自发性高血压大鼠高血压形成前后肾内小动脉的重建
作者：杨向群 陈尔瑜 姜宗来 章建梁 沙继宏 冀凯宏
单位：杨向群 陈尔瑜 姜宗来 冀凯宏(第二军医大学解剖学教研室，生物医学工程研究所，上海，200433)；章建梁(第二军医大学附属长海医院心内科)；沙继宏(第二军医大学细胞生物学教研室)
关键词：小动脉；肾；重建；自发性高血压大鼠
解剖学报000209 【摘要】 目的 探讨肾内小动脉形态学重建与高血压发生的关系。 方法 4周龄和16周龄自发性高血压大鼠(SHR)，使肾内小动脉处于最大舒张状态后，用光镜和电镜配合计算机图像分析法在肾组织切片上测量肾内小动脉的几何形态、中膜平滑肌及其间隙的宽度。 结果 与同龄WKY相比，4周SHR肾内小动脉未发生明显的形态学改变；16周SHR外径在20～50μm之间的小动脉壁厚、壁厚内径比增加，但壁面积未增加，外径在50～200μm之间者3项都显著增加；肾内小动脉中膜平滑肌细胞和平滑肌细胞间隙都显著增加。 结论 SHR肾内小动脉的重建发生在高血压形成之后，外径小于50μm的小动脉的重建可能由于中膜平滑肌细胞的重排所引起的，而外径大于50μm的小动脉的重建则存在中膜平滑肌细胞的增殖和细胞外基质的增加。
, 百拇医药
【中图分类号】 R544.102 【文献标识码】 A
【文章编号】 0529-1356(2000)02-133
REMODELING OF RENAL ARTERIOLES IN SPONTANEOUSLY HYPERTENSIVE RATE PRIOR TO AND DURING ESTABLISHED HYPERTENSION
YANG Xiang-qun, CHEN Er-yu, JIANG Zong-lai,JI Kai-hong
(Department of Anatomy, Institute of Biomedical Engineering;)
ZHANG Jian-liang,(Department of Cardiology, Changhai Hospital;)
, 百拇医药
SHA Ji-hong,(Department of Cellular Biology, the Second Military Medical University, Shanghai 200433,China)
【Abstract】 Objective To investigate the relationship between morphological remodeling of renal arterioles and etiology of hypertension. Methods Under dilated conditions, the morphometry of the renal arterioles, and the widths of medial vascular smooth muscle cells (VSMC) and intercellular space were studied on kidney slices by light microscope and electromicroscope combining computer-assistant image analysis system in 4 and 16 weeks old SHR.Results The morphological changes of the renal arterioles in 4 weeks old SHR were not significant compared with age-matched WKY. In 16 weeks old SHR, the wall thickness and ratio of wall thickness to inner diameter of the renal arterioles in 20 to 50 μm outer diameter changed but not the wall area. All the above three parameters increased significantly in renal arterioles of 50 to 200μm outer diameter. The widths of VSMC and intercellular of renal arterioles in 16 weeks old SHR were greater than that in age-matched WKY. Conclusions After the establishment of hypertension in SHR, the remodeling of the renal arterioles is occurred, in which the renal arterioles less than 50μm outer diameter is perhaps due to the rearrangement of medial VSMC, but the renal arterioles more than 50μm outer diameter is due to proliferation of the medial VSMC and increase of the extracellular matrix.
