实验性动脉粥样硬化家兔血液流变特性的阶段性改变及其意义1
作者：王红勇 何作云 丁秋华 肖桃元
单位：王红勇(中国人民解放军第三军医大学大坪医院心内科, 邮政编码 重庆400042)； 何作云 丁秋华 肖桃元(中国人民解放军第三军医大学新桥医院)
关键词：
微循环学杂志990102
目的: 了解实验性动脉粥样硬化家兔血液流变特性的改变及其意义。 方法: 健康家兔80只, 随机分为实验组(AG)60只及对照组(CG)20只, 各组又均分为4个亚组, 即AG1～AG4和CG1～CG4, AG每日给予胆固醇粉1 g/只, 在喂养的第2、 4、 8和12周分别观察AG1与CG1、 AG2与CG2、 AG3与CG3和AG4与CG4组主动脉粥样硬化(AS)病变及相应血液流变特性的变化。 结果: 在兔AS阶段性进程中, 血清总胆固醇浓度、 全血表观粘度、 血浆粘度、 红细胞硬度指数、 红细胞聚集指数及全血粘弹性呈升高趋势, 低切全血表观粘度与红细胞聚集指数间、 弹性模量与红细胞硬度指数和动粘度间均存在正相关关系。 结论: 除高胆固醇血症外, 血液流变特性特别是全血粘弹性的改变亦是AS的重要成因。
, 百拇医药
关键词: 兔 动脉粥样硬化 血液流变学
反复的血管内皮损伤或功能紊乱是动脉粥样硬化(AS)形成和发展的重要因素, 这些损伤因素中以高脂血症、 血流动力学应力及化学因子的作用为主[1～3]。 我们分阶段考察了实验性家兔AS进程中血液流变学参数的改变, 目的在于探讨其在AS形成中的作用, 为AS的防治提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 实验分组
健康家兔80只, 体重2.0～2.5 kg, 雌雄不拘, 随机分为实验组(AG, n=60)及对照组(CG, n=20), 每组又均分为四个亚组, 即AG1～4和CG1～4。 所有家兔均单笼饲养, CG组喂普通颗粒饲料, AG组另添加胆固醇粉(广州化学试剂分公司进口分装)每只1 g/24 h, 在喂养的第2、 4、 8和12周分别气栓处死AG1与CG1、 AG2与CG2、 AG3与CG3和AG4与CG4之家兔, 进行下述检查或测定。
, 百拇医药
1.2 血液流变学参数测定
1.2.1 全血粘度测定: 按Kaber等[4]规定的条件采集肝素抗凝(20 U/ml)全血4 ml, 采用NXE-1型锥板式粘度计, 在25 ℃条件下分别以切变率为230.4 s-1和5.76 s-1测定全血表观粘度(ηa)。
1.2.2 血浆粘度测定: 以电子计算机自动分析的毛细管粘度计测血浆粘度(ηp)。
1.2.3 红细胞压积(HCT)测定: 采用温氏法。
1.2.4 纤维蛋白原(Fib)测定: 采用热沉淀法。
1.2.5 红细胞硬度指数(TK值)及红细胞聚集指数(RAI)按Dintenfass的方法计算[5]。
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1.2.6 胆固醇浓度(TCh)测定: 采用乙醇抽提、 高缺-硫酸显色法测定。
1.2.7 全血粘弹性测定: 用Contraves公司生产的Low Shear-30流变仪测定, 角频率(ω)分别为0.190、 0.252、 0.351、 0.476、 0.648、 0.880、 1.196、 1.627和2.210 Hz, 共计9档, 得到各组在不同角频率下的粘弹性参数, 即复粘度的动粘度(η′)和弹性模量(G′)。
1.3 病理检查
气栓处死家兔后, 取出整个主动脉, 以方格纸法估测其AS病变的范围和程度, 然后取0.5 cm×0.5 cm大小全层主动脉组织条放入10%福尔马林固定液中, 石蜡切片, HE染色, 光镜观察。
1.4 统计学处理
, 百拇医药 实验数据采用单因素方差分析和相关分析, 结果以均数±标准差(
±s)表示。
2 结 果
2.1 家兔主动脉AS病变
AG1(2周): 大体标本未见AS证据。 光镜下显示内膜微小病变: 内皮细胞增生, 结构模糊, 胞浆吞噬少量脂质, 有的呈泡沫状, 内弹力膜结构模糊(见图1)。 称此期为微小病灶期。
图1 AG1组家兔主动脉标本显示内衣细胞增生，内弹力膜变厚，肌层细非金属增生 HE染色，×450
AG2(4周): 大体标本见主动脉内膜有散在的数毫米大小的黄色斑点和数毫米至1.0 cm长的黄色条纹状病灶。 光镜下病灶内膜及肌层细胞均显示增生, 泡沫细胞堆积, 基质脂质沉积, 可见少许纤维细胞(见图2)。 称此期为AS脂纹期。
, 百拇医药
图2 AG2组主动脉标本显示AS病灶内膜及肌层细胞存在典型的脂质沉积和泡法治细胞堆积 HE染色，×450
