间歇性节段性动脉阻断对术后动脉内膜增生影响的实验研究*
作者：景在平 曲乐丰 曹贵松 仲剑平
单位：第二军医大学长海医院血管外科，上海，2000433
关键词：动脉阻断；间歇性节段性；内膜增生；再灌注损伤
第二军医大学学报991107 摘要 目的：探讨间歇性节段性动脉阻断对阻断段动脉内膜增生的影响。方法：16只健康杂种犬随机分成4组，解剖右侧颈总动脉，以微型动脉夹在距环状软骨各2.0 cm的近、远端阻断颈总动脉0，15，30和60 min，术后4周取标本进行切片观察及计算机图像分析。结果：阻断15 min组阻断段动脉内膜未见明显增生，阻断30和60 min组阻断段动脉见新生内膜形成，且后者内膜增生程度较前者严重，前者新生内膜中细胞成分多，而后者以细胞间质为主。结论：术中节段性阻断动脉30 min以上可致阻断段动脉内膜增生，故动脉阻断以15 min左右为宜。
中图分类号 R 654.3 文献标识码：A
, http://www.100md.com
Influence of intermittent segmental artery block on arterial intimal hyperplasia
Jing Zaiping，Qu Lefeng，Cao Guisong，Zhong Jianping(Department of Vascular Surgery, Changhai Hospital,Second Military Medical University,Shanghai,200433)
ABSTRACT Objective:To explore the influence of intermittent segmental artery block on pathologic changes of intimal hyperplasia.Methods:Sixteen mongrel dogs were randomly divided into 4 groups,the common carotid arteries on the right were mobilized and microclips were used to clamp the arteries 2.0 cm proximal and distal to the circular cartilage for 0，15，30 and 60 min respectively. Specimens were harvested 4 weeks later and slides were observed under light microscope,the pictures were analyzed by computer.Results:Neointimal formation was absent in the group blocked for 15 min,but present in groups blocked for 30 and 60 min,and the intimal hyperplasia degree in 60 min group was more severe than in 30 min group. Cells were the major component of neointima in 60 min group but interstitium in 30 min group.Conclusion:Segmental artery block during operation may result in intimal hyperplasia,the appropriate block duration ought to be about 15 min, never beyond 30 min.
, 百拇医药
KEY WORDS artery block, intermittent segmental; intimal hyperplasia; reperfusion injury
[Acad J Sec Mil Med Univ, 1999, 20(11): 845～847]
在各类外科手术，尤其是血管手术中，动脉阻断是不可避免的。既往研究较多的是缺血再灌注损伤，对阻断段动脉本身的研究极少。而动脉的节段性阻断同样可对动脉本身产生影响，尤其是缺血及再灌注自由基可损伤动脉内膜继而导致内膜增生(intimal hyperplasia，IH)[1]，有致术后血管腔狭窄甚至阻塞的可能。我们以节段性阻断的犬颈总动脉为研究对象，观察不同阻断时间对动脉IH的影响，进而探索出术中动脉的最佳阻断时间。
1 材料和方法
, http://www.100md.com 1.1 动物及分组 健康杂种犬(由海军医学研究所动物中心提供)16只，体质量13.0～14.5 kg，随机分成4组，每组4只。A组：对照组，不阻断；B组：阻断15 min；C组：阻断30 min；D组：阻断60 min。
1.2 动物模型 3%戊巴比妥钠溶液(30 mg/kg)犬腹腔注射麻醉，颈正中切口约6.0 cm，在气管旁沟内解剖右侧颈总动脉约5 cm,距环状软骨上下各2.0 cm处以微型动脉夹阻断近、远端血流，同时阻断甲状腺动脉血流，使阻断段动脉分别保持空虚无血流状态15，30和60 min后恢复血流，缝合切口。术后皮下注射肝素5 mg/kg，肌注头孢拉定0.5 g。对照组不阻断血流，余操作相同。动物苏醒后饲以正常饲料。
1.3 取材及制片 术后4周同法麻醉后取阻断段颈总动脉，以10%中性甲醛溶液固定，24 h后石蜡包埋、切片，分别行苏木精-伊红(HE)染色和弹力、胶原纤维双重组合(V/G)染色。