, http://www.100md.com
【Key words】 Arterioles; Renal; Remodeling; Spontaneously hypertensive rats(SHR)
动脉中膜平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMC)的增生、肥大或重排，以及细胞外基质的增加是高血压动脉重建(remodeling)的主要原因，也是高血压动脉重建的重要方式[1]。由于不同类型的高血压以及同一类型高血压不同部位的动脉，其重建方式都不尽相同，所以动脉的重建方式是高血压研究的重要内容之一。肾动脉重建与高血压的发生和发展有着密切的联系，但在高血压形成之前，肾动脉是否已发生重建，尚存在不同的观点[2,3]，在高血压形成后肾动脉重建的方式也不十分清楚。本研究以未形成和已形成高血压的自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats, SHR)为模型，在光镜下研究了肾内小动脉的几何形态学；透射电镜下观测了高血压形成前后肾内小动脉中膜平滑肌细胞和细胞外间隙的横截面宽度的变化，探讨肾动脉形态学重建与SHR高血压发生的关系。
, 百拇医药
材料和方法
1.材料
雄性SHR分为4、16周2组，每组4只，以同种同龄的正常血压Wistar-Kyoto(WKY)大鼠作对照(动物由上海市高血压研究所提供)。
2.方法
2.1 肾内小动脉几何形态学研究：大鼠经腹腔注射氯胺酮20mg/kg和安定20mg/kg复合麻醉，左颈总动脉插管测大鼠颈动脉收缩压。放血处死大鼠，迅速取出左肾，保留肾静脉、肾动脉及与其相连的一段腹主动脉。结扎腹主动脉远侧端，将其近侧端连接非循环式Langendroff离体灌流装置(恒压、恒温37.5℃)，以氧合Kreb液在12kPa(90mmHg)压力下灌注左肾，使肾血管处于最大舒张状态，再以多聚甲醛-戊二醛灌注固定。常规脱水、石膜包埋、切片(厚3μm)。切片经酸性茜素蓝染至血管平滑肌呈紫红色。选择圆形或近圆形的动脉，用CA6300计算机图像分析系统(中国科学院自动化研究所)测量动脉的内径、外径、壁厚和动脉壁面积，计算壁厚与内径之比。
, 百拇医药
2.2 肾内小动脉中膜的形态计量学观测：作肾脏振荡切片，片厚200μm，经0.1mol/L PBS漂洗过夜，锇酸后固定，树脂包埋。在相差显微镜下，选截面呈圆形，外径在100～200μm之间的小动脉，进一步定位，修块，作超薄切片，Hitachi H-800型透射电镜(TEM)摄片。用计算机图像分析系统生成10×10网格，使网格纵线与电镜底片上VSMC或细胞间隙的长轴平行，测量有细胞核处VSMC及其间隙在各网格横线上的截距，以截距的平均值代表宽度(图1)。每组取3只大鼠，每只大鼠取1或2片切片，再各取1或2根小动脉，电镜下每根动脉测量4个不同部位，每一部位测3或4张底片。
图1 VSMC及其间隙的测量示意图
Fig.1 Schematic diagram of vascular smooth muscle cell
, http://www.100md.com
and the intercellular space
2.3 结果的统计学处理：两组之间比较用t检验，析因分析用方差分析。
结 果
1. 血压、心率、体重和肾重量
4周SHR颈动脉收缩压有轻微升高，但尚未形成高血压。16周SHR血压、心率都显著高于同龄WKY(P<0.05)，而体重显著小于同龄WKY(P<0.05)(表1)。
表1 SHR和WKY颈动脉收缩压、心率、体重和肾重量(
±sx)
Table 1 Systolic blood pressure of carotid artery, heart rate,body weight and kidney weight of SHR and WKY (±
) 周 龄
, http://www.100md.com
age (weeks)
种属
strain
例数
cases
收缩压(千帕)
systolic blood pressure(kPa)
心率(跳/分)
heart rate(bit/min)
体重(克)
body weight (g)
, http://www.100md.com 肾重(克)
kidney weihgt(g)
4
SHR
6
16.7±0.8*
430±13*
56.3±3.0
0.283±0.04
WKY
6
14.0±0.7
, http://www.100md.com
378±9
60.7±4.3
0.289±0.05
16
SHR
6
23.6±1.4*+
426±14*
281.4±14.8*+
0.856±0.10+
WKY
, 百拇医药
6
14.7±1.1
384±12
357.3±19.7+
0.884±0.08+
*P<0.05与同龄WKY相比(compared with the age-matched WKY)
+P<0.05与上一个年龄组的同种大鼠相比(compared with the previous age group of the same strain)
2. 肾内小动脉的几何形态学
外径在20～200μm范围的肾内小动脉几何形态学参数，按小动脉外径分为20～50μm、50～100μm和100～200μm3组分别进行统计分析(表2，3；图2～5)。
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表2 4周SHR和WKY肾内小动脉的壁内径、壁厚、壁面积和壁厚内径比(±sx)
Table 2 The inner diamete, wall thickness, wall area and ratio of wall thickness
to inner diameter in 4-week-old SHR and age-matched WKY(±)
小动脉外径范围
range of outer diameter of arterioles
, 百拇医药
20～50μm
50～100μm
100～200μm
例数 cases