AG3(8周): 大体可见主动脉弓及以下部位有粥样斑块形成。 光镜下见病灶内纤维细胞增生(见图3), 余同AG2组。 称此期为纤维-脂质斑块期。
图3 AG3组在AG2组的基础上更显现出纤维细胞增生的现象 HE染色，×450
AG4(12周): 大体标本见主动脉严重粥样硬化, 呈大斑片状, 有的几乎累及整个主动脉。 光镜下病灶中央出现小的粥样区(见图4), 余同AG3组。 称此期为纤维-粥样斑块期。
图4 AG4组病灶内膜表面呈现严重的纤维—脂质沉积而形成粥样区 HE染色，×450
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各期未见溃疡、 出血及血栓形成的。
对照组均未显示上述变化(见图5)。
图5 对照组家兔主动脉标本示见任何异常 HE染色，×450
2.2 普通血液流变学指标的变化(表1)
表 1 各组普通血液流变学指标的改变(±s) 指 标
CG(n=20)
AG1
(n=15)
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AG2
(n=15)
AG3
(n=15)
AG4
(n=15)
TCh(mmol/L)
3.47±
1.92
3.46±
1.55
16.91±
12.161)
, http://www.100md.com
9.41±
3.332)
19.22±
8.301)
ηa
5.75 s-1(mPa.s)
27.73±
7.57
28.68±
9.98
38.91±
, http://www.100md.com
11.122)
46.80±
13.931)
62.54±
15.391)
230 s-1(mPa.s)
4.56±
0.38
4.66±
0.93
5.37±
, 百拇医药
0.032)
5.91±
0.311)
6.45±
1.201)
ηp(mPa.s)
1.20±
0.05
1.09±
0.04
1.28±
, 百拇医药 0.112)
1.34±
0.031)
1.40±
0.071)
HCT(%)
43.56±
3.28
44.05±
5.30
42.37±
2.76
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40.98±
3.21
39.52±
4.38
Fib(g/L)
2.96±
1.01
2.57±
0.30
3.02±
0.38
2.66±
0.93
, 百拇医药
2.87±
0.15
TK值
0.70±
0.11
0.74±
0.13
0.82±
0.102)
0.89±
0.142)
0.97±
, 百拇医药
0.171)
RAI
6.63±
0.88
6.58±
1.01
8.14±
0.092)
9.85±
1.311)
11.01±
1.121)
, 百拇医药
注: 与对照组(CG)比较: 1) P<0.01, 2) P<0.05
在实验过程中各对照亚组所有流变学指标均保持相对恒定(P>0.05), 因而将它们合并为一个总的对照组来看待。 在实验组纤维蛋白原浓度未显示有意义变化, 红细胞压积虽有渐降趋势, 但无统计学意义, 其余各指标均渐次增高(仅TCh在AG3有所回落; 表1中的全血表观粘度均为将比积校正为45%时的值)。
2.3 全血粘弹性的变化(表2, 3)
表 2 各组全血动粘度(η′)的改变(mPa.s,±s) ω
(Hz)
CG
, 百拇医药
(n=20)
AG1
(n=15)
AG2
(n=15)
AG3
(n=15)
AG4
(n=15)
0.190
6.35±
1.33
6.41±
, http://www.100md.com
1.21
7.20±
2.08
9.01±
1.121)
11.12±
3.712)
0.252
5.47±
1.29
5.49±
0.97
, 百拇医药
6.23±
2.28
9.89±
5.262)
10.09±
6.202)
0.351
5.10±
1.21
5.07±
0.38
5.26±
, 百拇医药
1.39
8.01±
3.452)
9.99±
1.342)
0.476
4.03±
1.27
4.00±
1.01
4.39±
1.03
, 百拇医药
6.82±
2.802)
8.89±
2.012)
0.648
3.45±
0.92
3.45±
0.75
3.63±
0.82
5.49±
, 百拇医药
2.241)
8.15±
3.722)
0.880
2.34±
0.73
2.33±
0.33
2.56±