, 百拇医药
1.4 测定指标 病理切片分别在40倍显微摄影系统下摄片，照片经HP激光扫描仪扫描后输入计算机，经MVP图像处理之Vdage Pro软件运算，以象素点Pixel为单位，计算动脉内膜、中膜横截面的象素点值。
1.5 统计学处理 数据以
±s表示，采用方差分析。
2 结 果
2.1 动物大体观察 实验动物术后均健康成活，取材时未见动脉完全闭塞。
2.2 显微镜观 A组：正常颈总动脉横切面切片表现：内皮及内皮下层经固定脱水缺失，腔面为凹凸起伏的内弹力膜，中膜较厚，弹力纤维呈环状分布，散在分布平滑肌细胞和胶原纤维(图1A，B)。B组：基本同A组(图1C，D)。C组：颈动脉内可见新生内膜形成，但不均匀，主要细胞成分为平滑肌细胞，少量炎性细胞。细胞分布密度不均，细胞间有大量细胞间质及少量弹性纤维、胶原纤维。中膜平滑肌细胞数量增多(图1E，F)。D组：内膜极度增厚，甚至超过中膜的厚度，内膜表面粗糙，有红细胞粘附，新生内膜由平滑肌细胞、炎性细胞、纤维母细胞及大量细胞间质构成(图1G，H)(图1见封三)。
, 百拇医药
图1 各组颈总动脉显微镜观
Fig 1 Microscopy of common carotid arteries in each group
A: Group A (HE×20); B: Group A (V/G×20); C: Group B (HE×10); D: Group B (V/G×10);
E: Group C (HE×10); F: Group C (V/G×10); G: Group D (HE×20); H: Group D (V/G×20)
2.3 计算机图像分析 经激光扫描、数据经计算机处理后，测得的内膜及中膜截面面积，以象素点pixel为单位，统计结果见表1。
表1 各组内膜、中膜截面积及其比值
, 百拇医药
Tab 1 Intimal and medial area and intima/media
area ratio in each group (n＝4，±s) Group
Intimal area
(pixel)
Medial area
(pixel)
Intima area/Media area
A
0
, 百拇医药
13388±3205
0
B
0
13267±2809
0
C
5408±1288*
13667±4602
0.3957±0.2799*
D
5937±1187△
, 百拇医药
13867±4948
0.4281±0.2398△
*P<0.05 vs group A, B; △P<0.05 vs group C
3 讨 论
动脉阻断是外科手术尤其是血管外科甚至器官移植中所不可避免的。动脉阻断对其所供应器官会产生缺血再灌注损伤，但是动脉阻断同样对阻断动脉本身也会产生影响，血管外科中常遇到的问题是早期的血栓形成及后期的IH导致管腔狭窄，甚至完全阻塞而致手术失败[2]。动脉中的早期血栓形成多可避免，而IH是血管本身对损伤所产生的一种特有的应答反应和修复过程，目前临床上尚无有效的治疗方法。本实验探讨动脉阻断对其形态学的影响，以及阻断时间与IH程度的关系，从而探讨手术中动脉的最佳阻断时间，以在术中防止血管IH的发生，从而避免手术后管腔狭窄，提高中远期通畅率，进而提高手术成功率。
, 百拇医药
实验结果表明，动脉阻断15 min对其内膜及中膜均无影响，阻断30 min以上时可致动脉IH而中膜无明显变化，且阻断时间愈长IH越明显。提示术中动脉阻断时间以15 min左右为宜。
血管IH是血管组织对损伤所产生的一种多因素、多因子共同参与的复杂的生物过程，动脉阻断所造成的损伤主要是阻断血流使血管壁局部缺血、缺氧，恢复血流后自由基含量迅速升高，造成内皮细胞及基底膜结构破坏：细胞间隙断裂、内皮细胞全部或部分与内皮下层结构分离，并且有大泡形成，胞内、胞外水肿，最后导致血小板和白细胞等粘附而启动IH的病理过程[3]。血管内皮细胞完整性的破坏和病理生理变化是血管IH发生的基本病因，由于血小板的粘附，炎性细胞的浸润，释放出各种生长因子包括血小板源性生长因子(PDGF)、表皮生长因子(EGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、胰岛素样生长因子1(IGF1)、巨噬细胞源性生长因子(MDGF)、转化生长因子β(TGFβ)等，都具有化学趋化因子和有丝分裂原的作用，中层的血管平滑肌细胞受趋化而移行至内膜并不断分裂、分泌细胞外基质，而且这种过程由于失去了内皮细胞的抑制而呈无自限性，最终导致IH形成。
, 百拇医药
研究表明，冠状动脉暂时性的阻塞并发生再灌注时可导致过氧化自由基的释放，该自由基不但可以破坏内皮细胞，还能导致中性粒细胞的增多和内皮细胞表达更多的白细胞粘附分子[4]，而且可降解对心血管有保护作用的一氧化氮，而过氧化自由基的清除剂可改善缺血再灌注损伤[5]。故而手术中除了尽可能地减少动脉阻断时间外，术中及术后适当应用过氧化自由基清除剂如维生素C等可减少缺血再灌注损伤。
在内皮损伤导致IH的过程中，血小板的粘附、聚集是其起始环节[3]，故而术中或术后适当应用抗血小板药物可望缓解IH的形成。
总之，术中过长时间的动脉阻断可致动脉壁内皮损伤而启动IH的病理过程，阻断时间愈长，IH越严重，适宜的阻断时间以15 min左右为宜，另外为减少动脉阻断所造成的缺血再灌注损伤可在术中及术后适当应用过氧化自由基清除剂及抗血小板药物。
*国家自然科学基金资助项目,批准号39670707
, 百拇医药
作者简介：景在平，1955年11月生，博士，教授，主任医师，博士生导师
参考文献