(大鼠，动脉)
(rats,arterioles)
SHR
(4，83)
(4，46)
(4，26)
WKY
(4，90)
, 百拇医药
(4，75)
(4,25)
内径
inner diameter
(μm)
SHR
32.3±5.3
58.8±13.8
109.5±14.2
WKY
29.1±6.7
59.7±14.1
, 百拇医药
121.4±26.5
壁厚
wall thickness
(μm)
SHR
3.5±0.54
4.8±0.64
6.2±0.66
WKY
3.5±0.44
4.7±0.55
6.1±0.97
, http://www.100md.com
壁面积
wall Area
(μm2)
SHR
365.86±103.23
976.60±271.34
2586.54±459.19
WKY
357.26±105.97
969.01±296.94
2483.76±599.21
, 百拇医药
壁厚内径比
ratio of WT to ID
(%)
SHR
10.8±1.75
8.2±1.60
5.1±0.81
WKY
10.1±1.62
7.5±1.73
5.0±0.63
表3 16周SHR和WKY肾内小动脉的内径、壁厚、壁面积和壁厚内径比(±sx)
, 百拇医药
Table 3 The inner diameter, wall thickness, wall area and ratio of wall thickness
to inner diameter in 16-week-old SHR and age-matched WKY(±)
小动脉外径范围
range of outer diameter of arterioles
20～50μm
50～100μm
, 百拇医药
100～200μm
例数 cases
(大鼠，动脉)
(rats,arterioles)
SHR
(4，105)
(4，65)
(4，31)
WKY
(4，95)
(4，93)
(4,33)
, 百拇医药
内径
inner diameter
(μm)
SHR
28.5±6.4
54.0±12.1
113.9±21.5
WKY
28.5±6.6
58.4±12.9
120.4±21.9
壁厚
, 百拇医药
wall thickness
(μm)
SHR
4.5±0.95*+
6.5±1.24*+
10.4±2.69*+
WKY
3.9±0.74+
5.0±0.60
6.4±0.86
壁面积
, 百拇医药
wall area
(μm2)
SHR
474.86±163.34+
1231.48±377.95*+
4511.09±692.26*+
WKY
406.32±133.09
991.79±296.02
2 579.46±674.16
, 百拇医药
壁厚内径比
ratio of WT to ID
(%)
SHR
16.4±5.14*+
12.5±3.41*+
8.1±1.00*+
WKY
13.7±4.00+
8.4±1.81
5.3±0.94
, 百拇医药
*P<0.01，与16周WKY相比(compared with 16-week-old WKY)
+P<0.01，与4周同种大鼠相比(compared with the same strain at 4 weeks)
图2 4周SHR肾内小动脉，酸性茜素蓝染色 ×200(标尺示50μm)
图3 4周WKY肾内小动脉，酸性茜素蓝染色 ×200(标尺示50μm)
, 百拇医药
图4 16周SHR肾内小动脉，酸性茜素蓝染色 ×200(标尺示50μm)
图5 16周WKY肾内小动脉，酸性茜素蓝染色 ×200(标尺示50μm)
Fig.2 Renal arterioles of 4-week-old SHR,stained by acid alizarine blue×200(Bar=50μm)
Fig.3 Renal arterioles of 4-week-old WKY,stained by acid alizarine blue×200(Bar=50μm)
Fig.4 Renal arterioles of 16-week-old SHR,stained by acid alizarine blue×200(Bar=50μm)
, 百拇医药
Fig.5 Renal arterioles of 16-week-old WKY,stained by acid alizarine blue×200(Bar=50μm)
2.1 内径：与同周龄WKY相比，4周和16周SHR3组小动脉内径变化都不明显；同一外径范围的小动脉其内径在SHR和WKY各自的4周和16周之间亦无差异。
2.2 壁厚：4周SHR3组小动脉的壁厚与同龄WKY相比无显著变化；16周SHR小动脉的壁厚都显著大于4周SHR(P<0.01)，同时也显著大于同龄WKY(P<0.05)。
2.3 壁面积：4周SHR3组小动脉的壁面积与同龄WKY均无显著变化；16周SHR3组小动脉的壁面积都显著大于4周时的壁面积(P<0.01)，但只有外径在50μm以上的小动脉壁面积显著大于同龄的WKY(P<0.01)。
, 百拇医药 2.4 壁厚内径比：壁厚内径比是动脉重建的重要指标。4周SHR3组小动脉的壁厚内径比与WKY相比都没有显著差异；16周SHR3组小动脉的壁厚内径比均显著大于4周SHR，同时也都显著大于同龄WKY(P<0.01)。
2.5 肾内小动脉几何形态学变化的分析：方差分析表明，血压对肾内小动脉壁厚内径比影响的方差值为19.0，P<0.001；年龄对其影响的方差值为81.4，P<0.001，血压和年龄交互作用的方差值为69.9，P<0.001。
3.肾内小动脉中膜的形态计量学
4周SHR(n=3)肾内小动脉中膜VSMC和细胞间质的宽度与同龄WKY(n=3)相比，无显著变化；16周SHR(n=3)肾内小动脉中膜VSMC和细胞间质的宽度都显著大于4周SHR(P<0.01)；16周WKY(n=3)仅VSMC宽度显著大于4周WKY(P<0.01)，而细胞间质宽度变化不明显；16周SHR肾内小动脉VSMC和细胞间质的宽度均显著大于同龄WKY(P<0.01)(表4，图6，7)。