0.71
3.26±
1.05
, 百拇医药
4.01±
1.011)
1.196
1.21±
0.15
1.23±
0.37
1.41±
0.43
2.04±
0.382)
3.90±
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0.802)
1.627
1.13±
0.41
1.14±
0.41
1.30±
0.30
1.62±
0.462)
2.01±
0.402)
, 百拇医药
2.210
1.01±
0.10
1.09±
0.35
1.18±
0.28
1.82±
0.802)
2.75±
0.892)
注: 与对照组(CG)比较: 1) P<0.05, 2) P<0.01表 3 各组全血弹性模量(G′)的改变(mPa,±s)
, 百拇医药
ω
(Hz)
CG
(n=20)
AG1
(n=15)
AG2
(n=15)
AG3
(n=15)
AG4
(n=15)
0.190
, 百拇医药
0.55±
0.37
0.58±
0.12
0.69±
0.221)
1.68±
1.421)
1.91±
0.392)
0.252
0.90±
, 百拇医药
0.33
0.89±
0.19
0.98±
0.39
1.98±
1.473)
2.14±
0.903)
0.351
1.22±
0.71
, 百拇医药
1.27±
0.61
1.34±
0.55
2.54±
1.851)
3.11±
1.211)
0.476
1.62±
0.32
1.71±
, http://www.100md.com
0.17
1.91±
0.73
3.14±
2.031)
3.29±
1.001)
0.648
2.39±
0.63
2.40±
0.71
, 百拇医药
2.69±
1.00
4.16±
2.383)
4.72±
1.033)
0.880
3.30±
0.71
3.50±
0.65
3.56±
, 百拇医药
0.99
5.46±
2.711)
6.00±
2.011)
1.196
4.50±
1.01
4.51±
1.03
4.81±
1.18
, 百拇医药
6.71±
3.061)
8.12±
2.021)
1.627
5.27±
1.37
5.31±
1.31
5.46±
1.38
7.51±
, 百拇医药
3.053)
8.94±
3.023)
2.210
5.39±
1.21
5.40±
0.91
5.71±
1.49
7.35±
2.753)
, 百拇医药
9.46±
1.351)
注: 与对照组(CG)比较: 1) P<0.01, 2) P<0.001, 3) P<0.05
结果显示各对照亚组全血粘弹性(η′和G′)保持相对恒定(P>0.05)。 AG1组无变化, AG2组仅ω=0.190 Hz时G′明显增高。 AG3、 AG4组η′和G′普遍增高。
2.4 相关性分析
在AG2、 AG3、 AG4组中存在如下相关关系, (1) ηa(5.75 s-1)与RAI呈密切正相关(r=0.628、 0.684、 0.881, P<0.01); (2) TK值与ω=1.196、 1.627、 2.210 Hz时的G′有正相关关系(r=0.578～0.842, P<0.05～0.001); (3) G′与η′普遍显示正相关关系(r=0.513～0.848, P<0.05～0.001, 但在AG2组须除外ω=0.648 Hz时)。
, 百拇医药
3 讨 论
采用高胆固醇饲料喂养家兔12周, 其主动脉壁从微小病灶期(AG1)、 AS脂纹期(AG2)、 纤维-脂质斑块期(AG3)发展至纤维-粥样斑块期(AG4)。 在整个实验期间HCT及Fib保持相对恒定。 在微小病灶期所有监测指标均无明显变化, 而自AS脂纹期开始TCh、 ηa、 ηp、 RAI、 G′(限于ω=0.190 Hz)时渐次升高, 自纤维-脂质斑块期开始η′和G′亦逐次增高。
血液粘度为一综合性指标,它取决于血浆粘度、 血细胞压积、 红细胞聚集性以及红细胞流变特性等[6]。 在高切变率条件下, 红细胞完全解聚, 并且发生取向和变形, 因此高切变率时全血表面粘度与红细胞变形能力有关; 而在低切变率条件下红细胞趋于聚集叠连, 因此低切变率时全血粘度与红细胞聚集状态有关, 本实验结果示ηa低切值与RAI呈正相关可证实这一观点。 全血表观粘度自AS脂纹期起呈明显升高趋势, 形成高粘滞血症, RAI的增高提示红细胞聚集性逐渐增强; 而TK值的增高则提示红细胞刚性增加、 变形性下降; 同样随着血清胆固醇浓度迅速增高, ηp亦随之增高, 因此家兔高粘滞血症是由于红细胞聚集性增强、 变形性降低以及血浆粘度增高所引起。 在本实验中HCT无明显变化, 它对全血表观粘度的影响是有限的; 另外Fib浓度亦未显示明显变化(其本身是影响红细胞聚集性的重要因素), 因此红细胞聚集性的增强恐与血液中其它大分子蛋白质如脂蛋白的存在有关, 也可能由于过多脂质吸附于红细胞表面, 使红细胞表面电荷减少, 细胞间排斥力下降所至。 同样过多脂质在红细胞膜上的沉积也是导致红细胞变形性降低的重要原因[7]。
