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编号:10205920
门静脉高压症大鼠胃粘膜形态学的实验研究
http://www.100md.com 《中国普通外科杂志》 2000年第1期
     周东风 李兆亭 靳明英 乔庆荣 代建华

    摘 要:目的 探讨门静脉高压性胃病(PHG)的发病机理。方法 设计2组门静脉高压症动物模型,并与假手术组对照观察胃粘膜组织形态以及超微结构的病理变化,并通过微机图像处理系统对组织学图像进行定量分析。结果 门静脉高压时胃粘膜水肿明显,散在分布红点和/或瘀斑。光镜及扫描电镜检查均发现上皮细胞肿胀、崩解或脱落,腺体数目减少,粘膜变薄,无炎性细胞浸润和上皮细胞化生;粘膜下层水肿增厚。粘膜微血管结构的改变最具特征性。光镜见粘膜层毛细血管以及粘膜基底层和粘膜下层微静脉明显扩张。透射电镜则显示毛细血管变形,腔狭窄,细胞连接松散;内皮细胞内有大量的吞饮小泡;微静脉中膜内的平滑肌细胞、胶原纤维等细胞外基质增生。定量分析示门静脉高压大鼠微血管形态的改变表现为胃壁相对血管腔面积和相对血管壁面积显著高于假手术组;门静脉高压大鼠胃粘膜的损伤比与门静脉压力呈正相关,且肝硬化组明显大于门静脉狭窄组。结论 肝硬化门静脉高压症时伴有独特的胃部微血管形态学的异常,这种异常是PHG发生的病理学基础,是门静脉高压症病理变化的一部分。
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    关键词:高血压,门静脉/病理学 胃粘膜/病理学 胃疾病/病理学 疾病模型,动物

    动物实验和临床研究均显示门静脉高压症(PHT)时胃粘膜有着独特的结构和功能异常。这种异常在临床上表现为胃粘膜屏障功能削弱,胃泌酸量减少,胃粘膜散在分布红点、瘀斑、糜烂或溃疡。本研究设计2组门静脉高压症大鼠动物模型,观察胃粘膜组织形态学变化以及超微结构的改变。通过微机图象处理系统定量分析胃粘膜的组织学图象,旨在进一步认识门静脉高压性胃病(PHG)的性质和特点。

    1 材料与方法

    1.1 实验大鼠模型的制备和分组

    选用纯种成年雄性Wistar大鼠,体重300± 15g,共34只(由山东省动物中心提供)随机分为3组:①肝硬化门静脉高压症组(LC组):16只。 参照吴氏法[1]用60% CCl4(棉籽油溶液)0.3ml/100g,皮下注射,每4d 1次,连续18次。注药期间予自由饮食。停药2周后即完成模型制作。②门静脉狭窄组(PVS):12只。术前24h禁食,自由饮水。3%戊巴比妥0.1ml/100g腹腔内注射麻醉。将1枚9号注射针头(针径0.90mm)与门静脉主干平行放置,用3-0丝线将二者一并结扎,然后抽出针头。门静脉主干即被缩窄为直径约1.0mm。术后自由饮食,2周后即行项目观 察。③假手术组(正常对照组,SO组):12只。 术前准备和麻醉同上,开腹后仅解剖出门静脉主干,不予结扎。术后自由饮食。
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    1.2 观察项目及方法

    行项目观察前,各组大鼠均24h禁食,自由饮水,均用3%戊巴比妥0.1ml/100g腹腔内注射麻醉。旁照灯照射保持肛温37.5℃。

    1.2.1 门静脉血流动力学指标的测定 所用电磁血流计、低压传感器和多导生理记录仪均为日本岛津公司产品。分别测定自由门静脉压(FPP)、门静脉血流量(PVF)、腹主动脉压(AAP)和腹主动脉起始端的血流(AAF)。

    1.2.2 标准胃组织学切片的制备 完成血流动力学测定后,将胃完整剪下,沿胃大弯剖开,用清水反复冲洗胃粘膜表面污垢,目测胃粘膜形态学改变。从胃底至胃窦区斜行贯穿胃体,剪取长条状全层胃壁组织,每条宽5mm。常规沿其长轴连续切片4张,HE染色。

