单宁酸-氯化铁法对SHR血管密度的观察

【摘要】  目的  探讨高血压病时多器官微血管密度的变化，以及它与高血压的因果关系。方法  用单宁酸-氯化铁组织化学方法媒染成年（12月）及幼年（4周）SHR、WKY 4组大鼠脑、肾、骨骼肌毛细血管，并对血管密度进行定量分析。结果  与成年组WKY相比，成年组SHR脑、肾、骨骼肌微血管密度均有所减低（P<0.01）；血压尚未升高的幼年组SHR与幼年组WKY相比，肾皮质毛细血管密度有所减低（P<0.01）。结论  成年SHR存在微血管稀少的现象是高血压的结果；幼年SHR肾皮质微血管减少可能是高血压病的一个早期征象，同时推测微血管减少也可能是高血压病的原因之一。
【关键词】  高血压病  微血管稀少  自发性高血压大鼠  单宁酸  氯化铁

【Abstract】 Objective: To investigate the change of micro-vascular density of SHR, and its relationship with hypertension. Methods：Tannic acid-ferric chloride was applied to micro-vascular in brains, kidneys and skeletal muscles respectively from two experimental groups of adult (12m) and young (4w) SHR and two control groups of adult and young WKY with normal blood pressure, and then the image analysis system was used to analyzed the capillary densities quantitatively.Results：The data showed that the micro vascular densities of the adult SHR group were less than that of adult WKY group（P<0.01）. So was the young SHR group with their micro-vascular densities of the renal cortex（P<0.01）.Conclusion：The rarefaction in the number of micro vascular of the adult SHR may result from hypertension and that in the renal cortex of the young SHR is a sign of the early stage hypertension and it may be one of the reasons of hypertension.
【Key words】Hypertension  Micro vascular Rarefaction  SHR  Tannic Acid  Ferric Chloride
        目前对高血压病血管病变的研究主要集中在对“重构”、功能改变及其机理的研究上，也有少数研究发现高血压时血管的数量也会发生改变，即微血管减（稀）少[1]。但是否高血压时各器官普遍存在微血管变少，以及它与高血压病发生的先后（因果）关系，仍研究不够。而且研究方法主要局限在传统的墨汁灌注法。本实验采用单宁酸-氯化铁组织化学方法媒染血管[2]和图像分析技术对不同龄高血压大鼠和正常血压对照组大鼠脑、肾、骨骼肌微血管的密度进行定量分析，以进一步明确高血压状态时微血管密度的变化，以及它与高血压发生的因果关系。
        1  材料和方法
        1.1实验动物  选用自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats，SHR)和正常血压的东京Wistar大鼠（Wistar-Kyoto,WKY）4周龄和12月龄各10只。上述动物均购自协和医科大学实验动物研究所，动物饲养级别为一级。
        1.2 血压测量  全部大鼠均采用尾部光电测压法测量收缩期血压（systolic blood pressure，SBP）,测量时间固定于每日上午8点～12点，连续测量3d，取其平均值。
