抽象
慢性肺血流量增加被认为是先天性心脏病肺动脉高压晚期血管病变的先决条件。本研究的目的是从存活率、血流动力学、病理学和组织学的角度来描述野百合碱肺动脉高压大鼠模型中由主动脉腔分流术引起的肺流量增加的影响。
雄性Wistar大鼠野百合,然后创建一个腹部aortocaval分流的注射。显示体重减轻或呼吸困难,创立了分流的4-5周后的症状时,处死动物。
超声心动图确定了野百合处理的大鼠增加了分流大鼠和右心室肥厚心室的尺寸。在类似的肺动脉压力,分流野百合碱大鼠显示更高的发病率和死亡率,增加肺对全身动脉压力比,并用nonshunted野百合碱大鼠相比增加右心室肥大。组织学评估显示数量增加的预腺泡肺动脉直径。腺泡内血管重塑和闭塞发生在分流和nonshunted野百合碱大鼠相似的程度。
总之,野百合碱诱导的肺动脉高压患者肺血流量增加与发病率、死亡率增加以及不利的血流动力学和心脏效应有关。这些作用可归因于更明显的右心衰竭,而不是腺泡内肺血管重塑的改变。
患者全身体肺分流相关的先天性心脏疾病,同时增加肺血流量和压力,发展特色肺血管病变同心层状内膜纤维化和丛状病变。这些血管病变是由血管平滑肌和内皮细胞增殖为特征。相比之下,患者的先天性心脏缺陷和孤立肺动脉压增加(第页美联社),这些病变几乎从不发展1个,2个.目前笔者推测,在先天性心脏缺陷,肺血流增加,除了增加的压力,是一个先决条件,先进的肺动脉高压的标志病变的发展。
动物模型与一个孤立的增加第页美联社,例如诱导由有毒的生物碱野百合碱,表明肺血管重构,但如先前所描述无法显示较先进的病变三–5个.
增加肺血流量的作用已探索在动物模型6个.在大鼠模型中分离流增加7个,八在肺动脉压和膜肥厚适度增加已经观察到,但只有曝光的延长的时间段之后。
当流的附加效果在现有大鼠模型肺动脉高压,小血管的细胞闭塞探索中,被称为新内膜的形成,在动物中仅观察到肺血流增加9个–11个. 相比之下,最近的一份报告显示,增加血液流动有着有利的效果。在这项研究中,除野百合碱外,腹腔主动脉腔分流的大鼠显示新内膜形成减少10个.
在本研究中,通过在野百合碱大鼠模型腹部aortocaval分流诱导增加肺流动的作用被进一步详细地探讨通过haemodynamical,超声心动图和组织病理学特征,特别强调新生内膜形成。
方法
实验方案
在total, 39 male Wistar rats (250–350 g; fed自由采食)进行昼夜光照条件下饲养。动物护理和实验是按照荷兰动物实验法进行。伊拉斯谟大学动物护理和使用委员会(荷兰鹿特丹)批准了实验方案。
Rats were randomly assigned to one of four experimental groups: 1) control (CON: n = 11); 2) increased pulmonary flow by means of an abdominal aortocaval shunt (AV: n = 8); 3) increased第页美联社,induced by monocrotaline (MC: n = 8); and 4) the combination of both interventions (MC+AV: n = 12). Monocrotaline (Sigma Chemical Co, St. Louis, MO, USA; 60 mg·kg-1个皮下注射)或注射载体。根据Garcia和Diebold的描述,7天后进行了假或房室分流手术德意志北方银行under pentobarbital anaesthesia (60 mg·kg-1个经腹膜内)。分流通畅视觉验证为肿胀,变色和腔静脉的脉动。
动物称重,看了呼吸困难时,有15%的重量损失或衰弱发生呼吸困难,牺牲了。从另一组匹配的大鼠,同时处死。
超声心动图
在four rats from each group, echocardiographical studies were performed under pentobarbital anaesthesia before and 4 weeks after the administration of monocrotaline using a 12 MHz phased array transducer (Sonos 5500; Hewlett-Packard Inc, Andover, MA, USA). Ventricular dimensions and flow profiles over the aortic, pulmonary and tricuspid valve were measured in standard views13个. 心输出量(mL·min-1个)使用以下公式计算:
血液动力学
献祭时,动物被麻醉,并用室内空气进行通风。第页美联社小号是根据拉宾诺维奇测量等.14个.如果无法获得这些压力,右心室收缩压记录为等于收缩第页美联社.测定全身动脉压通过左颈动脉。
病理
血液动力学测量后,胸腔打开,发现有胸腔积液。分别称心房、心室和肺的重量。左肺用3.6%福尔马林固定。切片用苏木精-伊红和间苯二酚-品红弹性染色15个使用常规染色过程血管尺寸的形态分析。附加切片与针对内皮型一氧化氮合成酶的抗体染色(eNOS的; 1:500稀释; BD Transduction Laboratories公司,列克星敦,KY,USA)和α平滑肌肌动蛋白(Dako公司,Glostrup的,丹麦)。第页araffin sections were dewaxed and incubated with monoclonal antibodies for 1 h. Rabbit anti-mouse immunoglobulin G coupled to peroxidase was used as a secondary antibody (dilution 1:100). The sections were stained with diaminobenzidine for 10 min and counterstained with haematoxylin.