    1.2.3 胃粘膜组织学评定方法 用国产IA1型微机图象处理系统(镇江电器工程公司产品)。低倍镜下观察组织切片的连续性。分别测定每组动物平均粘膜下层厚度(TSM),平均粘膜长度(LM),粘膜损伤(深>0.1mm)的长度(LDM),并计算粘膜的损伤比即LDM/LM。
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    1.2.4 粘膜基底层和粘膜下层微血管参数的测定 同一放大倍数下选每张切片4个相邻视野,以粘膜基底层和粘膜下层微静脉为观察对象。4张切片所得参数的平均值即为每个标本的血管参数值,最后获得每组动物血管参数的平均值。包括平均血管截面积(CSA)、平均血管壁面积(VWA)和相应观测区胃壁面积(GWA)的比值,即相对血管腔面积(CSA/GWA),相对血管壁面积(VWA/GWA)值。

    1.2.5 胃 粘膜超微结构的观察 每组分别取2只 大鼠,每只取2块标本,按0.5cm×0.5cm大小全层剪下。用西德OPTON-E10-C型透射电镜和日立-S-520型扫描电镜观察。

    1.2.6 肝功能指标测定 包括胆红素(BIL),谷丙转氨酶(ALT),谷草转氨酶(AST),碱性磷酸酶(ALP),白蛋白(AL),用我院中心实验室Gamstar自动生化分析仪监测。

    1.3 统计学处理
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    所有数据用均数±标准差表示,用Student't检验行统计学处理,P<0.05为差异显著。

    2 结 果

    2.1 2种PHT模型的建立

    LC组大鼠停药2周后开腹观察,符合小结节型肝硬化病理表现,光镜下可见假小叶形成。PVS和SO组大鼠术后2周开腹观察,除PVS组发现腹腔静脉呈瘀血状外,2组肝脏大小、色泽、质地均正常,光镜下无病理性改变。各组的肝功生化指标及血流动力学监测结果显示,LC组大鼠血胆红素和转氨酶明显高于PVS组和SO组,而血清白蛋白则明显低于后2组。LC组和PVS组大鼠FPP显著高于SO组(表1,2)。

    表1 各组大鼠的肝功参数(X±s)

    组别

    n
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    Bil

    (mmol/L)

    AL

    (g/L)

    ALT

    (U/L)

    ALP

    (U/L)

    AST

    (U/L)

    SO

    6

    6.34±0.8
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    31.2±1.5

    34±1.3

    154±8.8

    78±9.2

    LC

    16

    16.3±1.51)

    8.2±1.41)

    151±7.61)

    368±8.71)

    271±9.11)
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    PVS

    12

    6.5±0.72)

    31.8±0.92)

    35.1±9.72)

    141±132)

    89±11.12)

    注:1)与SO和PVS相比P<0.001;2)与SO相比P>0.05表2 各组大鼠血流动力学参数(X±s)

    组别

    n
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    AAP

    FPP

    PVF

    AAF

    SO

    6

    14.9±1.2

    0.76±0.04

    13.8±3.1

    39.7±3.5

    LC

    10
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    14.7±1.11),3)

    1.57±0.022),3)

    13.3±2.71),3)

    87.1±5.62),3)

    PVS

    10

    15.1±0.9

    1.55±0.102)

    14.2±1.31)

    83.9±4.32)
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    注:1)与SO相比P>0.05;2)与SO相比P<0.001;3)与PVS相比P>0.05;压力的单位为kPa;血流量的单位为ml/min

    2.2 胃粘膜损伤的目测结果

    粘膜散在分布红点或/和淤斑者认为是粘膜损伤阳性,门静脉高压症大鼠胃粘膜损伤率显著高于对照组,各组粘膜损伤阳性率见表3。

    表3 各组大鼠胃粘膜目测结果

    组别

    损伤阳性

    损伤阴性

    合计

    阳性率(%)

    SO
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    -

    6

    6

    -1),2)

    PVS

    10

    2

    12

    83.33)

    LC

    14

    2

    16
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    87.5

    注:1)与PVS组相比P<0.05;2)与LC组相比P<0.005;3)与LC组相比P>0.05

    2.3 胃粘膜损伤的组织学评定结果

    凡目测阳性的标本,光镜下均见腺区粘膜腺体数量减少,上皮细胞脱落变薄,无炎性细胞浸润;浅层毛细血管扩张,有血细胞溢出血管外。粘膜下层明显增厚。粘膜基底层和粘膜下层微静脉管壁增厚,管腔明显扩大(表4,5)。2门静脉高压症组大鼠CSA/GWA,VWA/GWA和粘膜下层厚度(TSM)较SO组明显增加,且其VWA/GWA值与门静脉压力呈正相关(r分别是0.75,0.80),而CSA/GWA值与门静脉压力无关,两比值与肝功能参数无明显相关性。2门静脉高压症组大鼠LDM/LM分别与各自的门静脉压力呈正相关(r分别是0.78,0.70),其中LC组LDM/LM值明显高于PVS组。
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    表4 各组大鼠胃壁微血管组织学评定结果(X±s)