, 百拇医药
表4 血管平滑肌细胞和细胞间隙的宽度(±，μm)
Table 4 The width of VSMC and intercellular space
(±，μm) 周龄
age
(weeks)
平滑肌宽度
, 百拇医药
width of VSMC
平滑肌间隙宽度
width of intercellular
space
SHR
WKY
SHR
WKY
4
1.00±0.21
0.95±0.20
0.15±0.07
, http://www.100md.com
0.14±0.08
16
3.91±0.30*+
1.87±0.29+
0.22±0.09*+
0.15±0.08
*P<0.01与同龄的WKY相比(compared with the age-matched WKY)
+P<0.01与4周的同种大鼠相比(compared with the same strain at 4 weeks
, 百拇医药
图6 16周SHR肾内小动脉中膜VSMC及间隙。M.VSMC N.平滑肌细胞核 S.细胞间隙 TEM ×10000
图7 16周WKY肾内小动脉中膜VSMC及间隙。M.VSMC N.平滑肌细胞核 S.细胞间隙 TEM ×10000
Fig.6 VSMC and intercellular space of renal arterioles of 16-week-old SHR.M,VSMC N,nucleus of VSMC S,intercellular space TEM ×10000
Fig.7 VSMC and intercellular space of renal arterioles of 16-week-old WKY.M,VSMC N,nucleus of VSMC S,intercellular space TEM ×10000
, http://www.100md.com
讨 论
SHR是一种遗传性高血压大鼠模型，其高血压的发病过程及主要病理变化与人原发性高血压非常相似，是研究高血压常用和理想的动物模型之一[4]。本研究采用氧合Kreb液预灌流大鼠肾脏，使肾小动脉处于最大舒张状态[5]，排除了血管平滑肌舒缩状态对动脉管径的影响，所得的各组肾内小动脉的形态学参数具有较好的可比性。本研究结果表明，4周SHR肾内小动脉尚未发生明显的形态学改变，在体情况下入球动脉内径减小、肾血管阻力增高[3]可能不存在形态学基础，而是由肾血管舒缩功能改变所造成的 。16周SHR肾内小动脉发生了明显的重建，管径在50μm以下SHR肾内小动脉，血管壁增厚，但壁面积未变，其重建可能主要以VSMC的重排为主；Notoya等[6]也曾报道，15周SHR入球小动脉的重建来自中膜VSMC的重排。16周SHR管径在50μm以上肾内小动脉不仅存在管壁增厚，还伴有壁面积的增加，提示有VSMC的增殖。本研究电镜观察表明，100～200μm的小动脉中膜VSMC和细胞间质变宽，表明不但有VSMC的肥大，还有间质的增加。
, 百拇医药
力学因素、神经和体液的调控等都能促进高血压动脉重建[7]。Fung提出“应力生长”法则，从生物力学角度指出组织生长决定于应力和应变[8]。我们的实验结果表明，SHR在4周时，尚未形成高血压，肾内小动脉也没有发生明显的重建。16周时，形成了稳定的高血压，SHR的血管壁厚或/和壁面积、壁厚内径比和VSMC的宽度等显著大于16周WKY，说明SHR肾内小动脉发生了明显的重建。本文方差分析的结果也表明，从4周到16周，肾内小动脉重建不仅受血压的影响，还受年龄的影响，血压和年龄之间存在相关关系。
作者简介：杨向群(1965—)，男(汉族)，江苏泰兴人，医学博士，副教授
参考文献
[1]Lee RMKW, Owens GK, Scott-Burden T,et al. Pathophysiology of smooth muscle in hypertension[J]. Can J Physiol Pharmacol,1995,73(5)：574-584.
, 百拇医药
[2]Smeda JS, Lee RMKW, Forrest JB. Structural and reactivity alterations of the renal vasculature of spontaneously hypertensive rats prior to and during established hypertension[J]. Circ Res, 1988,63(3)：518-533.
[3]Hsu CH, Slavicek JH, Kurtz TW. Segmental renal vascular resistance in the spontaneously hypertensive rats[J]. Am J Physiol,1982,242(6)：H961-966.
[4]Trippodo NC, Frohlich ED. Similarities of genetic(spontaneous)hypertension:man and rat [J]. Circ Res,1981,48(3)：309-319.
, 百拇医药
[5]Folkow B. Phyiological aspects of primary hypertension[J]. Physiol Rev,1982,62(2)：347-504.
[6]Notoya M, Nakamura M, Mizojiri K. Effects of lisinopril on the structure of renal arterioles [J]. Hypertension, 1996,27(3part 1):364-370.
[7]章建梁，杨向群，章同华.高血压动脉重建.国外医学心血管疾病分册，1997，17(1)86～89.
[8]Fung YC. Biomechanics. Motion, Flow, Stress, and Growth. New York:Springer-Verlag.1990:499-533.
