高血脂对脉络膜血管超微结构的影响研究

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【摘要】 目的 揭示高血脂对动物脉络膜血管组织学改变的影响，初步探讨高血脂在年龄相关性黄斑变性患者脉络膜新生血管形成中的作用。方法 36只新西兰大白兔随机分为正常对照组与实验组，分别喂养普通饲料与高脂饲料。分别于1 m、2 m、3 m后观察眼底改变，酶法测定血清中总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)，应用透射电镜观察脉络膜组织学改变。结果 实验组动物的TC、TG、LDL-C水平与对照组相比均具有统计学意义。脉络膜血管超微结构：对照组未见明显异常；实验组出现血管内皮细胞肿胀、变形，细胞核异型，细胞间连接破坏；基底膜节段性增厚；管腔变窄，甚至闭塞；管壁脂滴增多，见泡沫细胞。结论 高血脂可能通过对脉络膜血管内皮细胞的直接损害影响年龄相关性黄斑变性的发生和发展。

【关键词】

高血脂;脉络膜血管;血管内皮细胞;超微结构

年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration，ARMD)是目前发达国家最主要的不可逆的致盲性眼病，且有逐年增加之趋势。在美国，此病是60岁以上老年人中心视力丧失的首要病因［1］。在我国，随着人口的老龄化和卫生保健水平的不断提高，发病率也越来越高。目前，其病因和发病机制不明，无有效治疗方法。流行病学调查表明：ARMD的发生与动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)、高脂饮食、高胆固醇密切相关。本实验采用高脂喂养建立高血脂动物模型，通过透射电子显微镜观察脉络膜血管组织学改变，揭示高血脂对脉络膜血管的影响，以期为ARMD的发病机制研究提供新的思路。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料 新西兰大白兔36只，月龄3个月，体重1.50~1.70 kg，雌、雄兼可，健康无眼病，由无锡市惠山江甫实验动物场提供。饲养于福建医科大学实验动物中心。饲养条件：自然光线，室温20℃~25℃，空气流通，相对湿度50%~60%；动物分笼饲养，摄食普通颗粒兔饲料，自由饮水。

1.2 实验方法

1.2.1 实验分组 将动物随机分为2组，每组各18只：①高脂组：高脂饲料喂养，其中喂养 1个月组(G1)、喂养2个月组(G2)和喂养3个月组(G3)各6只。②正常对照组：普通饲料喂养，其中 喂养1个月组(C1)、喂养2个月组(C2)和喂养3个月组(C3)各6只。

1.2.2 高血脂动物模型的建立

高脂饲料喂养参照高脂喂养制造动脉粥样硬化模型的方式，高脂饲料配方如下：2%胆固醇，5%猪油，10%蛋黄粉，0.5%牛胆酸钠，82.5%基础料。每只兔子进食高脂饲料100 g/d；称体重1次/周；添加适量胡萝卜与青菜1次/2周。在托吡卡胺散瞳下，手持检眼镜动态观察视网膜脉络膜血管，1次/周，操作时动物在非麻醉、非刺激的安静状态下进行。处死前禁食12 h，取耳中央动脉血1 ml，离心血清0.5 ml，-70℃保存。酶法测定血清中总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)。

1.2.3 标本采集

两组动物分别于饲养后1个月、2个月、3个月以3%戊巴比妥30 mg/kg麻醉，处死后迅速摘除右眼球，于锯齿缘后 0.5 mm 处剪开眼球壁，在垫有冰块的平皿上迅速切除眼前节和玻璃体，在眼科显微镜下钝器解剖法分离视网膜及脉络膜组织，以视盘为中心切成1.5 mm3.0 mm长方形小片，迅速固定于预冷的电镜液(福建医科大学电镜室提供)，4℃保存；送福建医科大学电镜室常规制样，用透射电镜观察视网膜脉络膜血管超微结构；每个标本观察2张切片。

1.2.4 透射电镜步骤

取材后经3%戊二醛-1.5%多聚甲醛前固定2 d(4℃)，1%锇酸-1.5%亚铁氰化钾后固定1.5 h，PBS漂洗；70%酒精饱和醋酸铀染液块染，酒精-丙酮梯度脱水，环氧树脂618包埋剂包埋。超薄切片80 nm，醋酸铀、柠檬酸铅各染色5 min；在日立Hu-12A型透射电镜下观察、摄影。

1.2.5 统计学处理

各组数据均采用表示，数据采用SPSS 12.0软件包进行统计学处理，采用t检验，以P

2 结果

2.1 血中总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)的测定(表1)

2.2 眼底改变情况

对照组：C1、C2、C3组眼底色泽红润呈晚霞样；视网膜中央动脉、静脉各两支分别向左右两侧水平走行，脉络膜血管暴露充分,呈纵行排列。实验组：G1组：眼底未见明显改变；G2组：视网膜中央动脉变细或管径不均，静脉充盈、迂曲。有的脉络膜血管充盈粗大；G3组：视网膜中央动脉变细或管径不均或间断血柱，甚则远端细动脉呈白线。静脉充盈、迂曲、卷缩成蛇行。有的动静脉交错扭曲呈绳索样。脉络膜血管有的充盈粗大，有的隐伏痉挛；血管分布不均匀，有的稀疏、有的闭锁。