, 百拇医药
血液是非牛顿流体, 既具有粘性又具有弹性, 即它是粘弹性流体, 在静态条件下血液的弹性不影响血液流动的宏观行为, 但在动态条件下弹性效应将显示出来。 动粘度(η′)是代表血液流动过程中能量消耗的指标, 而弹性模量(G′)系血液主要是红细胞储能能力及变形性的量化指标, G′与红细胞变形性之间存在相反的关系。 一般认为血液粘弹性参数比表观粘度与血液各组分的物理化学性质关系更为密切, 虽然实验结果示粘弹性指标的改变“滞后”于其它流变学指标, 但其更具特异性。 另外在微小病灶期全血粘弹性参数中仅ω=0.190 Hz时G′呈单一升高(η′不增高), 提示在低角频率时红细胞变形性首先显示低下, 可能对AS早期有一定预示作用。 既往的研究表明η′和G′与HCT关系最紧密, 但在本实验中在HCT呈现降低趋势的情况下, η′和G′却自纤维-脂质斑块期呈进行性增高, 二者有正相关关系, 这一方面表明血液流动过程中的能耗增加, 红细胞变形性下降, 另一方面更说明全血粘弹性的增高是由于红细胞本身的流变特性及聚集性改变所至[8], 而非HCT的影响。 TK值、 RAI的明显增加以及TK值与高角频率条件下的G′呈密切正相关关系为上述论点提供了强有力的依据。
, 百拇医药
许多因素可以损伤血管内皮细胞而致AS形成, 高TCh血症为众所周知, 另外, 血液粘度、 红细胞硬度及全血粘弹性增高等血流动力学改变使作用于血管内皮的切应力增加, 且红细胞氧释放能力降低, 易诱发和促使AS形成。 然而我们发现在AG1各流变学指标均无变化时出现了微小病灶损害, 其机理有待研究。 由于AG和CG兔年龄及体重均相似[9], 而且从AG2开始内皮细胞受损进行性加重, AS病变恶化, 因此微小病灶损害似与外源性Ch有关。 至于AG3 TCh浓度回落, 恐与大量脂质沉积在内膜下层有关。
1 国家自然科学基金资助课题(38800300)
参考文献
[1] 王天佑. 血液流变学. 乌鲁木齐: 新疆科技卫生出版社, 1992. 4.
[2] Schmitz G, Hankowitz J, Kovacs EM. Cellular processes in
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atherogenesis: potential targets of channel blockers. Ather-osclerosis, 1991, 88:109.
[3] Yamamoto A. Regression of atherosclerosis in humans by lowering serum cholesterol. Atherosclerosis, 1991, 89:1.
[4] Kaber U. Reference ranges of viscoelasticity of human blood. Biorheology, 1988, 25(5):727.
[5] Dintenfass L. Re-evaluation of heart precipitation method for plasma fibrinogen estimaticn: effect of abnormal protein and plasma viscosity. J Lin Path, 1976, 29:130.
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[6] Chien S. Blood rheology in myocardial infarction and hypertension. Biorheology, 1986, 23(6):633.
[7] Kanakaraj P, Singh M. Influence of hypercholesterolemia on
morphological andrheological characteristics of erythrocytes. Atherosclerosis, 1989, 76:209.