【收稿日期】1999-02-02
【修稿日期】1999-10-19, 百拇医药
单位：杨向群 陈尔瑜 姜宗来 冀凯宏(第二军医大学解剖学教研室，生物医学工程研究所，上海，200433)；章建梁(第二军医大学附属长海医院心内科)；沙继宏(第二军医大学细胞生物学教研室)
关键词：小动脉；肾；重建；自发性高血压大鼠
解剖学报000209 【摘要】 目的 探讨肾内小动脉形态学重建与高血压发生的关系。 方法 4周龄和16周龄自发性高血压大鼠(SHR)，使肾内小动脉处于最大舒张状态后，用光镜和电镜配合计算机图像分析法在肾组织切片上测量肾内小动脉的几何形态、中膜平滑肌及其间隙的宽度。 结果 与同龄WKY相比，4周SHR肾内小动脉未发生明显的形态学改变；16周SHR外径在20～50μm之间的小动脉壁厚、壁厚内径比增加，但壁面积未增加，外径在50～200μm之间者3项都显著增加；肾内小动脉中膜平滑肌细胞和平滑肌细胞间隙都显著增加。 结论 SHR肾内小动脉的重建发生在高血压形成之后，外径小于50μm的小动脉的重建可能由于中膜平滑肌细胞的重排所引起的，而外径大于50μm的小动脉的重建则存在中膜平滑肌细胞的增殖和细胞外基质的增加。
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【中图分类号】 R544.102 【文献标识码】 A
【文章编号】 0529-1356(2000)02-133
REMODELING OF RENAL ARTERIOLES IN SPONTANEOUSLY HYPERTENSIVE RATE PRIOR TO AND DURING ESTABLISHED HYPERTENSION
YANG Xiang-qun, CHEN Er-yu, JIANG Zong-lai,JI Kai-hong
(Department of Anatomy, Institute of Biomedical Engineering;)
ZHANG Jian-liang,(Department of Cardiology, Changhai Hospital;)
, 百拇医药
SHA Ji-hong,(Department of Cellular Biology, the Second Military Medical University, Shanghai 200433,China)
【Abstract】 Objective To investigate the relationship between morphological remodeling of renal arterioles and etiology of hypertension. Methods Under dilated conditions, the morphometry of the renal arterioles, and the widths of medial vascular smooth muscle cells (VSMC) and intercellular space were studied on kidney slices by light microscope and electromicroscope combining computer-assistant image analysis system in 4 and 16 weeks old SHR.Results The morphological changes of the renal arterioles in 4 weeks old SHR were not significant compared with age-matched WKY. In 16 weeks old SHR, the wall thickness and ratio of wall thickness to inner diameter of the renal arterioles in 20 to 50 μm outer diameter changed but not the wall area. All the above three parameters increased significantly in renal arterioles of 50 to 200μm outer diameter. The widths of VSMC and intercellular of renal arterioles in 16 weeks old SHR were greater than that in age-matched WKY. Conclusions After the establishment of hypertension in SHR, the remodeling of the renal arterioles is occurred, in which the renal arterioles less than 50μm outer diameter is perhaps due to the rearrangement of medial VSMC, but the renal arterioles more than 50μm outer diameter is due to proliferation of the medial VSMC and increase of the extracellular matrix.
, http://www.100md.com
【Key words】 Arterioles; Renal; Remodeling; Spontaneously hypertensive rats(SHR)