组织学
在肺切片,所有动脉> 50微米(预腺泡)和40个随机选择的血管<50微米(腺泡内)在200×和400×放大倍率用图像分析系统评估(CZ KS400;成像Associates的比斯特,UK)。三种不同的血管区域被定义为:外容器区域,内部容器区和腔面积。外容器区域被定义为弹力层外耳炎内的区域。该弹力层INTERNA内的区域被定义为内部容器区域。壁面积通过从外部容器面积减去管腔面积计算。内侧区被定义为外部容器面积减去所述内血管区域。内膜面积减去所述内血管面积的管腔面积计算,并表示为管腔面积的百分比。区域转化到使用公式直径:
计算腺泡前肺动脉壁厚与管腔直径的比值。小于50μm的血管通常没有清晰可见的内部弹性层。因此,在这些血管中计算血管阻塞分数,而不是在较大的肺动脉中计算内侧壁与腔的比率。根据以下公式计算腺泡内肺血管阻塞:
肺动脉被排除的测量,如果他们具有> 2的最长/最短径,一个不完整的圆形形状或血管壁的四分之一以上的崩溃。的40个小肺血管肌型根据面包车Suylen评估等.三.
统计分析
数据表示为平均值±扫描电镜.使用单因素方差分析确定组间差异和Bonferroni事后进行测试时,需要(曼 - 惠特尼U检验和Kruskall-沃利斯)当使用非参数检验。统计学显着性确定为p <0.05。
结果
三只老鼠不得不从进一步的分析排除由于不成功的分流手术,两个来自AV组,一个来自MC + AV组。
在野百合给药后的第5和第6周的MC和MC + AV组都观察到降低经济增长,嗜睡和呼吸困难。这导致所有老鼠在一周内的窗口内此期间牺牲。S公司ymptoms appeared earliest and the most severe in MC+AV rats, leading to preliminary death in five out of 11 of these rats (table 1⇓)。
超声心动图
增加肺流由于AV分流是由一个确认与非AV大鼠(259±28相比增长计算心输出量在第4周与15个0±12 mL·min-1个;p = 0.002). Furthermore, an increased diastolic left ventricular internal diameter (8.52±0.22与6.73±0.34 mm;p = 0.001),右室舒张内径增大(5.78±0.20)与4.15±0.33 mm; p = 0.001) and a significantly higher left ventricular mass (1.17±0.06与0.95±0.03 g; p = 0.004) were noted in the animals with a shunt compared with animals without a shunt.