    组别

    n

    CSA/GWA(%)

    VWA/GWA(%)

    SO

    6

    3.2±0.01

    0.053±0.05

    PVS

    12

    11.3±0.0151),2)
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    1.98±0.0191),2)

    LC

    16

    11.5±0.0091)

    1.93±0.0211)

    注:1)与SO组相比P<0.01; 2)与LC组相比P>0.05 表5 各组大鼠胃壁微血管组织学评定结果及胃粘膜下层平均厚度变化(X±s)

    组别

    n

    LM(mm)

    LDM/LM
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    TSM(μm)

    SO

    6

    26.52±1.22)

    -

    131±18

    PVS

    12

    26.33±0.9

    0.189±1.41),3)

    379±143),4)
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    LC

    16

    26.50±1.0

    0.306±1.73)

    377±163)

    

    注:1)与LC组相比P<0.05;2)3组间两两比较P>0.05;3)与SO组相比P<0.001;4)与LC组相比P>0.05

    2.4 胃粘膜超微结构的观察结果

    扫描电镜见门静脉高压大鼠胃粘膜上皮细胞肿胀、崩解甚或成片脱落,胃小凹变浅或消失。未见上皮再生现象及幽门螺杆菌。透射电镜检查示:①粘膜层毛细血管内皮细胞肥大,胞浆物质增多并突入管腔;内皮细胞连接间隙增宽,易见无隔膜窗孔和血管周围无结构的低电子密度区;②粘膜基底层和粘膜下层微血管扩张明显;内皮细胞内有大量的吞饮小泡,细胞连接松散;内弹力膜中断,中膜的平滑肌细胞增生肥大,并侵入内弹力膜;胶原纤维等其它细胞外基质增多;③粘膜上皮细胞以及主细胞、壁细胞内线粒体肿胀,嵴变短且数目减少;上皮细胞连接松散,间隙增宽。
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    3 讨 论

    本研究发现门静脉高压胃粘膜的形态学改变,主要的是粘膜微血管结构的异常。这是肝硬化门静脉高压症病理改变的重要部分,是门静脉高压性胃病发生的病理学基础[2,3]

    (1)门静脉高压胃粘膜大体形态变化 门静脉高压大鼠胃粘膜以水肿、散在分布的红点和粘膜下小瘀斑为特点,无肉眼可见的粘膜糜烂和溃疡。这与临床上描述的“马赛克样”和“樱桃红样”胃粘膜相似。但这些病变的分布不因胃的分区而异,而临床上所描述“马赛克样”或“蛇皮样”胃粘膜以胃体部最为多见[4]。因肝功能严重受损而引起的“肝性胃糜烂”以及“肝性胃溃疡”病例已多见于临床报道[5,6],“红点”和“瘀斑”等可能是胃粘膜“溃疡”和“糜烂”的前期表现。虽然胃粘膜大体形态改变与形成门静脉高压的病因无关,但组织学分析表明,LC组大鼠胃粘膜深度损伤的长度明显高于PVS组,且与门静脉压力呈正相关。说明肝功能状态和门静脉压力是胃粘膜损伤的重要相关因素。
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    (2)胃壁微血管结构异常 胃部静脉是门静脉系统的属枝,胃部微血管的变化能反应门静脉主干及其分枝的病理改变,是PHG发生的病理学基础和特征性改变。PHT胃粘膜浅层毛细血管扩张变形,粘膜基底层和粘膜下层微静脉亦扩张,但这种扩张并非血管腔的简单扩大,而是伴有管壁结构的异常。血管壁是一种复杂的生物学材料,有多层复合结构,在一定的压力范围内,血管张力、跨壁血压和血管的几何参数遵循生物力学Laplaces定律[7],T=P(R/W)。微血管的张力(T)有一定调节限度,在弹性范围内,当血液的跨壁压(P)增加时,可通过增加管壁厚度(W),减小血管半径(R)来代偿。我们观察到微血管壁增厚主要表现在胶原和弹力纤维等细胞外基质增生以及平滑肌细胞增生肥大,与Tarnawski[8]所观察的内皮细胞增生肥大伸入管腔而使管壁增厚的结果不同。本组未观察到血管腔缩小,可能与跨壁压持续升高,而使“血管结构的自动调节”失代偿所致。