动脉中膜平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMC)的增生、肥大或重排，以及细胞外基质的增加是高血压动脉重建(remodeling)的主要原因，也是高血压动脉重建的重要方式[1]。由于不同类型的高血压以及同一类型高血压不同部位的动脉，其重建方式都不尽相同，所以动脉的重建方式是高血压研究的重要内容之一。肾动脉重建与高血压的发生和发展有着密切的联系，但在高血压形成之前，肾动脉是否已发生重建，尚存在不同的观点[2,3]，在高血压形成后肾动脉重建的方式也不十分清楚。本研究以未形成和已形成高血压的自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats, SHR)为模型，在光镜下研究了肾内小动脉的几何形态学；透射电镜下观测了高血压形成前后肾内小动脉中膜平滑肌细胞和细胞外间隙的横截面宽度的变化，探讨肾动脉形态学重建与SHR高血压发生的关系。
, 百拇医药
材料和方法
1.材料
雄性SHR分为4、16周2组，每组4只，以同种同龄的正常血压Wistar-Kyoto(WKY)大鼠作对照(动物由上海市高血压研究所提供)。
2.方法
2.1 肾内小动脉几何形态学研究：大鼠经腹腔注射氯胺酮20mg/kg和安定20mg/kg复合麻醉，左颈总动脉插管测大鼠颈动脉收缩压。放血处死大鼠，迅速取出左肾，保留肾静脉、肾动脉及与其相连的一段腹主动脉。结扎腹主动脉远侧端，将其近侧端连接非循环式Langendroff离体灌流装置(恒压、恒温37.5℃)，以氧合Kreb液在12kPa(90mmHg)压力下灌注左肾，使肾血管处于最大舒张状态，再以多聚甲醛-戊二醛灌注固定。常规脱水、石膜包埋、切片(厚3μm)。切片经酸性茜素蓝染至血管平滑肌呈紫红色。选择圆形或近圆形的动脉，用CA6300计算机图像分析系统(中国科学院自动化研究所)测量动脉的内径、外径、壁厚和动脉壁面积，计算壁厚与内径之比。
, 百拇医药
2.2 肾内小动脉中膜的形态计量学观测：作肾脏振荡切片，片厚200μm，经0.1mol/L PBS漂洗过夜，锇酸后固定，树脂包埋。在相差显微镜下，选截面呈圆形，外径在100～200μm之间的小动脉，进一步定位，修块，作超薄切片，Hitachi H-800型透射电镜(TEM)摄片。用计算机图像分析系统生成10×10网格，使网格纵线与电镜底片上VSMC或细胞间隙的长轴平行，测量有细胞核处VSMC及其间隙在各网格横线上的截距，以截距的平均值代表宽度(图1)。每组取3只大鼠，每只大鼠取1或2片切片，再各取1或2根小动脉，电镜下每根动脉测量4个不同部位，每一部位测3或4张底片。
图1 VSMC及其间隙的测量示意图
Fig.1 Schematic diagram of vascular smooth muscle cell
, http://www.100md.com
and the intercellular space
2.3 结果的统计学处理：两组之间比较用t检验，析因分析用方差分析。
结 果
1. 血压、心率、体重和肾重量
4周SHR颈动脉收缩压有轻微升高，但尚未形成高血压。16周SHR血压、心率都显著高于同龄WKY(P<0.05)，而体重显著小于同龄WKY(P<0.05)(表1)。
表1 SHR和WKY颈动脉收缩压、心率、体重和肾重量(
±sx)Table 1 Systolic blood pressure of carotid artery, heart rate,body weight and kidney weight of SHR and WKY (
±) 周 龄, http://www.100md.com
age (weeks)
种属
strain
例数
cases
收缩压(千帕)
systolic blood pressure(kPa)
心率(跳/分)
heart rate(bit/min)
体重(克)
body weight (g)
, http://www.100md.com 肾重(克)
kidney weihgt(g)
4
SHR
6
16.7±0.8*
430±13*
56.3±3.0
0.283±0.04
WKY
6
14.0±0.7
, http://www.100md.com
378±9
60.7±4.3
0.289±0.05
16
SHR
6
23.6±1.4*+
426±14*
281.4±14.8*+
0.856±0.10+
WKY
, 百拇医药
6
14.7±1.1
384±12
357.3±19.7+
0.884±0.08+
*P<0.05与同龄WKY相比(compared with the age-matched WKY)
+P<0.05与上一个年龄组的同种大鼠相比(compared with the previous age group of the same strain)
2. 肾内小动脉的几何形态学
外径在20～200μm范围的肾内小动脉几何形态学参数，按小动脉外径分为20～50μm、50～100μm和100～200μm3组分别进行统计分析(表2，3；图2～5)。
, http://www.100md.com
表2 4周SHR和WKY肾内小动脉的壁内径、壁厚、壁面积和壁厚内径比(
±sx)Table 2 The inner diamete, wall thickness, wall area and ratio of wall thickness
to inner diameter in 4-week-old SHR and age-matched WKY(
±)小动脉外径范围
range of outer diameter of arterioles
, 百拇医药
20～50μm
50～100μm
100～200μm
例数 cases
(大鼠，动脉)
(rats,arterioles)
SHR
(4，83)
(4，46)
(4，26)
WKY
(4，90)
, 百拇医药
(4，75)
(4,25)
内径
inner diameter
(μm)
SHR
32.3±5.3
58.8±13.8
109.5±14.2
WKY
29.1±6.7
59.7±14.1
