门静脉高压症大鼠胃粘膜形态学的实验研究

1、    门静脉高压症大鼠胃粘膜形态学的实验研究         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，并通过微机像处理系统对组织学像进行定量分析。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

2、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。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，动物分类号：R657.34；R322.44文献标识

3、码：A文章编号：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

12、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。通过微机象处理系统定量分析胃粘膜的组织学象，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：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。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/10

13、0g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。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。1.2观察项目及方法1.3统计学处理所有数据用均数±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2.12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

14、，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)。组别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)与SO和PVS相比P<0.001；2)与SO相比P>0.05 组别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)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-66-1)，2)PVS1021283.

17、33)LC1421687.5     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

18、/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。组别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)与SO组相比P<0.01； 2)与LC组相比P>0.05 组

19、别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)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

20、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：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；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；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。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

21、)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

22、重要相关因素。(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

23、弹力纤维等细胞外基质增生以及平滑肌细胞增生肥大，与Tarnawski8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。(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

24、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。

25、作者简介：周东风(1966-)，男，山东济宁人，济宁医学院附属医院副主任医师，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)：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)