門靜脈高壓癥大鼠胃粘膜形態(tài)學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究

1、    門靜脈高壓癥大鼠胃粘膜形態(tài)學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究         摘要：目的探討門靜脈高壓性胃病(PHG)的發(fā)病機(jī)理。方法設(shè)計(jì)2組門靜脈高壓癥動物模型，并與假手術(shù)組對照觀察胃粘膜組織形態(tài)以及超微結(jié)構(gòu)的病理變化，并通過微機(jī)像處理系統(tǒng)對組織學(xué)像進(jìn)行定量分析。結(jié)果門靜脈高壓時胃粘膜水腫明顯，散在分布紅點(diǎn)和/或瘀斑。光鏡及掃描電鏡檢查均發(fā)現(xiàn)上皮細(xì)胞腫脹、崩解或脫落，腺體數(shù)目減少，粘膜變薄，無炎性細(xì)胞浸潤和上皮細(xì)胞化生；粘膜下層水腫增厚。粘膜微血管結(jié)構(gòu)的改變最具特征性。光鏡見粘膜層毛細(xì)血

2、管以及粘膜基底層和粘膜下層微靜脈明顯擴(kuò)張。透射電鏡則顯示毛細(xì)血管變形，腔狹窄，細(xì)胞連接松散；內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)有大量的吞飲小泡；微靜脈中膜內(nèi)的平滑肌細(xì)胞、膠原纖維等細(xì)胞外基質(zhì)增生。定量分析示門靜脈高壓大鼠微血管形態(tài)的改變表現(xiàn)為胃壁相對血管腔面積和相對血管壁面積顯著高于假手術(shù)組；門靜脈高壓大鼠胃粘膜的損傷比與門靜脈壓力呈正相關(guān)，且肝硬化組明顯大于門靜脈狹窄組。結(jié)論肝硬化門靜脈高壓癥時伴有獨(dú)特的胃部微血管形態(tài)學(xué)的異常，這種異常是PHG發(fā)生的病理學(xué)基礎(chǔ)，是門靜脈高壓癥病理變化的一部分。關(guān)鍵詞：高血壓，門靜脈/病理學(xué)；胃粘膜/病理學(xué)；胃疾病/病理學(xué)；疾病模型，動物分類號：R657.34；R322.44文獻(xiàn)標(biāo)識

3、碼：A文章編號：1005-6947(2000)01-0025-04Study on morphology of gastric mucosa in rats with portalhypertensionZHOU Dong-feng（ Affiliated Hospital of Jining Medical College, Jining, Shangdong 272129，China）LI Zhao-ting（ Affiliated Hospital of Shangdong Medical University, Jinan 250012, China）JIN Ming-yin（ Aff

4、iliated Hospital of Shangdong Medical University, Jinan 250012, China）（ Affiliated Hospital of Jining Medical College, Jining, Shangdong 272129，China）QIAO Qin-rong（ Affiliated Hospital of Jining Medical College, Jining, Shangdong 272129，China）DAI Jian-hua（ Affiliated Hospital of Jining Medical Colle

5、ge, Jining, Shangdong 272129，China）Abstract：ObjectiveTo investigate the pathogenesis of portal hypertensive gastropathy(PHG). MethodsTwo rat models with portal hypertension(PHT) and a sham operation group were established to detect the pathological changes in histology and ultrastructure of the gast

6、ric mucosa as well as quantitative changes in histological morphology by graphic analysis computer system. ResultsProminent edema, scattered red dots/ecchymosis were found in gastric mucosa in rats with PHT. Light and scan electron microscopy showed swelling or exfoliating of the epithelium cell, re

7、duction of gastric gland number, thin of gastric mucosa, while infiltration of inflammatory cells, epithelium metaplasia were not found. The most characteristic findings were the changes of the mucosal capillaries and venules in both mucosal basal lamina and submucosa layer light microscopically, as

8、 well as the transmutation, stenosis and loose intercellular joining of the capillaries on electron microscopy. Ultrastructure observation revealed numerous pinocytes in epithelial cells as well as proliferation and hyperplasia of smooth muscle, collagenous fiber and extracellular matrix in venules.