, 百拇医药
121.4±26.5
壁厚
wall thickness
(μm)
SHR
3.5±0.54
4.8±0.64
6.2±0.66
WKY
3.5±0.44
4.7±0.55
6.1±0.97
, http://www.100md.com
壁面积
wall Area
(μm2)
SHR
365.86±103.23
976.60±271.34
2586.54±459.19
WKY
357.26±105.97
969.01±296.94
2483.76±599.21
, 百拇医药
壁厚内径比
ratio of WT to ID
(%)
SHR
10.8±1.75
8.2±1.60
5.1±0.81
WKY
10.1±1.62
7.5±1.73
5.0±0.63
表3 16周SHR和WKY肾内小动脉的内径、壁厚、壁面积和壁厚内径比(
±sx), 百拇医药
Table 3 The inner diameter, wall thickness, wall area and ratio of wall thickness
to inner diameter in 16-week-old SHR and age-matched WKY(
±)小动脉外径范围
range of outer diameter of arterioles
20～50μm
50～100μm
, 百拇医药
100～200μm
例数 cases
(大鼠，动脉)
(rats,arterioles)
SHR
(4，105)
(4，65)
(4，31)
WKY
(4，95)
(4，93)
(4,33)
, 百拇医药
内径
inner diameter
(μm)
SHR
28.5±6.4
54.0±12.1
113.9±21.5
WKY
28.5±6.6
58.4±12.9
120.4±21.9
壁厚
, 百拇医药
wall thickness
(μm)
SHR
4.5±0.95*+
6.5±1.24*+
10.4±2.69*+
WKY
3.9±0.74+
5.0±0.60
6.4±0.86
壁面积
, 百拇医药
wall area
(μm2)
SHR
474.86±163.34+
1231.48±377.95*+
4511.09±692.26*+
WKY
406.32±133.09
991.79±296.02
2 579.46±674.16
, 百拇医药
壁厚内径比
ratio of WT to ID
(%)
SHR
16.4±5.14*+
12.5±3.41*+
8.1±1.00*+
WKY
13.7±4.00+
8.4±1.81
5.3±0.94
, 百拇医药
*P<0.01，与16周WKY相比(compared with 16-week-old WKY)
+P<0.01，与4周同种大鼠相比(compared with the same strain at 4 weeks)
图2 4周SHR肾内小动脉，酸性茜素蓝染色 ×200(标尺示50μm)
图3 4周WKY肾内小动脉，酸性茜素蓝染色 ×200(标尺示50μm)
, 百拇医药
图4 16周SHR肾内小动脉，酸性茜素蓝染色 ×200(标尺示50μm)
图5 16周WKY肾内小动脉，酸性茜素蓝染色 ×200(标尺示50μm)
Fig.2 Renal arterioles of 4-week-old SHR,stained by acid alizarine blue×200(Bar=50μm)
Fig.3 Renal arterioles of 4-week-old WKY,stained by acid alizarine blue×200(Bar=50μm)
Fig.4 Renal arterioles of 16-week-old SHR,stained by acid alizarine blue×200(Bar=50μm)
, 百拇医药
Fig.5 Renal arterioles of 16-week-old WKY,stained by acid alizarine blue×200(Bar=50μm)
2.1 内径：与同周龄WKY相比，4周和16周SHR3组小动脉内径变化都不明显；同一外径范围的小动脉其内径在SHR和WKY各自的4周和16周之间亦无差异。
2.2 壁厚：4周SHR3组小动脉的壁厚与同龄WKY相比无显著变化；16周SHR小动脉的壁厚都显著大于4周SHR(P<0.01)，同时也显著大于同龄WKY(P<0.05)。
2.3 壁面积：4周SHR3组小动脉的壁面积与同龄WKY均无显著变化；16周SHR3组小动脉的壁面积都显著大于4周时的壁面积(P<0.01)，但只有外径在50μm以上的小动脉壁面积显著大于同龄的WKY(P<0.01)。
, 百拇医药 2.4 壁厚内径比：壁厚内径比是动脉重建的重要指标。4周SHR3组小动脉的壁厚内径比与WKY相比都没有显著差异；16周SHR3组小动脉的壁厚内径比均显著大于4周SHR，同时也都显著大于同龄WKY(P<0.01)。
2.5 肾内小动脉几何形态学变化的分析：方差分析表明，血压对肾内小动脉壁厚内径比影响的方差值为19.0，P<0.001；年龄对其影响的方差值为81.4，P<0.001，血压和年龄交互作用的方差值为69.9，P<0.001。
3.肾内小动脉中膜的形态计量学
4周SHR(n=3)肾内小动脉中膜VSMC和细胞间质的宽度与同龄WKY(n=3)相比，无显著变化；16周SHR(n=3)肾内小动脉中膜VSMC和细胞间质的宽度都显著大于4周SHR(P<0.01)；16周WKY(n=3)仅VSMC宽度显著大于4周WKY(P<0.01)，而细胞间质宽度变化不明显；16周SHR肾内小动脉VSMC和细胞间质的宽度均显著大于同龄WKY(P<0.01)(表4，图6，7)。
, 百拇医药
表4 血管平滑肌细胞和细胞间隙的宽度(
±，μm)Table 4 The width of VSMC and intercellular space
(