[8] Schneditz D. Viscoelastic properties of whole blood Influence of fast sedimenting red blood cell aggregates. Biorheology, 1987, 24(1):13.
[9] Spagnoli LG, Orlandi A, Mauriello A, et al. Aging and
atherosclerosis in the rabbit. 1. Distribution, prevalence and morphology of atherosclerotic lesions. Atherosclerosis, 1991, 89:11.
本文1998-07-20收到, 1998-10-12修回, 1999-01-16接受, http://www.100md.com
单位：王红勇(中国人民解放军第三军医大学大坪医院心内科, 邮政编码 重庆400042)； 何作云 丁秋华 肖桃元(中国人民解放军第三军医大学新桥医院)
关键词：
微循环学杂志990102
目的: 了解实验性动脉粥样硬化家兔血液流变特性的改变及其意义。 方法: 健康家兔80只, 随机分为实验组(AG)60只及对照组(CG)20只, 各组又均分为4个亚组, 即AG1～AG4和CG1～CG4, AG每日给予胆固醇粉1 g/只, 在喂养的第2、 4、 8和12周分别观察AG1与CG1、 AG2与CG2、 AG3与CG3和AG4与CG4组主动脉粥样硬化(AS)病变及相应血液流变特性的变化。 结果: 在兔AS阶段性进程中, 血清总胆固醇浓度、 全血表观粘度、 血浆粘度、 红细胞硬度指数、 红细胞聚集指数及全血粘弹性呈升高趋势, 低切全血表观粘度与红细胞聚集指数间、 弹性模量与红细胞硬度指数和动粘度间均存在正相关关系。 结论: 除高胆固醇血症外, 血液流变特性特别是全血粘弹性的改变亦是AS的重要成因。
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关键词: 兔 动脉粥样硬化 血液流变学
反复的血管内皮损伤或功能紊乱是动脉粥样硬化(AS)形成和发展的重要因素, 这些损伤因素中以高脂血症、 血流动力学应力及化学因子的作用为主[1～3]。 我们分阶段考察了实验性家兔AS进程中血液流变学参数的改变, 目的在于探讨其在AS形成中的作用, 为AS的防治提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 实验分组
健康家兔80只, 体重2.0～2.5 kg, 雌雄不拘, 随机分为实验组(AG, n=60)及对照组(CG, n=20), 每组又均分为四个亚组, 即AG1～4和CG1～4。 所有家兔均单笼饲养, CG组喂普通颗粒饲料, AG组另添加胆固醇粉(广州化学试剂分公司进口分装)每只1 g/24 h, 在喂养的第2、 4、 8和12周分别气栓处死AG1与CG1、 AG2与CG2、 AG3与CG3和AG4与CG4之家兔, 进行下述检查或测定。
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1.2 血液流变学参数测定
1.2.1 全血粘度测定: 按Kaber等[4]规定的条件采集肝素抗凝(20 U/ml)全血4 ml, 采用NXE-1型锥板式粘度计, 在25 ℃条件下分别以切变率为230.4 s-1和5.76 s-1测定全血表观粘度(ηa)。
1.2.2 血浆粘度测定: 以电子计算机自动分析的毛细管粘度计测血浆粘度(ηp)。
1.2.3 红细胞压积(HCT)测定: 采用温氏法。
1.2.4 纤维蛋白原(Fib)测定: 采用热沉淀法。
1.2.5 红细胞硬度指数(TK值)及红细胞聚集指数(RAI)按Dintenfass的方法计算[5]。
, http://www.100md.com
1.2.6 胆固醇浓度(TCh)测定: 采用乙醇抽提、 高缺-硫酸显色法测定。
1.2.7 全血粘弹性测定: 用Contraves公司生产的Low Shear-30流变仪测定, 角频率(ω)分别为0.190、 0.252、 0.351、 0.476、 0.648、 0.880、 1.196、 1.627和2.210 Hz, 共计9档, 得到各组在不同角频率下的粘弹性参数, 即复粘度的动粘度(η′)和弹性模量(G′)。
1.3 病理检查
气栓处死家兔后, 取出整个主动脉, 以方格纸法估测其AS病变的范围和程度, 然后取0.5 cm×0.5 cm大小全层主动脉组织条放入10%福尔马林固定液中, 石蜡切片, HE染色, 光镜观察。
1.4 统计学处理
