人與大鼠冠狀動脈增齡變化的比較研究

1、人與大鼠冠狀動脈增齡變化的比較研究【摘要】 目的 探討人及大鼠冠狀動脈壁組織結(jié)構(gòu)與管徑的增齡變化以及種屬差別。方法 對新生兒、成年、老年三組人心冠狀動脈管壁結(jié)構(gòu)及其老齡變化做了光鏡水平定量觀察。對幼年、老年大鼠心冠脈進(jìn)行了電鏡水平觀察。結(jié)果 大鼠冠脈與人心冠脈管壁結(jié)構(gòu)變化有明顯不同。人冠脈壁的增齡變化非常顯著，新生兒冠脈內(nèi)膜僅由內(nèi)皮和一層較厚的內(nèi)彈性膜構(gòu)成，至成年和老年時，內(nèi)膜中出現(xiàn)內(nèi)皮下層并不同程度的增厚，有的則發(fā)展為動脈硬化，使管腔變小。而在大鼠冠脈不論幼年或老年，其內(nèi)膜僅由內(nèi)皮構(gòu)成，無內(nèi)彈性膜和內(nèi)皮下層，因而從幼年至老年始終沒有內(nèi)膜增厚和管腔變窄現(xiàn)象。結(jié)論 人冠脈管壁增齡變化顯著，大鼠冠

2、脈無明顯增齡變化，二者間種屬差異較顯著。這種比較解剖學(xué)上的差異，提示用動物實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果解釋人類某些機(jī)制時需持慎重態(tài)度。 【關(guān)鍵詞】 冠狀動脈；老齡變化；形態(tài)學(xué)；光/電鏡 Comparative research on aging changes of coronary arteries in humanbeings and rat 【Abstract】 Objective To investigate the aging changes and species differences on the structure and caliber of the coronary arteries o

3、f human and ratMethods Anterior interventricular branches of the left coronary arteries，derived from newborn，adult and aged human subjects，are respectively observed by light microscope，and the same samples of rats(2 months，n=3;22 months，n=3)are studied by electron microscopeResults There is obvious

4、age-related changes in human beingsThe coronary artery of newborn baby has the typical internal and external elastic membranesThe tunica intima is made of only endothelium，no subendothelial layerIn adult，the subendothelial layer is formed and thickened，the internal elastic membrane became thinner an

5、d straighterIn aged，the internal and external elastic membranes both disappeared，the subendothelial layer is evidently thickened，in which there are some smallblood vessels and local calcification can be seen occasionallyThe proportions of the inner diameter to the thickness of the wall descend with

6、aging in three groupsIn rat，no matter the young or old，there is only endotheliumin the tunica intima，there are no subendothelial layer and internal elastic membranesTherefore，no hyperplasia of the wall occursConclusion There are obvious differentchanges of coronary artery betweenand rat in the aging

7、 beings 【Key words】 coronary artery;aging change;morphology;light/electorn microscope 由檢索文獻(xiàn)可知，近些年來在探討高血壓發(fā)病機(jī)制方面，用大鼠進(jìn)行高血壓和動脈硬化血管壁結(jié)構(gòu)與功能改變的實(shí)驗(yàn)研究非常熱門，然而對人和大鼠動脈增齡變化及其種屬差異的研究報道甚少，并不十分清楚。為進(jìn)一步了解不同年齡人冠狀動脈組織結(jié)構(gòu)的變化，以及管徑與管壁厚度之比的年齡相關(guān)性變化，了解人與大鼠冠狀動脈結(jié)構(gòu)及其增齡變化的種屬差異，對三組人心和兩組大鼠心冠脈分支分別進(jìn)行了光鏡和電鏡水平的觀察。 1 材料與方法 人心冠脈光鏡標(biāo)本的制備及觀測：