9、 Quantitative analysisshowed that the ratios of the cross-sectional area and the vascular wall area between the gastric wall area(CSA/GWA & VWA/GWA) was higher in liver cirrhosis(LC) and portal vein stenosis(PVS) groups than that in sham operation(SO) group. There was a positive correlation betw

10、een portal vein pressure and the ratio of the length of damaged mucosa and the length of mucosa(LDM/LM that was higher in LC group than in PVS group). ConclusionsIn rats with cirrhotic portal hypertension, distinct gastric microvascular morphological changes are the major etiological factor of PHG a

11、s a part of pathological changes in portal hypertension.Key words： HYPERTENSION，PORTAL VEIN/pathol；GASTRIC MUCOSA/pathol；GASTRIC DISEASES/pathol；DISEASE MODELS，ANIMALCLC number： R657.34；R322.44Document code： A動物實(shí)驗(yàn)和臨床研究均顯示門靜脈高壓癥(PHT)時胃粘膜有著獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能異常。這種異常在臨床上表現(xiàn)為胃粘膜屏障功能削弱，胃泌酸量減少，胃粘膜散在分布紅點(diǎn)、瘀斑、糜爛或潰瘍。本研究設(shè)

12、計(jì)2組門靜脈高壓癥大鼠動物模型，觀察胃粘膜組織形態(tài)學(xué)變化以及超微結(jié)構(gòu)的改變。通過微機(jī)象處理系統(tǒng)定量分析胃粘膜的組織學(xué)象，旨在進(jìn)一步認(rèn)識門靜脈高壓性胃病(PHG)的性質(zhì)和特點(diǎn)。1材料與方法1.1實(shí)驗(yàn)大鼠模型的制備和分組選用純種成年雄性Wistar大鼠，體重300±15g，共34只(由山東省動物中心提供)隨機(jī)分為3組：肝硬化門靜脈高壓癥組(LC組)：16只。參照吳氏法1用60% CCl4(棉籽油溶液)0.3ml/100g，皮下注射，每4d 1次，連續(xù)18次。注藥期間予自由飲食。停藥2周后即完成模型制作。門靜脈狹窄組(PVS)：12只。術(shù)前24h禁食，自由飲水。3%戊巴比妥0.1ml/10

13、0g腹腔內(nèi)注射麻醉。將1枚9號注射針頭(針徑0.90mm)與門靜脈主干平行放置，用3-0絲線將二者一并結(jié)扎，然后抽出針頭。門靜脈主干即被縮窄為直徑約1.0mm。術(shù)后自由飲食，2周后即行項(xiàng)目觀察。假手術(shù)組(正常對照組，SO組)：12只。術(shù)前準(zhǔn)備和麻醉同上，開腹后僅解剖出門靜脈主干，不予結(jié)扎。術(shù)后自由飲食。1.2觀察項(xiàng)目及方法1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理所有數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，用Student't檢驗(yàn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，P<0.05為差異顯著。2結(jié)果2.12種PHT模型的建立LC組大鼠停藥2周后開腹觀察，符合小結(jié)節(jié)型肝硬化病理表現(xiàn)，光鏡下可見假小葉形成。PVS和SO組大鼠術(shù)后2周開腹觀察

14、，除PVS組發(fā)現(xiàn)腹腔靜脈呈瘀血狀外，2組肝臟大小、色澤、質(zhì)地均正常，光鏡下無病理性改變。各組的肝功生化指標(biāo)及血流動力學(xué)監(jiān)測結(jié)果顯示，LC組大鼠血膽紅素和轉(zhuǎn)氨酶明顯高于PVS組和SO組，而血清白蛋白則明顯低于后2組。LC組和PVS組大鼠FPP顯著高于SO組(表1，2)。組別nBil(mmol/L)AL(g/L)ALT(U/L)ALP(U/L)AST(U/L)SO66.34±0.831.2±1.534±1.3154±8.878±9.2LC1616.3±1.51)8.2±1.41)151±7.61)368±8.

15、71)271±9.11)PVS126.5±0.72)31.8±0.92)35.1±9.72)141±132)89±11.12)     注：1)與SO和PVS相比P<0.001；2)與SO相比P>0.05 組別nAAPFPPPVFAAFSO614.9±1.20.76±0.0413.8±3.139.7±3.5LC1014.7±1.11)，3)1.57±0.022)，3)13.3±2.71)，3)87.1±5

16、.62)，3)PVS1015.1±0.91.55±0.102)14.2±1.31)83.9±4.32)     注：1)與SO相比P>0.05；2)與SO相比P<0.001;3)與PVS相比P>0.05；壓力的單位為kPa；血流量的單位為ml/min 2.2胃粘膜損傷的目測結(jié)果粘膜散在分布紅點(diǎn)或/和淤斑者認(rèn)為是粘膜損傷陽性，門靜脈高壓癥大鼠胃粘膜損傷率顯著高于對照組，各組粘膜損傷陽性率見表3。表3各組大鼠胃粘膜目測結(jié)果組別損傷陽性損傷陰性合計(jì)陽性率(%)SO-66-1)，2)PVS1021283.