, 百拇医药 实验数据采用单因素方差分析和相关分析, 结果以均数±标准差(
±s)表示。2 结 果
2.1 家兔主动脉AS病变
AG1(2周): 大体标本未见AS证据。 光镜下显示内膜微小病变: 内皮细胞增生, 结构模糊, 胞浆吞噬少量脂质, 有的呈泡沫状, 内弹力膜结构模糊(见图1)。 称此期为微小病灶期。
图1 AG1组家兔主动脉标本显示内衣细胞增生，内弹力膜变厚，肌层细非金属增生 HE染色，×450
AG2(4周): 大体标本见主动脉内膜有散在的数毫米大小的黄色斑点和数毫米至1.0 cm长的黄色条纹状病灶。 光镜下病灶内膜及肌层细胞均显示增生, 泡沫细胞堆积, 基质脂质沉积, 可见少许纤维细胞(见图2)。 称此期为AS脂纹期。
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图2 AG2组主动脉标本显示AS病灶内膜及肌层细胞存在典型的脂质沉积和泡法治细胞堆积 HE染色，×450
AG3(8周): 大体可见主动脉弓及以下部位有粥样斑块形成。 光镜下见病灶内纤维细胞增生(见图3), 余同AG2组。 称此期为纤维-脂质斑块期。
图3 AG3组在AG2组的基础上更显现出纤维细胞增生的现象 HE染色，×450
AG4(12周): 大体标本见主动脉严重粥样硬化, 呈大斑片状, 有的几乎累及整个主动脉。 光镜下病灶中央出现小的粥样区(见图4), 余同AG3组。 称此期为纤维-粥样斑块期。
图4 AG4组病灶内膜表面呈现严重的纤维—脂质沉积而形成粥样区 HE染色，×450
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各期未见溃疡、 出血及血栓形成的。
对照组均未显示上述变化(见图5)。
图5 对照组家兔主动脉标本示见任何异常 HE染色，×450
2.2 普通血液流变学指标的变化(表1)
表 1 各组普通血液流变学指标的改变(
±s) 指 标CG(n=20)
AG1
(n=15)
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AG2
(n=15)
AG3
(n=15)
AG4
(n=15)
TCh(mmol/L)
3.47±
1.92
3.46±
1.55
16.91±
12.161)
, http://www.100md.com
9.41±
3.332)
19.22±
8.301)
ηa
5.75 s-1(mPa.s)
27.73±
7.57
28.68±
9.98
38.91±
, http://www.100md.com
11.122)
46.80±
13.931)
62.54±
15.391)
230 s-1(mPa.s)
4.56±
0.38
4.66±
0.93
5.37±
, 百拇医药
0.032)
5.91±
0.311)
6.45±
1.201)
ηp(mPa.s)
1.20±
0.05
1.09±
0.04
1.28±
, 百拇医药 0.112)
1.34±
0.031)
1.40±
0.071)
HCT(%)
43.56±
3.28
44.05±
5.30
42.37±
2.76
, http://www.100md.com
40.98±
3.21
39.52±
4.38
Fib(g/L)
2.96±
1.01
2.57±
0.30
3.02±
0.38
2.66±
0.93
, 百拇医药
2.87±
0.15
TK值
0.70±
0.11
0.74±
0.13
0.82±
0.102)
0.89±
0.142)
0.97±
, 百拇医药
0.171)
RAI
6.63±
0.88
6.58±
1.01
8.14±
0.092)
9.85±
1.311)
11.01±
1.121)
, 百拇医药
注: 与对照组(CG)比较: 1) P<0.01, 2) P<0.05
在实验过程中各对照亚组所有流变学指标均保持相对恒定(P>0.05), 因而将它们合并为一个总的对照组来看待。 在实验组纤维蛋白原浓度未显示有意义变化, 红细胞压积虽有渐降趋势, 但无统计学意义, 其余各指标均渐次增高(仅TCh在AG3有所回落; 表1中的全血表观粘度均为将比积校正为45%时的值)。
2.3 全血粘弹性的变化(表2, 3)
表 2 各组全血动粘度(η′)的改变(mPa.s,
±s) ω(Hz)
CG
, 百拇医药
(n=20)
AG1
(n=15)
AG2
(n=15)
AG3
(n=15)
AG4
(n=15)
0.190
6.35±
1.33
6.41±
, http://www.100md.com
1.21
7.20±
2.08
9.01±
1.121)
11.12±
3.712)
0.252
5.47±
1.29
5.49±
0.97