8、標(biāo)本選自我院解剖教研室經(jīng)福爾馬林固定的尸體，新生兒及嬰幼兒心10例，2040歲成年人心10例，60歲以上老年人心10例。取病變發(fā)生率較高的左冠脈前降支05cm長度，石蠟包埋、橫切、HE染色，光鏡觀察其管壁的組織學(xué)結(jié)構(gòu)及其增齡變化，并用目鏡測微尺測量每例冠脈的全壁厚度、內(nèi)膜厚度、中膜厚度及內(nèi)徑與壁厚之比，單位為m，將三組冠脈的不同指標(biāo)進(jìn)行比較，作統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。 大鼠心冠脈透射電鏡標(biāo)本的制備：因大鼠冠脈分支太細(xì)，光鏡觀測不理想而采用電鏡觀測。選用雄性Wistar大鼠6只，其中幼年組3只(2m齡，重100g)，老年組3只(22m齡，重500g)，以pH74 PB(含4%多聚甲醛和25%戊二醛)左心室插

9、管灌流固定，切取左冠脈前降支2mm長度，置同一固定液中繼續(xù)后固定24h，1%鋨酸固定1h，系列酒精脫水，環(huán)氧丙烷置換，Epon812滲透并包埋、聚合、超薄切片，醋酸雙氧鈾及檸檬酸鉛雙染，Philips EM400ST型透射電鏡觀察。 2 結(jié)果 大鼠冠脈與人心冠脈管壁結(jié)構(gòu)及其增齡變化有明顯不同。人冠脈壁的增齡變化非常顯著，新生兒組冠脈壁內(nèi)、中、外三層膜分層明顯，內(nèi)膜甚薄，僅由內(nèi)皮和內(nèi)彈性膜構(gòu)成，幾無內(nèi)皮下層，內(nèi)彈性膜厚而完整，呈連續(xù)的波浪狀；中膜為510層環(huán)行平滑肌，肌纖縮短小而密集，其間有少量膠原纖維和彈性纖維；外彈性膜不連續(xù)但清晰可見。成年組冠脈壁三層膜分界不甚明顯，最顯著變化是內(nèi)膜中出現(xiàn)較

10、厚的內(nèi)皮下層，不同個體間其厚度差別較大，由縱行平滑肌、膠原纖維、彈性纖維構(gòu)成。部分標(biāo)本增厚的內(nèi)膜中出現(xiàn)小血管。內(nèi)彈性膜變薄、變直呈斷續(xù)狀，甚至消失。中膜比新生兒者輕度增厚，為1020層環(huán)行平滑肌，肌纖維間膠原纖維增多，彈性纖維減少。外彈性膜消失。老年組冠脈壁的內(nèi)、外彈性膜均消失，多數(shù)標(biāo)本內(nèi)膜極度增厚，呈偏心狀或環(huán)層狀，其中的膠原纖維發(fā)生玻璃樣變并出現(xiàn)較多的小血管。個別標(biāo)本內(nèi)膜局部可見鈣化斑或出血灶，管腔明顯狹窄。中膜與成年組相比無明顯變化。各年齡組冠脈的測量值見表1。表1 三組人心左冠脈前降支各指標(biāo)測量值 (略) 電鏡觀察大鼠冠脈結(jié)果：不論幼年或老年，其管壁的內(nèi)膜僅由內(nèi)皮構(gòu)成，始終無內(nèi)皮下層出

11、現(xiàn)，也無內(nèi)彈性膜，因而從幼年至老年無內(nèi)膜增厚現(xiàn)象；中膜為0、610層環(huán)行平滑??；外膜為菲薄的結(jié)締組織。老年鼠冠脈僅僅內(nèi)皮有所增厚，約為幼年鼠內(nèi)皮厚度之二倍(在相同放大倍數(shù)下)，但與整個管壁厚度相比微不足道，不造成對管腔大小的影響。幼年鼠中膜平滑肌較纖細(xì)，排列略顯松散；老年鼠中膜平滑肌較肥大，排列緊密，胞漿器發(fā)達(dá)，出現(xiàn)明暗兩種細(xì)胞，二者相間排列，其功能意義不明。 3 討論 過去的研究發(fā)現(xiàn)，在老年人，由于血流動力學(xué)的影響，冠狀動脈變的迂曲、擴(kuò)張，并且冠狀動脈的側(cè)支隨著增齡而增多增粗，但這究竟與動脈粥樣硬化有無關(guān)系仍不清楚1。雖然人們總是把動脈粥樣硬化看作是一種病理過程，但內(nèi)膜鈣化很可能是一種年齡相