17、33)LC1421687.5     注：1)與PVS組相比P<0.05；2)與LC組相比P<0.005；3)與LC組相比P>0.05 2.3胃粘膜損傷的組織學(xué)評定結(jié)果凡目測陽性的標(biāo)本，光鏡下均見腺區(qū)粘膜腺體數(shù)量減少，上皮細(xì)胞脫落變薄，無炎性細(xì)胞浸潤；淺層毛細(xì)血管擴(kuò)張，有血細(xì)胞溢出血管外。粘膜下層明顯增厚。粘膜基底層和粘膜下層微靜脈管壁增厚，管腔明顯擴(kuò)大(表4，5)。2門靜脈高壓癥組大鼠CSA/GWA，VWA/GWA和粘膜下層厚度(TSM)較SO組明顯增加，且其VWA/GWA值與門靜脈壓力呈正相關(guān)(r分別是0.75，0.80)，而CSA

18、/GWA值與門靜脈壓力無關(guān)，兩比值與肝功能參數(shù)無明顯相關(guān)性。2門靜脈高壓癥組大鼠LDM/LM分別與各自的門靜脈壓力呈正相關(guān)(r分別是0.78，0.70)，其中LC組LDM/LM值明顯高于PVS組。組別nCSA/GWA(%)VWA/GWA(%)SO63.2±0.010.053±0.05PVS1211.3±0.0151)，2)1.98±0.0191)，2)LC1611.5±0.0091)1.93±0.0211)     注：1)與SO組相比P<0.01； 2)與LC組相比P>0.05 組

19、別nLM(mm)LDM/LMTSM(m)SO626.52±1.22)-131±18PVS1226.33±0.90.189±1.41)，3)379±143)，4)LC1626.50±1.00.306±1.73)377±163)     注：1)與LC組相比P<0.05；2)3組間兩兩比較P>0.05；3)與SO組相比P<0.001；4)與LC組相比P>0.05 2.4胃粘膜超微結(jié)構(gòu)的觀察結(jié)果掃描電鏡見門靜脈高壓大鼠胃粘膜上皮細(xì)胞腫脹、崩解甚或成片脫落，胃

20、小凹變淺或消失。未見上皮再生現(xiàn)象及幽門螺桿菌。透射電鏡檢查示：粘膜層毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞肥大，胞漿物質(zhì)增多并突入管腔；內(nèi)皮細(xì)胞連接間隙增寬，易見無隔膜窗孔和血管周圍無結(jié)構(gòu)的低電子密度區(qū)；粘膜基底層和粘膜下層微血管擴(kuò)張明顯；內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)有大量的吞飲小泡，細(xì)胞連接松散；內(nèi)彈力膜中斷，中膜的平滑肌細(xì)胞增生肥大，并侵入內(nèi)彈力膜；膠原纖維等其它細(xì)胞外基質(zhì)增多；粘膜上皮細(xì)胞以及主細(xì)胞、壁細(xì)胞內(nèi)線粒體腫脹，嵴變短且數(shù)目減少；上皮細(xì)胞連接松散，間隙增寬。3討論本研究發(fā)現(xiàn)門靜脈高壓胃粘膜的形態(tài)學(xué)改變，主要的是粘膜微血管結(jié)構(gòu)的異常。這是肝硬化門靜脈高壓癥病理改變的重要部分，是門靜脈高壓性胃病發(fā)生的病理學(xué)基礎(chǔ)2，3。(1

21、)門靜脈高壓胃粘膜大體形態(tài)變化門靜脈高壓大鼠胃粘膜以水腫、散在分布的紅點(diǎn)和粘膜下小瘀斑為特點(diǎn)，無肉眼可見的粘膜糜爛和潰瘍。這與臨床上描述的“馬賽克樣”和“櫻桃紅樣”胃粘膜相似。但這些病變的分布不因胃的分區(qū)而異，而臨床上所描述“馬賽克樣”或“蛇皮樣”胃粘膜以胃體部最為多見4。因肝功能嚴(yán)重受損而引起的“肝性胃糜爛”以及“肝性胃潰瘍”病例已多見于臨床報道5，6，“紅點(diǎn)”和“瘀斑”等可能是胃粘膜“潰瘍”和“糜爛”的前期表現(xiàn)。雖然胃粘膜大體形態(tài)改變與形成門靜脈高壓的病因無關(guān)，但組織學(xué)分析表明，LC組大鼠胃粘膜深度損傷的長度明顯高于PVS組，且與門靜脈壓力呈正相關(guān)。說明肝功能狀態(tài)和門靜脈壓力是胃粘膜損傷的