, 百拇医药
6.23±
2.28
9.89±
5.262)
10.09±
6.202)
0.351
5.10±
1.21
5.07±
0.38
5.26±
, 百拇医药
1.39
8.01±
3.452)
9.99±
1.342)
0.476
4.03±
1.27
4.00±
1.01
4.39±
1.03
, 百拇医药
6.82±
2.802)
8.89±
2.012)
0.648
3.45±
0.92
3.45±
0.75
3.63±
0.82
5.49±
, 百拇医药
2.241)
8.15±
3.722)
0.880
2.34±
0.73
2.33±
0.33
2.56±
0.71
3.26±
1.05
, 百拇医药
4.01±
1.011)
1.196
1.21±
0.15
1.23±
0.37
1.41±
0.43
2.04±
0.382)
3.90±
, http://www.100md.com
0.802)
1.627
1.13±
0.41
1.14±
0.41
1.30±
0.30
1.62±
0.462)
2.01±
0.402)
, 百拇医药
2.210
1.01±
0.10
1.09±
0.35
1.18±
0.28
1.82±
0.802)
2.75±
0.892)
注: 与对照组(CG)比较: 1) P<0.05, 2) P<0.01表 3 各组全血弹性模量(G′)的改变(mPa,
±s), 百拇医药
ω
(Hz)
CG
(n=20)
AG1
(n=15)
AG2
(n=15)
AG3
(n=15)
AG4
(n=15)
0.190
, 百拇医药
0.55±
0.37
0.58±
0.12
0.69±
0.221)
1.68±
1.421)
1.91±
0.392)
0.252
0.90±
, 百拇医药
0.33
0.89±
0.19
0.98±
0.39
1.98±
1.473)
2.14±
0.903)
0.351
1.22±
0.71
, 百拇医药
1.27±
0.61
1.34±
0.55
2.54±
1.851)
3.11±
1.211)
0.476
1.62±
0.32
1.71±
, http://www.100md.com
0.17
1.91±
0.73
3.14±
2.031)
3.29±
1.001)
0.648
2.39±
0.63
2.40±
0.71
, 百拇医药
2.69±
1.00
4.16±
2.383)
4.72±
1.033)
0.880
3.30±
0.71
3.50±
0.65
3.56±
, 百拇医药
0.99
5.46±
2.711)
6.00±
2.011)
1.196
4.50±
1.01
4.51±
1.03
4.81±
1.18
, 百拇医药
6.71±
3.061)
8.12±
2.021)
1.627
5.27±
1.37
5.31±
1.31
5.46±
1.38
7.51±
, 百拇医药
3.053)
8.94±
3.023)
2.210
5.39±
1.21
5.40±
0.91
5.71±
1.49
7.35±
2.753)
, 百拇医药
9.46±
1.351)
注: 与对照组(CG)比较: 1) P<0.01, 2) P<0.001, 3) P<0.05
结果显示各对照亚组全血粘弹性(η′和G′)保持相对恒定(P>0.05)。 AG1组无变化, AG2组仅ω=0.190 Hz时G′明显增高。 AG3、 AG4组η′和G′普遍增高。
2.4 相关性分析
在AG2、 AG3、 AG4组中存在如下相关关系, (1) ηa(5.75 s-1)与RAI呈密切正相关(r=0.628、 0.684、 0.881, P<0.01); (2) TK值与ω=1.196、 1.627、 2.210 Hz时的G′有正相关关系(r=0.578～0.842, P<0.05～0.001); (3) G′与η′普遍显示正相关关系(r=0.513～0.848, P<0.05～0.001, 但在AG2组须除外ω=0.648 Hz时)。
, 百拇医药
3 讨 论
采用高胆固醇饲料喂养家兔12周, 其主动脉壁从微小病灶期(AG1)、 AS脂纹期(AG2)、 纤维-脂质斑块期(AG3)发展至纤维-粥样斑块期(AG4)。 在整个实验期间HCT及Fib保持相对恒定。 在微小病灶期所有监测指标均无明显变化, 而自AS脂纹期开始TCh、 ηa、 ηp、 RAI、 G′(限于ω=0.190 Hz)时渐次升高, 自纤维-脂质斑块期开始η′和G′亦逐次增高。