1 Verrier E.The microvascular cell and ischemia-reperfusion injury[J]. J Cardiovasc Pharmacol, 1996, 27(Suppl 1): S26
2 Rutherford RB,Jones DN,Bergentz SE,et al. Factors affecting the patency of infrainguinal bypass[J]. J Vasc Surg, 1988,8(3): 236
3 Sheridan FM, Dauber IM,McMurtry IF, et al. Role of leukocytes in coronary vascular endothelial injury due to ischemia and reperfusion[J].Circ Res, 1991, 69(6): 1566
, 百拇医药
4 Yang BC, Nicolini FA, Nichols WW, et al. Failure of brief ischemic episodes to protect against myocardial dysfunction caused by ischemia and reperfusion in isolated rat hearts[J]. Am Heart J, 1994, 128(6): 1192
5 Mehta JL, Nichols WW, Donnelly WH, et al. Protection by superoxide dismutase from myocardial dysfunction and attenuation of vasodilator reserve after coronary occlusion and reperfusion in dog[J]. Circ Res, 1989, 65(5): 1283
(1999-06-02收稿，1999-09-03修回), 百拇医药
单位：第二军医大学长海医院血管外科，上海，2000433
关键词：动脉阻断；间歇性节段性；内膜增生；再灌注损伤
第二军医大学学报991107 摘要 目的：探讨间歇性节段性动脉阻断对阻断段动脉内膜增生的影响。方法：16只健康杂种犬随机分成4组，解剖右侧颈总动脉，以微型动脉夹在距环状软骨各2.0 cm的近、远端阻断颈总动脉0，15，30和60 min，术后4周取标本进行切片观察及计算机图像分析。结果：阻断15 min组阻断段动脉内膜未见明显增生，阻断30和60 min组阻断段动脉见新生内膜形成，且后者内膜增生程度较前者严重，前者新生内膜中细胞成分多，而后者以细胞间质为主。结论：术中节段性阻断动脉30 min以上可致阻断段动脉内膜增生，故动脉阻断以15 min左右为宜。
中图分类号 R 654.3 文献标识码：A
, http://www.100md.com
Influence of intermittent segmental artery block on arterial intimal hyperplasia
Jing Zaiping，Qu Lefeng，Cao Guisong，Zhong Jianping(Department of Vascular Surgery, Changhai Hospital,Second Military Medical University,Shanghai,200433)
ABSTRACT Objective:To explore the influence of intermittent segmental artery block on pathologic changes of intimal hyperplasia.Methods:Sixteen mongrel dogs were randomly divided into 4 groups,the common carotid arteries on the right were mobilized and microclips were used to clamp the arteries 2.0 cm proximal and distal to the circular cartilage for 0，15，30 and 60 min respectively. Specimens were harvested 4 weeks later and slides were observed under light microscope,the pictures were analyzed by computer.Results:Neointimal formation was absent in the group blocked for 15 min,but present in groups blocked for 30 and 60 min,and the intimal hyperplasia degree in 60 min group was more severe than in 30 min group. Cells were the major component of neointima in 60 min group but interstitium in 30 min group.Conclusion:Segmental artery block during operation may result in intimal hyperplasia,the appropriate block duration ought to be about 15 min, never beyond 30 min.