2.3 电镜观察结果

对照组(图1-a)：血管内皮细胞膜完整连续，表面较多胞浆突起。胞质内细胞器丰富，大量粗面内质网分布于核周。高尔基复合体较多，见1-3组致密扁平囊。线粒体内外膜分界清晰，嵴短。胞浆内大量吞饮泡。细胞核大，位于细胞近中央处，细胞核多数为椭圆形，有的细胞核不规则，核膜连续，呈双层单位膜结构。核内可见异染色质。细胞间可见细胞连接，结构清晰。基底膜膜性结构清楚连续、密度均匀。G1组(图1-b)：脉络膜微血管内皮细胞略水肿，胞浆内吞饮泡明显减少；核形态轻度不规则，核内可见较多异染色质。细胞间连接清晰，基底膜未见明显异常。G2组(图1-c)：脉络膜微血管内皮细胞轻度水肿，胞浆内吞饮泡明显减少，线粒体肿胀但未见空泡变性；核形态轻度不规则，核内可见较多异染色质。内皮细胞间连接模糊，基底膜局部增厚。G3组(图1-d)：脉络膜微血管内皮细胞肿胀和变形，向血管腔内呈指状突起，管腔变窄，甚至闭塞。细胞浆内未见吞饮泡，线粒体嵴肿胀、呈空泡状。细胞核形态极不规则，异染色质边集。内皮细胞间连接破坏，靠管腔一侧异常微泡增多；基底膜节段性增厚、断裂缺失；管壁脂滴增多，可见泡沫细胞。

3 讨论

年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration，ARMD)临床上分为干性和湿性两型，其中干性以黄斑区地图状萎缩为特征；而湿性以脉络膜新生血管(choroidal neovascularization, CNV)形成为特征，CNV又称视网膜下新生血管，是来自脉络膜毛细血管的增殖血管。这种异常血管起源于脉络膜血管，通过Bruch膜的裂口而扩展，在视网膜色素上皮(retinal pigment epithelium，RPE)下或神经上皮下间隙内发展。由于异常的血管通透性，脉络膜新生血管极易发生出血和渗出，继而形成瘢痕，造成黄斑区损伤，严重影响中心视力，甚至失明。因此，CNV的形成是ARMD患者视力丧失的最主要原因。目前，ARMD的病因和发病机制尚不明确。因此，探索ARMD尤其CNV形成的启动因素与发生发展机制成为当前的研究热点之一。

血脂主要是指血液中的中性脂肪，即胆固醇(TC)和三酰甘油(TG)。高脂血症是现今严重危害人类健康的疾病。大量研究表明，较高的TC、TG和LDL对全身各种血管均会造成损害。本研究应用改良的高脂饲料喂养兔，结果显示血中TC、TG和LDL水平均明显高于普通饲料喂养的兔，且血脂水平随喂养时间逐渐升高，从而成功建立了高血脂动物模型以研究高血脂对脉络膜血管的影响。本实验选择大白兔作为动物模型，因其色素上皮层缺少色素而充分暴露出脉络膜组织，能够同时观察到视网膜和脉络膜两层血管和组织变化过程，这是选择兔为模型一个非常突出的优点。

血管内皮细胞［2］(vascular endothelial cells，VECs)是连续被覆在全身血管内膜的一层细胞群，是人体最大的、高度特化的、功能异常活跃的内分泌、旁分泌及代谢器官，可分泌多种血管活性物质，对血管的增生、管壁的炎症修复、维持血管壁张力和血液的流动具有重要的作用［3］。血管内皮细胞功能障碍将导致血管的一系列继发性损害。由于血管内皮细胞直接和血液接触,很容易受到血液中病理生理变化的影响,具有易损伤的功能性界面。因此，高血脂等损伤因子首先作用于血管内皮,导致内皮细胞功能障碍(endothelial dysfunction,ED)。

脉络膜血管丰富，由3个血管层组成，即脉络膜毛细血管层、Sattler层和Haller层。脉络膜毛细血管与系统循环的毛细血管不同，管壁薄，管径大，具有窗孔结构，直径大于200A的物质也可畅通无阻。此外，脉络膜血流量要高于全身其他组织器官，是脑组织血流量的10倍［4］。这些特征决定了脉络膜血管受血液理化性质的影响较大。本研究结果证实高血脂同样可以通过损害血管内皮细胞而对脉络膜血管造成不良影响。随高脂喂养时间增长，脉络膜毛细血管内皮病变加重，喂养3个月可出现：血管内皮细胞肿胀、变形，吞饮泡减少，细胞核形态极不规则，异染色质边集。内皮细胞间连接破坏；基底膜节段性增厚，质膜不连续；管腔变窄、甚至闭塞；管壁脂滴增多，可见泡沫细胞。这些结果表明高血脂作为单一因素可以造成脉络膜血管内皮细胞的变性，物质转运功能和分泌功能的下降。而脉络膜毛细血管管腔变窄、甚至闭塞可导致组织缺血缺氧，缺氧是公认的脉络膜新生血管形成首要原因。因为在超声多普勒、OCT等检查中已经发现，部分患者的脉络膜血流量显著减少，而Bruch膜却异常增厚，推测脉络膜局部血流减少以及脉络膜至视网膜色素上皮与神经上皮的氧弥散障碍造成的缺氧，是引起脉络膜新生血管形成的始动因素。

4 结论

本研究结果表明，高血脂通过对脉络膜血管内皮细胞的直接损害从而成为ARMD发病的一个重要危险因素。

参考文献

［1］ Klein R, Klein BE,Linton KL. Prevalence of age-related maculopathy. The Beaver Dam Eye Study. Ophthalmology,1992,99(6)：933-943.

［2］ Celemaje DS. Endothelial dysfunction： does it matter? Is it reversible?Am Coll Cardiol,1997,30：325-333.

［3］ Hirsch AT. Vascular disease, hypertension and prevention：“from endothelium to clinical events”.JACC,2003,42(2)：377-379.

［4］ 杨培增.临床葡萄膜炎.第1版.人民卫生出版社，2004:16-17.