血液粘度为一综合性指标,它取决于血浆粘度、 血细胞压积、 红细胞聚集性以及红细胞流变特性等[6]。 在高切变率条件下, 红细胞完全解聚, 并且发生取向和变形, 因此高切变率时全血表面粘度与红细胞变形能力有关; 而在低切变率条件下红细胞趋于聚集叠连, 因此低切变率时全血粘度与红细胞聚集状态有关, 本实验结果示ηa低切值与RAI呈正相关可证实这一观点。 全血表观粘度自AS脂纹期起呈明显升高趋势, 形成高粘滞血症, RAI的增高提示红细胞聚集性逐渐增强; 而TK值的增高则提示红细胞刚性增加、 变形性下降; 同样随着血清胆固醇浓度迅速增高, ηp亦随之增高, 因此家兔高粘滞血症是由于红细胞聚集性增强、 变形性降低以及血浆粘度增高所引起。 在本实验中HCT无明显变化, 它对全血表观粘度的影响是有限的; 另外Fib浓度亦未显示明显变化(其本身是影响红细胞聚集性的重要因素), 因此红细胞聚集性的增强恐与血液中其它大分子蛋白质如脂蛋白的存在有关, 也可能由于过多脂质吸附于红细胞表面, 使红细胞表面电荷减少, 细胞间排斥力下降所至。 同样过多脂质在红细胞膜上的沉积也是导致红细胞变形性降低的重要原因[7]。
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血液是非牛顿流体, 既具有粘性又具有弹性, 即它是粘弹性流体, 在静态条件下血液的弹性不影响血液流动的宏观行为, 但在动态条件下弹性效应将显示出来。 动粘度(η′)是代表血液流动过程中能量消耗的指标, 而弹性模量(G′)系血液主要是红细胞储能能力及变形性的量化指标, G′与红细胞变形性之间存在相反的关系。 一般认为血液粘弹性参数比表观粘度与血液各组分的物理化学性质关系更为密切, 虽然实验结果示粘弹性指标的改变“滞后”于其它流变学指标, 但其更具特异性。 另外在微小病灶期全血粘弹性参数中仅ω=0.190 Hz时G′呈单一升高(η′不增高), 提示在低角频率时红细胞变形性首先显示低下, 可能对AS早期有一定预示作用。 既往的研究表明η′和G′与HCT关系最紧密, 但在本实验中在HCT呈现降低趋势的情况下, η′和G′却自纤维-脂质斑块期呈进行性增高, 二者有正相关关系, 这一方面表明血液流动过程中的能耗增加, 红细胞变形性下降, 另一方面更说明全血粘弹性的增高是由于红细胞本身的流变特性及聚集性改变所至[8], 而非HCT的影响。 TK值、 RAI的明显增加以及TK值与高角频率条件下的G′呈密切正相关关系为上述论点提供了强有力的依据。
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许多因素可以损伤血管内皮细胞而致AS形成, 高TCh血症为众所周知, 另外, 血液粘度、 红细胞硬度及全血粘弹性增高等血流动力学改变使作用于血管内皮的切应力增加, 且红细胞氧释放能力降低, 易诱发和促使AS形成。 然而我们发现在AG1各流变学指标均无变化时出现了微小病灶损害, 其机理有待研究。 由于AG和CG兔年龄及体重均相似[9], 而且从AG2开始内皮细胞受损进行性加重, AS病变恶化, 因此微小病灶损害似与外源性Ch有关。 至于AG3 TCh浓度回落, 恐与大量脂质沉积在内膜下层有关。
1 国家自然科学基金资助课题(38800300)
参考文献
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[2] Schmitz G, Hankowitz J, Kovacs EM. Cellular processes in
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atherogenesis: potential targets of channel blockers. Ather-osclerosis, 1991, 88:109.
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[7] Kanakaraj P, Singh M. Influence of hypercholesterolemia on
morphological andrheological characteristics of erythrocytes. Atherosclerosis, 1989, 76:209.
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atherosclerosis in the rabbit. 1. Distribution, prevalence and morphology of atherosclerotic lesions. Atherosclerosis, 1991, 89:11.
本文1998-07-20收到, 1998-10-12修回, 1999-01-16接受, http://www.100md.com