22、重要相關(guān)因素。(2)胃壁微血管結(jié)構(gòu)異常胃部靜脈是門靜脈系統(tǒng)的屬枝，胃部微血管的變化能反應(yīng)門靜脈主干及其分枝的病理改變，是PHG發(fā)生的病理學(xué)基礎(chǔ)和特征性改變。PHT胃粘膜淺層毛細(xì)血管擴(kuò)張變形，粘膜基底層和粘膜下層微靜脈亦擴(kuò)張，但這種擴(kuò)張并非血管腔的簡單擴(kuò)大，而是伴有管壁結(jié)構(gòu)的異常。血管壁是一種復(fù)雜的生物學(xué)材料，有多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，在一定的壓力范圍內(nèi)，血管張力、跨壁血壓和血管的幾何參數(shù)遵循生物力學(xué)Laplaces定律7，T=P(R/W)。微血管的張力(T)有一定調(diào)節(jié)限度，在彈性范圍內(nèi)，當(dāng)血液的跨壁壓(P)增加時，可通過增加管壁厚度(W)，減小血管半徑(R)來代償。我們觀察到微血管壁增厚主要表現(xiàn)在膠原和

23、彈力纖維等細(xì)胞外基質(zhì)增生以及平滑肌細(xì)胞增生肥大，與Tarnawski8所觀察的內(nèi)皮細(xì)胞增生肥大伸入管腔而使管壁增厚的結(jié)果不同。本組未觀察到血管腔縮小，可能與跨壁壓持續(xù)升高，而使“血管結(jié)構(gòu)的自動調(diào)節(jié)”失代償所致。這種微血管結(jié)構(gòu)的異常改變了血管的生物學(xué)特性，影響了血液的正常流動和營養(yǎng)成分的彌散。因此，粘膜微血管面積的增加并沒有帶來粘膜高血流，相反胃粘膜處于局部缺血狀態(tài)9，10，這與胃粘膜的目測結(jié)果一致。(3)胃壁超微結(jié)構(gòu)的異常掃描電鏡的觀察結(jié)果揭示了門靜脈高壓胃粘膜上皮細(xì)胞變化的特點(diǎn)，即腫脹、崩解、脫落以致潰瘍發(fā)生的過程。電鏡發(fā)現(xiàn)上皮細(xì)胞破壞伴有一系列微血管結(jié)構(gòu)的改變，這不同于一般胃炎和胃潰瘍的表

24、現(xiàn)。血管超微結(jié)構(gòu)的異常與組織學(xué)表現(xiàn)是一致的。淺層毛細(xì)血管也非簡單的擴(kuò)張，而是內(nèi)皮細(xì)胞腫脹，胞漿物質(zhì)增多，從而嚴(yán)重地影響了營養(yǎng)物質(zhì)的彌散；內(nèi)皮細(xì)胞間無隔膜窗孔增多，連接增寬是血管內(nèi)物質(zhì)漏出的通道。毛細(xì)血管周圍無結(jié)構(gòu)的低電子密度區(qū)可能是漏出的血漿成分，因此肝硬化門靜脈高壓癥患者低蛋白血癥不僅是由于肝臟合成功能下降，通過胃粘膜的蛋白丟失亦是重要原因之一。光鏡下發(fā)現(xiàn)微血管壁增厚，超微觀察則提示細(xì)胞外基質(zhì)增生，平滑肌細(xì)胞肥大并破壞中膜組織。這種微血管結(jié)構(gòu)的異常也見于門靜脈系較粗的屬枝11。VWA/GWA比值與門靜脈壓力呈正相關(guān)，說明血管相應(yīng)結(jié)構(gòu)的改變是由于門靜脈高壓所致，是門靜脈高壓癥病理變化的一部分。

25、作者簡介：周東風(fēng)(1966-)，男，山東濟(jì)寧人，濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院副主任醫(yī)師，博士，從事肝硬化門靜脈高壓癥的基礎(chǔ)與臨床研究。作者單位：周東風(fēng)（濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽外科， 山東濟(jì)寧272129）李兆亭（山東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院普外科， 山東濟(jì)南250012）靳明英（濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽外科， 山東濟(jì)寧272129）喬慶榮（濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽外科， 山東濟(jì)寧272129）代建華（濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽外科， 山東濟(jì)寧272129）參考文獻(xiàn)：1吳孟超，揚(yáng)廣順.大鼠肝硬變模型復(fù)制的研究J.中華實(shí)驗(yàn)外科雜志，1984，1(4)：45482Groszmann RJ, Colombato LA. Gas

26、tric vascular changes in portal hypertensionJ. Hepatology, 1988,6(3):170817103Sarfeh IJ, Tarnawski AS, Malki AS, et al. Portal hypertension and gastric mucosa injury in ratsJ. Gastroenterology, 1983,84(5):9879934McCormack TT, Sims J, Eyre-brook I, et al. Gastric lesions in portal hypertension: inflammatory gastritis or congestive gastropathyJ. Gut, 1985,26(3)