猪颈总动脉主要组织学特征与血管周向顺应性关系的研究

摘要

近年来，随着心血管疾病患者旁路移植手术的普及，自体血管供体明显不足，而异体血管又存在免疫排斥现象，故人工血管的研制和临床运用备受关注，目前采用涤纶或者聚四氟乙烯制作的人工血管主要用于大口径(D≥6mm)血管的重建治疗，并且取得了较为满意的临床效果。小口径(D≤6mm)人工血管临床应用的缺点主要表现为移植部位内中膜增厚，血栓形成和感染等，其深层原因是移植部位的人工血管与在体血管顺应性不匹配。大隐静脉是外周血管移植术常用的替代物，其五年通畅率为88％，十年通畅率为50％，这就促使人们进一步研究出生物学性质与天然血管相似（天然血管所具的特性主要包括无血栓形成的内皮面，收缩特性，顺应性及重塑能力）的组织工程血管或者人工血管。组织工程虽然致力于改善人工血管的上述缺点，但目前还处于研究阶段，最终应用于临床仍有许多问题有待解决。国内外关于小口径血管替代物的研究包括用天然材料胶原纤维，无细胞血管结构等，未能解决生物力学与在体血管不匹配的问题，合成材料则与在体组织生物相容性差，人工血管管壁厚度，管径大小对血管顺应性影响较大。关于人工血管与在体血管生物力学相匹配问题，目前国内外均可用丝线、胶原纤维等按不同比例制出与大隐静脉相似的结构，但是关于制作人工血管的不同成份配比是通过反复试验得到的，没有充分的组织学依据，不能迅速推广到体内其它小口径血管的制作。众所周知:体内即使管径相同，部位不同的血管其管壁结构也可能存在差异，生物学特征也不完全相同。　　典型的动脉由内、外弹力板分隔的内膜、中膜、外膜三层构成。内膜主要由内皮细胞和基底膜组成，中膜主要包括平滑肌细胞、胶原纤维、弹性纤维三种成份，外膜主要是成纤维细胞和胶原纤维构成的结缔组织。循环系统的内层是一个连续的单细胞层-内皮层，内皮细胞能够感知血流切应力变化，参与白细胞、淋巴细胞的粘附聚集，传导血液中的小分子信号，具有特殊重要的作用，这些作用主要是通过内皮细胞朝向管腔的表面实现的。单细胞层-内皮层这一生物膜是极其重要的多功能器官，它不仅能减轻血流阻力，而且具有选择性通透、监测、整合和传感血管源性信号的能力，还可以产生多种生物活性物质;其正常的状态对维持正常的血管生理学活动有着重要的作用。血管中膜主要起维持血管收缩，弹性舒张等生物力学功能，外膜含有大量的胶原纤维具有限制血管过度舒张的功能。猪颈总动脉长而无分支，是研究动脉血管膨胀-舒张实验的理想材料。组织学上颈总动脉近段表现为弹性动脉，远段表现为移行动脉，前者中膜平滑肌细胞，呈现周向排列在粗大卷曲的弹性纤维与胶原纤维之间，并且伴有细小胶原纤维包绕平滑肌细胞分布，而在颈总动脉远段胶原纤维浓积，弹力板层细小，血管外膜有大量的成纤维细胞。胶原纤维、弹性纤维沿血管长轴分布。　　动脉粥样硬化，高血压，糖尿病血管病变等疾病过程中，血管壁硬度增加，顺应性减低。研究表明，上述血管疾病均伴有血管内皮细胞功能障碍，血管中膜有形成份改变，及与血管重塑过程密切相关的基质金属蛋白酶(Matrixmetalloproteinases，MMPs)基质金属蛋白酶抑制物(Matrix metalloproteinasesinhibitor, TIMPs)，β1转化生长因子（Tissue growth factor，TGF-β）等的RNA水平及蛋白质水平的改变。血管内膜内皮细胞传感血管源性信号，中膜平滑肌细胞，胶原纤维，弹性纤维三者相互作用共同参与血管生物力学的改变，外膜主要起限制血管过度扩张作用。