±，μm) 周龄age
(weeks)
平滑肌宽度
, 百拇医药
width of VSMC
平滑肌间隙宽度
width of intercellular
space
SHR
WKY
SHR
WKY
4
1.00±0.21
0.95±0.20
0.15±0.07
, http://www.100md.com
0.14±0.08
16
3.91±0.30*+
1.87±0.29+
0.22±0.09*+
0.15±0.08
*P<0.01与同龄的WKY相比(compared with the age-matched WKY)
+P<0.01与4周的同种大鼠相比(compared with the same strain at 4 weeks
, 百拇医药
图6 16周SHR肾内小动脉中膜VSMC及间隙。M.VSMC N.平滑肌细胞核 S.细胞间隙 TEM ×10000
图7 16周WKY肾内小动脉中膜VSMC及间隙。M.VSMC N.平滑肌细胞核 S.细胞间隙 TEM ×10000
Fig.6 VSMC and intercellular space of renal arterioles of 16-week-old SHR.M,VSMC N,nucleus of VSMC S,intercellular space TEM ×10000
Fig.7 VSMC and intercellular space of renal arterioles of 16-week-old WKY.M,VSMC N,nucleus of VSMC S,intercellular space TEM ×10000
, http://www.100md.com
讨 论
SHR是一种遗传性高血压大鼠模型，其高血压的发病过程及主要病理变化与人原发性高血压非常相似，是研究高血压常用和理想的动物模型之一[4]。本研究采用氧合Kreb液预灌流大鼠肾脏，使肾小动脉处于最大舒张状态[5]，排除了血管平滑肌舒缩状态对动脉管径的影响，所得的各组肾内小动脉的形态学参数具有较好的可比性。本研究结果表明，4周SHR肾内小动脉尚未发生明显的形态学改变，在体情况下入球动脉内径减小、肾血管阻力增高[3]可能不存在形态学基础，而是由肾血管舒缩功能改变所造成的 。16周SHR肾内小动脉发生了明显的重建，管径在50μm以下SHR肾内小动脉，血管壁增厚，但壁面积未变，其重建可能主要以VSMC的重排为主；Notoya等[6]也曾报道，15周SHR入球小动脉的重建来自中膜VSMC的重排。16周SHR管径在50μm以上肾内小动脉不仅存在管壁增厚，还伴有壁面积的增加，提示有VSMC的增殖。本研究电镜观察表明，100～200μm的小动脉中膜VSMC和细胞间质变宽，表明不但有VSMC的肥大，还有间质的增加。
, 百拇医药
力学因素、神经和体液的调控等都能促进高血压动脉重建[7]。Fung提出“应力生长”法则，从生物力学角度指出组织生长决定于应力和应变[8]。我们的实验结果表明，SHR在4周时，尚未形成高血压，肾内小动脉也没有发生明显的重建。16周时，形成了稳定的高血压，SHR的血管壁厚或/和壁面积、壁厚内径比和VSMC的宽度等显著大于16周WKY，说明SHR肾内小动脉发生了明显的重建。本文方差分析的结果也表明，从4周到16周，肾内小动脉重建不仅受血压的影响，还受年龄的影响，血压和年龄之间存在相关关系。
作者简介：杨向群(1965—)，男(汉族)，江苏泰兴人，医学博士，副教授
参考文献
[1]Lee RMKW, Owens GK, Scott-Burden T,et al. Pathophysiology of smooth muscle in hypertension[J]. Can J Physiol Pharmacol,1995,73(5)：574-584.
, 百拇医药
[2]Smeda JS, Lee RMKW, Forrest JB. Structural and reactivity alterations of the renal vasculature of spontaneously hypertensive rats prior to and during established hypertension[J]. Circ Res, 1988,63(3)：518-533.
[3]Hsu CH, Slavicek JH, Kurtz TW. Segmental renal vascular resistance in the spontaneously hypertensive rats[J]. Am J Physiol,1982,242(6)：H961-966.
[4]Trippodo NC, Frohlich ED. Similarities of genetic(spontaneous)hypertension:man and rat [J]. Circ Res,1981,48(3)：309-319.
, 百拇医药
[5]Folkow B. Phyiological aspects of primary hypertension[J]. Physiol Rev,1982,62(2)：347-504.
[6]Notoya M, Nakamura M, Mizojiri K. Effects of lisinopril on the structure of renal arterioles [J]. Hypertension, 1996,27(3part 1):364-370.
[7]章建梁，杨向群，章同华.高血压动脉重建.国外医学心血管疾病分册，1997，17(1)86～89.
[8]Fung YC. Biomechanics. Motion, Flow, Stress, and Growth. New York:Springer-Verlag.1990:499-533.
【收稿日期】1999-02-02
【修稿日期】1999-10-19, 百拇医药