, 百拇医药
KEY WORDS artery block, intermittent segmental; intimal hyperplasia; reperfusion injury
[Acad J Sec Mil Med Univ, 1999, 20(11): 845～847]
在各类外科手术，尤其是血管手术中，动脉阻断是不可避免的。既往研究较多的是缺血再灌注损伤，对阻断段动脉本身的研究极少。而动脉的节段性阻断同样可对动脉本身产生影响，尤其是缺血及再灌注自由基可损伤动脉内膜继而导致内膜增生(intimal hyperplasia，IH)[1]，有致术后血管腔狭窄甚至阻塞的可能。我们以节段性阻断的犬颈总动脉为研究对象，观察不同阻断时间对动脉IH的影响，进而探索出术中动脉的最佳阻断时间。
1 材料和方法
, http://www.100md.com 1.1 动物及分组 健康杂种犬(由海军医学研究所动物中心提供)16只，体质量13.0～14.5 kg，随机分成4组，每组4只。A组：对照组，不阻断；B组：阻断15 min；C组：阻断30 min；D组：阻断60 min。
1.2 动物模型 3%戊巴比妥钠溶液(30 mg/kg)犬腹腔注射麻醉，颈正中切口约6.0 cm，在气管旁沟内解剖右侧颈总动脉约5 cm,距环状软骨上下各2.0 cm处以微型动脉夹阻断近、远端血流，同时阻断甲状腺动脉血流，使阻断段动脉分别保持空虚无血流状态15，30和60 min后恢复血流，缝合切口。术后皮下注射肝素5 mg/kg，肌注头孢拉定0.5 g。对照组不阻断血流，余操作相同。动物苏醒后饲以正常饲料。
1.3 取材及制片 术后4周同法麻醉后取阻断段颈总动脉，以10%中性甲醛溶液固定，24 h后石蜡包埋、切片，分别行苏木精-伊红(HE)染色和弹力、胶原纤维双重组合(V/G)染色。
, 百拇医药
1.4 测定指标 病理切片分别在40倍显微摄影系统下摄片，照片经HP激光扫描仪扫描后输入计算机，经MVP图像处理之Vdage Pro软件运算，以象素点Pixel为单位，计算动脉内膜、中膜横截面的象素点值。
1.5 统计学处理 数据以
±s表示，采用方差分析。2 结 果
2.1 动物大体观察 实验动物术后均健康成活，取材时未见动脉完全闭塞。
2.2 显微镜观 A组：正常颈总动脉横切面切片表现：内皮及内皮下层经固定脱水缺失，腔面为凹凸起伏的内弹力膜，中膜较厚，弹力纤维呈环状分布，散在分布平滑肌细胞和胶原纤维(图1A，B)。B组：基本同A组(图1C，D)。C组：颈动脉内可见新生内膜形成，但不均匀，主要细胞成分为平滑肌细胞，少量炎性细胞。细胞分布密度不均，细胞间有大量细胞间质及少量弹性纤维、胶原纤维。中膜平滑肌细胞数量增多(图1E，F)。D组：内膜极度增厚，甚至超过中膜的厚度，内膜表面粗糙，有红细胞粘附，新生内膜由平滑肌细胞、炎性细胞、纤维母细胞及大量细胞间质构成(图1G，H)(图1见封三)。
, 百拇医药
图1 各组颈总动脉显微镜观
Fig 1 Microscopy of common carotid arteries in each group
A: Group A (HE×20); B: Group A (V/G×20); C: Group B (HE×10); D: Group B (V/G×10);
E: Group C (HE×10); F: Group C (V/G×10); G: Group D (HE×20); H: Group D (V/G×20)
2.3 计算机图像分析 经激光扫描、数据经计算机处理后，测得的内膜及中膜截面面积，以象素点pixel为单位，统计结果见表1。
表1 各组内膜、中膜截面积及其比值
, 百拇医药
Tab 1 Intimal and medial area and intima/media
area ratio in each group (n＝4，
±s) GroupIntimal area
(pixel)
Medial area
(pixel)
Intima area/Media area
A
0
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13388±3205
0
B
0
13267±2809
0
C
5408±1288*
13667±4602
0.3957±0.2799*
D
5937±1187△
, 百拇医药
13867±4948
0.4281±0.2398△
*P<0.05 vs group A, B; △P<0.05 vs group C
3 讨 论
动脉阻断是外科手术尤其是血管外科甚至器官移植中所不可避免的。动脉阻断对其所供应器官会产生缺血再灌注损伤，但是动脉阻断同样对阻断动脉本身也会产生影响，血管外科中常遇到的问题是早期的血栓形成及后期的IH导致管腔狭窄，甚至完全阻塞而致手术失败[2]。动脉中的早期血栓形成多可避免，而IH是血管本身对损伤所产生的一种特有的应答反应和修复过程，目前临床上尚无有效的治疗方法。本实验探讨动脉阻断对其形态学的影响，以及阻断时间与IH程度的关系，从而探讨手术中动脉的最佳阻断时间，以在术中防止血管IH的发生，从而避免手术后管腔狭窄，提高中远期通畅率，进而提高手术成功率。