平滑肌细胞主要维持血管壁的紧张性，弹性纤维维持血管的弹性回缩功能，Ⅰ型胶原纤维限制血管壁的过度扩张，Ⅲ型胶原纤维与弹性纤维作用相似使血管壁具有弹性回缩功能。目前关于病变血管壁的各成份研究较多，而关于血管基本结构与生物力学的关系研究较少。血管基本结构的研究不仅有助于了解疾病发生发展的基础状态，更有助于血管替代物的研究进展，鉴于此本实验做了如下研究:　　1:对6头成年健康家猪（6个月龄）常规麻醉，颈部前正中开口取双侧颈总动脉，左侧在Bose生物动态监测仪检测三个压力段（低压:50mmHg～90mmHg，正常压:80mmHg～120mmHg，高压:110mmHg～150mmHg）血管压力与直径的变化关系，运用线性回归方法分析血管顺应性在不同压力段的变化。右侧通过H.E染色，弹性纤维染色，Massion染色，天狼星红饱和苦味酸染色，平滑肌细胞α-actin免疫组化染色，统计学分析血管壁各种成份在颈总动脉近段与远段的变化，推测不同有形组织学成份与血管顺应性之间的关系。结果显示:近段管腔面积，内中膜厚度明显大于远段，弹性纤维占中膜面积百分比多于远段;中膜内单位面积平滑肌细胞的数目近段和远段之间差异无显著性;胶原.纤维的含量近段与远段无显著性差异，近段Ⅰ型胶原纤维多于远段，而Ⅲ型胶原纤维则远段多于近段;血管顺应性在正常压力段获得最大值。由此提示:胶原纤维分型及弹性纤维沿颈总动脉分布的变化对血管顺应性的改变及维持发挥着重要作用。　　2:三头成年家猪在生理压下先后灌注肝素生理盐水和中性福尔马林冲洗和原位固定，取出相应血管段，在扫描电镜下观察各动脉段内皮细胞的形态学特征。结果:在直血管段，内皮细胞一般呈梭形，核区微隆起，细胞的长轴与血流的方向一致。在血管弯曲部，细胞略呈椭圆形;在肺动脉和主动脉瓣，内皮细胞呈卵圆形，有丰富的微绒毛。在冠状动脉观察到多个白细胞粘附在内皮表面。在右冠状动脉的后室间支，观察到一处局部细胞正处在更新状态。在胸廓内动脉，颈总动脉和冠状动脉发现一种粘附在内皮表面并具有长突起的细胞，细胞体有圆形，卵圆形、三角形等多种形态，突起的数量从2～6个不等。有的突起有分叉，同一细胞的突起或不同细胞的突起形成连接。结论:内皮细胞的形态、排列、微绒毛的长度，密度和数量等随部位的不同而有差异，切应力可能是造成这些差异的重要因素。微绒毛除了具有扩大细胞表面积外，还可能具有缓冲血流冲击的功能。血液中带突起的细胞其形态特征均不同于目前已知的血细胞（树突状细胞，单核细胞，淋巴细胞等），具有明显的粘附和迁移特征，Telocyte是近年来在多种组织（血管中膜，气管壁，心肌间质，骨骼肌间质，胃肠道，皮肤等）内所发现的一种新型的间质细胞，但始终没有在血液中发现，经过国际上telocyte知名科学家Peposcu教授分析，他认为该细胞就是在血液中的telocyte，其真正的来源、生物学特征及其功能值得进一步研究。

目录

英文缩略词表(Abbreviation)

摘要

引言

猪颈总动脉组织学特征与血管周向顺应性关系的研究

前言

材料和方法

结果

讨论

扫描电镜观察猪不同动脉段内皮细胞的形态学特征及首次在血液中发现telocyte

前言

材料和方法

结果

讨论

全文小结

参考文献

综述 心血管胶原纤维的研究进展

致谢

1．硕士期间发表论文

2．参加学术会议

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