结果比较
实验4w时,NC组血管内膜线细、光滑、连续性好;Met组血管内膜欠光滑,边缘不整齐,有中等偏低回声团块(即软斑形成)。8周末,Met组血管IMT明显增厚(P<0.01),有偏强回声团,斑块边界不清,Vp显著增快(P<0.01)。见图1-4。
2.4腹主动脉血管病理变化
大体观察:NC组无斑块形成,Met组可见不规则隆起斑块。光镜下观察:NC组血管内膜薄而光滑,与外膜平行,连续性好,中膜平滑肌细胞排列整齐,管壁厚薄均匀。Met组:血管内膜明显增厚,斑块突出于内膜面,内膜下大量排列不规则的平滑肌细胞,
度脂蛋白氧化,损伤血管内皮细胞,引起动脉粥样硬化斑块形成。
综上所述,高蛋氨酸饮食可诱发家兔Hhcy,Hcy升高可通过氧化应激增强,损伤血管内皮、促进血管平滑肌增殖等机制,导致AS的发生。若能降低Hcy的含量或对抗其作用,就可能减少Hhcy所致心、脑血管疾病的发生。
参考文献
[1]穆红,陈欣.亚甲基四氢叶酸还原酶基因突变与心脑血管
梗死发生的关系.国外医学临床生物化学与检验学分册,2005,26(3):145-147.
[2]刘娜,张书平,曹治宸等.高同型半胱氨酸血症对老年人血管疾病的影响.临床荟萃,2003,18(19):1139-1141.
[3]耿彬,常林,杜军保等.防止高同型半胱氨酸血症的新策略.北京大学学报,2005,37(2):215-219.
[4]刘晓军.高同型半胱氨酸血症致动脉粥样硬化机制研究进展.肠外与肠内营养,2007,14(2):120-125.