    这种微血管结构的异常改变了血管的生物学特性,影响了血液的正常流动和营养成分的弥散。因此,粘膜微血管面积的增加并没有带来粘膜高血流,相反胃粘膜处于局部缺血状态[9,10],这与胃粘膜的目测结果一致。
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    (3)胃壁超微结构的异常 扫描电镜的观察结果揭示了门静脉高压胃粘膜上皮细胞变化的特点,即肿胀、崩解、脱落以致溃疡发生的过程。电镜发现上皮细胞破坏伴有一系列微血管结构的改变,这不同于一般胃炎和胃溃疡的表现。血管超微结构的异常与组织学表现是一致的。浅层毛细血管也非简单的扩张,而是内皮细胞肿胀,胞浆物质增多,从而严重地影响了营养物质的弥散;内皮细胞间无隔膜窗孔增多,连接增宽是血管内物质漏出的通道。毛细血管周围无结构的低电子密度区可能是漏出的血浆成分,因此肝硬化门静脉高压症患者低蛋白血症不仅是由于肝脏合成功能下降,通过胃粘膜的蛋白丢失亦是重要原因之一。光镜下发现微血管壁增厚,超微观察则提示细胞外基质增生,平滑肌细胞肥大并破坏中膜组织。这种微血管结构的异常也见于门静脉系较粗的属枝[11]。VWA/GWA比值与门静脉压力呈正相关,说明血管相应结构的改变是由于门静脉高压所致,是门静脉高压症病理变化的一部分。

    作者简介:周东风(1966-),男,山东济宁人,济宁医学院附属医
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    院副主任医师,博士,从事肝硬化门静脉高压症的基础与临床研究。

    作者单位:周东风(济宁医学院附属医院肝胆外科, 山东济宁272129)

    李兆亭(山东医科大学附属医院普外科, 山东济南250012)

    靳明英(济宁医学院附属医院肝胆外科, 山东济宁272129)

    乔庆荣(济宁医学院附属医院肝胆外科, 山东济宁272129)

    代建华(济宁医学院附属医院肝胆外科, 山东济宁272129)

    参考文献:

    [1]吴孟超,扬广顺.大鼠肝硬变模型复制的研究[J].中华实验外科杂志,1984,1(4):45~48
, http://www.100md.com
    [2]Groszmann RJ, Colombato LA. Gastric vascular changes in portal hypertension[J]. Hepatology, 1988,6(3):1708~1710

    [3]Sarfeh IJ, Tarnawski AS, Malki AS, et al. Portal hypertension and gastric mucosa injury in rats[J]. Gastroenterology, 1983,84(5):987~993

    [4]McCormack TT, Sims J, Eyre-brook I, et al. Gastric lesions in portal hypertension: inflammatory gastritis or congestive gastropathy[J]. Gut, 1985,26(3):1226~1232
, http://www.100md.com
    [5]Vigneri S, Termini R, Piraino A, et al. The stomach and liver appearance of the gastric mucosa in patients with portal hypertension[J]. Gastroenterology, 1991,101(1):472~478

    [6]Viggiano TR, Gostout CJ. Portal hypertensive intestinal vasculopathy[J]. Am J Gastroentero, 1992,87(8):944~977

    [7]易家训.流体力学[M].北京:高等教育出版社,1983.292~295

    [8]Tarnawski AS, Sarfeh IJ, Stachura J, et al. Microsvascular abnormalities of the portal hypertensive gastric mucosa[J]. Hepatology, 1988,6(3):1488~1494
, http://www.100md.com
    [9]Iwao T, Toyonaga A, Sumino M, et al. Portal hypertnsive gastropathy in patients with cirrhosis[J]. Gastroenterology, 1992,102(4):2060~2063

    [10]Kawano S, Tanimura H, Tsujis, et al. Impaired gastric mucosal energy metabolism in congestive gastropathy in cirrhotic patients[J]. J of Gastroenterology, 1994,29(1):245~149

    [11]杨镇,刘仁则,杨榕光,等.肝硬变患者胃冠状静脉内膜细胞外基质和平滑肌的变化[J].中华外科杂志,1996,34(3):138~140, http://www.100md.com