右心室壁的厚度,增加了右心室后负荷的指示,在与野百合碱处理的动物增加与无给药野百合碱(1.06±0.11相比与0.72±0.03 毫米;p = 0.02)。四只MC+AV大鼠中有三只出现显著的三尖瓣返流射流,与其他组的动物相比,基线时没有出现。
病理
Ventricular and atrial weights are shown in table 2⇓.心脏重量与体重之比在所有实验组与组合MC + AV组中的显著累加效应增加。
Right ventricular to left ventricular plus septal weight ratio increased in the MC group with an additive effect of the shunt in the MC+AV group (fig. 2⇓)。
右心房重量与术后4周超声心动图测量的右心室舒张内径相关(Pearson相关系数 =0.61;p =0.02)。
与对照组相比,MC组和MC+AV组的肺重量均显著增加,而AV分流无明显的附加效应(肺重量:1.35±0.06 g,1.72±0.09 g,2.44±0.34 g(p =0.001)与CON)和2.36±0.12 g(p<0.001)与CON)分别为CON、AV、MC和MC+AV)。
组织学
预腺泡肺动脉(> 50微米)
Larger pulmonary arteries increased in both number and dilation in the MC+AV group (table 3⇓)。壁厚MC和MC + AV组增加两者。无内膜增生可以在任何一组的预腺泡动脉被证实。
腺泡内肺血管(<50微米)
在contrast to the CON and AV group, increased peripheral muscularisation and luminal occlusion due to neo-intimal formation were observed to the same extent in the MC and MC+AV groups (table 3⇑;图3a⇓和3b⇓)。使用免疫组织化学,这种细胞新生内膜形成两个eNOS和用于α平滑肌肌动蛋白(图染色阳性。图3c⇓和3d⇓)。
有关临床参数血流动力学和血管组织病理学
胸水组大鼠:1)体重显著降低(348±9)与三9个八±9 g; p = 0.001); 2) higher systolic第页美联社秒(59±6与三八±3 mmHg; p = 0.006); 3) higher cardiac to body weight ratio (4.2±0.1与三。2个±0.1 g·kg-1个;P <0.001);4)更高的右心室重量比(0.67±0.03与0.33±0.02;P <0.001);和5)腺泡内血管(31.3±2.0的多管腔闭塞与11.4±2.3%;P <0.001)与大鼠无胸液进行比较。
A significant correlation was observed between luminal occlusion of the intra-acinar pulmonary vessels and right ventricular hypertrophy (expressed as right ventricular/left ventricular+interventricular septum; Pearson's correlation coefficient = 0.78; p<0.001).
讨论
本研究旨在探讨肺血流量增加对肺动脉高压肺血管重建的作用。因此,野百合碱治疗的大鼠产生了主动脉-腔静脉分流。主要的发现是,与非狩猎野百合碱治疗大鼠相比,分流野百合碱治疗大鼠的发病率和死亡率增加。这与肺动脉与全身动脉压力比增加、右心室肥厚和扩张增加、三尖瓣返流发生率增高有关。肺血管组织病理学和形态计量学显示,血流对腺泡内肺血管重建没有额外影响。这些发现提示主动脉腔分流术对发病率和死亡率的影响可归因于更明显的右心衰,而不是腺泡内肺血管重建的改变。
预腺泡肺动脉的确在数量和尺寸的增加与两个分离的压力增加以及分离增加的流动进行比较。本研究中,然而,不允许增加的流动的次级dilatatory效果和这些动脉作为对这个观察结果的原因的固有重塑过程之间的分化。
肺血管重建增加肺血流的影响
在目前的研究中,大鼠分离肺血流增加并没有发展变化第页美联社并表明在所有重量心脏隔间的平衡增长。5-6周后,肺血管形态与对照动物相比,并未出现显著的变化。这是一致的与以前的报道,其中血管的变化通常只发生后更长的曝光期间,以高流动性条件八,16个.