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实验结果表明，动脉阻断15 min对其内膜及中膜均无影响，阻断30 min以上时可致动脉IH而中膜无明显变化，且阻断时间愈长IH越明显。提示术中动脉阻断时间以15 min左右为宜。
血管IH是血管组织对损伤所产生的一种多因素、多因子共同参与的复杂的生物过程，动脉阻断所造成的损伤主要是阻断血流使血管壁局部缺血、缺氧，恢复血流后自由基含量迅速升高，造成内皮细胞及基底膜结构破坏：细胞间隙断裂、内皮细胞全部或部分与内皮下层结构分离，并且有大泡形成，胞内、胞外水肿，最后导致血小板和白细胞等粘附而启动IH的病理过程[3]。血管内皮细胞完整性的破坏和病理生理变化是血管IH发生的基本病因，由于血小板的粘附，炎性细胞的浸润，释放出各种生长因子包括血小板源性生长因子(PDGF)、表皮生长因子(EGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、胰岛素样生长因子1(IGF1)、巨噬细胞源性生长因子(MDGF)、转化生长因子β(TGFβ)等，都具有化学趋化因子和有丝分裂原的作用，中层的血管平滑肌细胞受趋化而移行至内膜并不断分裂、分泌细胞外基质，而且这种过程由于失去了内皮细胞的抑制而呈无自限性，最终导致IH形成。
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研究表明，冠状动脉暂时性的阻塞并发生再灌注时可导致过氧化自由基的释放，该自由基不但可以破坏内皮细胞，还能导致中性粒细胞的增多和内皮细胞表达更多的白细胞粘附分子[4]，而且可降解对心血管有保护作用的一氧化氮，而过氧化自由基的清除剂可改善缺血再灌注损伤[5]。故而手术中除了尽可能地减少动脉阻断时间外，术中及术后适当应用过氧化自由基清除剂如维生素C等可减少缺血再灌注损伤。
在内皮损伤导致IH的过程中，血小板的粘附、聚集是其起始环节[3]，故而术中或术后适当应用抗血小板药物可望缓解IH的形成。
总之，术中过长时间的动脉阻断可致动脉壁内皮损伤而启动IH的病理过程，阻断时间愈长，IH越严重，适宜的阻断时间以15 min左右为宜，另外为减少动脉阻断所造成的缺血再灌注损伤可在术中及术后适当应用过氧化自由基清除剂及抗血小板药物。
*国家自然科学基金资助项目,批准号39670707
, 百拇医药
作者简介：景在平，1955年11月生，博士，教授，主任医师，博士生导师
参考文献
1 Verrier E.The microvascular cell and ischemia-reperfusion injury[J]. J Cardiovasc Pharmacol, 1996, 27(Suppl 1): S26
2 Rutherford RB,Jones DN,Bergentz SE,et al. Factors affecting the patency of infrainguinal bypass[J]. J Vasc Surg, 1988,8(3): 236
3 Sheridan FM, Dauber IM,McMurtry IF, et al. Role of leukocytes in coronary vascular endothelial injury due to ischemia and reperfusion[J].Circ Res, 1991, 69(6): 1566
, 百拇医药
4 Yang BC, Nicolini FA, Nichols WW, et al. Failure of brief ischemic episodes to protect against myocardial dysfunction caused by ischemia and reperfusion in isolated rat hearts[J]. Am Heart J, 1994, 128(6): 1192
5 Mehta JL, Nichols WW, Donnelly WH, et al. Protection by superoxide dismutase from myocardial dysfunction and attenuation of vasodilator reserve after coronary occlusion and reperfusion in dog[J]. Circ Res, 1989, 65(5): 1283
(1999-06-02收稿，1999-09-03修回), 百拇医药