12、關(guān)的生理性退化過程，因?yàn)檫@在高齡人群中具有普遍性，且與性別無關(guān)2。有人對竇房結(jié)動脈和房室結(jié)動脈所做的年齡對比觀察發(fā)現(xiàn)：在老年人，雖然動脈內(nèi)膜及整個管壁都增厚，但由于中膜萎縮變性，對腔內(nèi)血液壓力的抵抗減低，致使管腔顯著擴(kuò)大，管壁厚度與管徑之比在老年人和年輕人之間差異無顯著性3。我們的觀察結(jié)果顯示，從新生兒至成年冠狀動脈的增齡變化是非常顯著的，成年組內(nèi)膜中，出現(xiàn)了內(nèi)皮下層，并不同程度的增厚，甚至在增厚的內(nèi)膜中出現(xiàn)許多小血管；內(nèi)彈性膜變直變薄，呈斷續(xù)狀甚至消失；中膜內(nèi)，彈性纖維減少，膠原纖維增多；外彈性膜消失。在老年組，內(nèi)、外彈性膜均消失，中膜內(nèi)彈性纖維進(jìn)一步減少，膠原纖維增多更明顯，并呈玻璃樣變性

13、。在多數(shù)標(biāo)本中內(nèi)膜極度增厚，其中小血管增多，某些局部并出現(xiàn)鈣化斑和(或)出血灶。由本實(shí)驗(yàn)可看出，隨增齡，動脈壁增厚主要發(fā)生在內(nèi)膜，中膜平滑肌細(xì)胞遷移至內(nèi)皮下大量增殖，加上出血與鈣化，成年與幼年相比，內(nèi)膜增厚許多倍。這是增齡變化的特點(diǎn)，也是動脈硬化的一種表現(xiàn)，使動脈彈性減低，收縮性增強(qiáng)4。由于退行性變而致的冠脈鈣化在老年人中非常普遍，因而在65歲以上人群中通過對冠脈鈣化的檢測來作為對冠脈粥樣硬化的早期診斷已沒有意義。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，管內(nèi)徑與壁厚之比從新生兒至成年、老年有所下降，提示在整體上存在冠脈阻力隨增齡而增加的傾向，但也不排除病理情況，因有的標(biāo)本管壁明顯增厚硬化，管腔極度狹窄。 對大鼠冠脈增齡

14、變化的電鏡觀察顯示，人與大鼠冠脈之間有明顯的種屬差異，即大鼠從幼年至老年冠脈始終沒有內(nèi)、外彈性膜及內(nèi)皮下層出現(xiàn)，管壁并不明顯增厚。中膜平滑肌數(shù)量及結(jié)構(gòu)變化也不顯著，老年鼠中膜平滑肌細(xì)胞只有輕度肥大，并無數(shù)量的增加。因無內(nèi)皮下層和內(nèi)彈性膜(相隔)，因而也不存在中膜平滑肌細(xì)胞向內(nèi)皮下遷移；肌間結(jié)締組織均甚少，無年齡差別。這些都與人類動脈增齡變化及動脈硬化不同。老年組，中膜中出現(xiàn)明暗兩種平滑肌細(xì)胞，是否處于不同功能狀態(tài)之故，尚不清楚。 【參考文獻(xiàn)】 1 Hutchins GMStructure of the aging heart：in Weisfeldt MI，edThe aging heart， its function and response to stressNew YorkRaven Press，2004，49(4):180-191. 2 Lochman AS，Spray PL，Kerwin BM，et alMedical calcinosis of MonckebergA review of the problem and a descryiption of a patient with involvement of peripheral，visceral and cor