野百合治疗的动物不分流,显示了提高第页美联社S和右心室肥厚,而形态显示增加壁厚和在肌型增加预腺泡肺动脉,从早期的研究预期三–5个.有趣的是,腺泡内血管闭塞野百合碱处理的大鼠中还发现。这些发现与先前的研究报告说内膜增殖通过添加在野百合处理的大鼠流引起的对比度。在这些研究中,管腔闭塞未在野百合碱处理的大鼠没有增加肺流量报告9个,11个.相反地,本发明的结果是根据西村等.10个,谁最近在野百合大鼠模型描述管腔闭塞肺小动脉。在这些研究大多10个,11个,17岁,18岁视觉评分系统来评估在较小的肺动脉的新内膜形成的严重性或检查仅限于较大的肺动脉9个,19个–21岁本研究提供了肺血管的定性和定量形态学特征。
接受野百合都与所有其他群体相比,分流显示的发病率和死亡率的动物。在这方面,目前的结果与西村的结论对比等.10个,他建议用同样的模型对野百合碱治疗的大鼠进行额外的血流补救。然而,在他们的实验设计中,野百合碱是在主动脉腔分流术后1周注射的。作者实验室的研究表明,当西村的研究采用程序顺序时,疾病发展不太明显等.10个(数据未显示)。在目前的作者认为,这可以通过一个事实,即野百合在肝脏中转化为有毒的,但不稳定,代谢产物代谢解释22个.这些有毒代谢产物有几秒钟或更少的半衰期。因此,它们必须施加在通过肺的初始通路他们的毒性作用。由aortocaval分流增加的流动会降低输送到肺中的代谢物的浓度。这可以解释为什么野百合的给药前分流的感应会导致野百合和欠发达肺血管疾病的减弱效果。
在本研究中的组织学变化的性质和严重程度是与那些在大鼠高肺压力和流量的其他组合模式报告可比性6个,9个,11个.然而,腺泡内船只,其通常被称为新生内膜的管腔闭塞的起源,不太清楚。在本研究中,管腔内闭塞包括细胞材料。既内皮细胞和血管平滑肌细胞存在于这个新内膜的,因为它包括,对于eNOS和,对于α平滑肌肌动蛋白染色的阳性细胞的染色呈阳性的细胞。
对心脏增加肺血流的影响
虽然第页美联社转流野百合碱组大鼠与非转流野百合碱组大鼠比较,全身血压较低。较低的全身血压可归因于牺牲时心输出量的普遍下降。明显的右心室肥厚和右房与左房重量比的增加确实表明,右心室衰竭而不是双心室高输出衰竭是心力衰竭的主要决定因素。
超声心动图在大鼠中确立为异常肺血流动力学的心脏评估一个有用的诊断工具,研究右心室壁的厚度和心室的尺寸。逐步右心室扩张和三尖瓣关闭不全在分流野百合碱处理的动物发展的超声心动图发现支持右心功能不全的这些动物的诊断。
临床恶化和右心室肥大的进展与小肺血管的增加管腔闭塞呈正相关,这表明右心室衰竭的发展是通过增加的体积负荷的不利组合加重和后负荷增加右心室。
两者合计,结果表明,增加发病率和死亡率在分流野百合老鼠可能是由于对心脏的影响,而不是改变肺血管重构。
该研究的局限性
在本模型中,野百合碱可被视为流动的混杂因素,因为其代谢产物可诱导直接的肺内皮细胞损伤,这可能掩盖了流动对这些内皮细胞的影响。
然而,新生内膜形成,肺血管重建肺动脉高压,在这种模式引起的一个关键特点。其他型号,创建左至右分流幼畜16个,23个,24个可能有优势,对于影响流量和压力的肺动脉与先天性心脏疾病的情况具有可比性。然而,在增加第页美联社在这些模型适中,并且到现在为止,他们没有显示肺动脉高压更先进的病变。这些损伤与其他形式的肺性高血压区分肺动脉高压,因此,可能形成的肺动脉高压的病理生理学的重要线索。
此外,本研究并没有提供答案的问题是否在分子水平上,这或许可以解释增加的肺血流诱导特异性血管细胞的反应,为什么在先天性心脏缺陷的肺动脉高压先进的肺血管病变几乎都发生在存在肺血流增加的。
结论
本研究旨在探讨血流增加在肺动脉高压中的作用。在主动脉-腔静脉分流野百合碱大鼠模型中,肺血流量增加的有害影响表现为发病率和死亡率增加。然而,这些影响不能归因于肺血管重塑的组织病理学恶化。与先前的报道相比,本研究中所述的野百合碱分流治疗大鼠的新内膜反应并没有被确定为肺流量增加的特异性作用,因为它也被证明存在于仅用野百合碱治疗的大鼠中。
总之,血流动力学、超声心动图和病理学数据表明,明显的右心室衰竭是发病率和死亡率增加的原因,而不是肺血管重塑的改变。进一步研究肺血流量增加在肺动脉高压伴先天性心脏病的晚期肺血管病变中的特殊作用,有助于了解这种进行性肺血管病的发病机制。
- 收到2005年2月10日。
- 认可的2005年6月2日。
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