        1.3单宁酸工作液血管灌注-氯化铁呈色  以上4组大鼠，经0.4%戊巴比妥钠腹腔麻醉后，置于恒温电热板上剖胸，暴露心脏。从左心室插入灌注针至升主动脉，并剪开右心耳。由主动脉快速注入热（37℃～42℃）0.9%NaCl溶液200 ml冲净血管，再缓慢灌注1%单宁酸工作液（含2%戊二醛）200 ml。灌流1h后分别取脑、肾、腓肠肌做连续冰冻切片，片厚20μm，隔5张取1张。切片经双蒸水漂洗2次，入2%FeCl3溶液于室温下呈色20min，再经双蒸水漂洗3次，终止反应。常规脱水、透明、封片。
        1.4图像分析  用HMIAS-2000数码显微镜机图像分析系统对毛细血管密度进行定量分析。每只大鼠每个器官选取5张切片，每张切片随机选取3个视野，在10×20放大倍数视野下,将全部显影的毛细血管进行图像摄取,用全自动分割方法，测得每个视野内全部微血管面积,再除以视场面积即得到微血管的密度：（血管的面积/视场面积）×100%；每张肾脏切片再选5个浅表肾单位的肾小球用手动测量方法测量其面积。
        1.5统计学处理  所得测量数据应用SPSS10.0统计软件进行统计分析，各种数据比较采用t检验。
        2  结果
        2.1血压  4周龄组SHR大鼠的血压同WKY成年组及幼年组相比差异无显著性，表明该高血压大鼠在4周龄前尚无血压升高；12月龄的SHR大鼠血压较同龄WKY组相比差异具有显著性。报道SHR血压一般从第5～8周开始升高。
        2.2血管密度  经单宁酸-氯化铁组织化学染色后, 可见各组切片中的毛细血管均呈黑色网状，轮廓清晰，分布及显色均匀，用图像分析系统统计分析血管密度结果如下。
        3  讨论
        单宁酸-氯化铁媒染血管可完整地显示出各级血管的形貌。单宁酸分子小，溶解性好，经过过滤后不易堵塞小血管，可灌注到全部毛细血管，且不改变血管原有的形态，显色清楚，与背景对比良好，是研究微血管构筑的理想方法。
        高血压在进程过程中主要损害的靶器官有心、脑、肾。本实验研究了成年及幼年SHR和正常血压对照组WKY大鼠脑、肾、骨骼肌的毛细血管密度。骨骼肌并非高血压主要损害的靶器官,但作为全身较大的、血管较丰富的器官对其血管密度的观察也可反应全身各器官在高血压时的变化情况。本实验结果表明：成年SHR大鼠确定普遍存在以上器官的微血管稀少的现象。Hutchins等[1]于1974年首次发现微血管稀少是高血压病的重要特征，对高血压的发生、发展有重要影响。许多研究用墨汁灌注、荧光造影、免疫组化等方法发现成年高血压大鼠存在部分器官微动脉稀少的现象[3-6]。本实验首次用单宁酸－氯化铁显色法和计算机图像分析技术，较客观准确地进一步验证了先前对人及动物个别器官的观察。导致微血管稀少的根本原因目前尚不完全清楚，推测可能是由压力因素所致。高血压时血管重塑和血管功能的异常，会导致血管管腔变窄，微循环灌流量下降，一方面部分毛细血管发生功能性关闭；另一方面持续的微循环灌流量下降，局部缺血缺氧，将引起微血管变性萎缩直至闭锁消失。因此微血管稀少可分功能性微血管稀少和器质性微血管稀少两个阶段。功能性微血管稀少是由于血管收缩导致的无灌注状态，此时的微血管稀少是可逆的。器质性微血管稀少即微血管数目在解剖学上的减少，是不可逆性的[7]。

功能性微血管稀少为器质性微血管稀少被认为是高血压导致靶器官结构损害的第一步。可以确定一定程度一定时间的血压升高会导致部分器官的微血管数量的减少[8]，微血管稀少是血压升高所致，但同时本实验结果亦显示，在幼年SHR高血压尚未形成前肾皮质已出现微血管减少和肾小球面积减少的现象。推测此时的微血管减少为功能性减少，但会导致肾血流量下降。有实验报道肾血流的下降在高血压时期、甚至在高血压前期即已出现[9]，此结果与本实验结果一致。还有实验表明高血压父母所生的子女，尽管血压正常，但已出现肾血流下降，滤过分数上升，高度提示肾脏低灌注是原发性高血压早期的征象，甚至可能是高血压发生发展的必备前提[10]。由此推测，微血管稀少既可能是高血压病的结果，也可能是高血压形成的原因之一。微血管稀少在幼年SHR肾脏分布的这种区域性与肾小球前小动脉的收缩，阻力增高有密切关系。此种微血管稀少有可能是遗传因素引起的，但在遗传性高血压大鼠或高血压病人体内是否存在微血管稀少的有关基因还不得而知；另外一个原因是肾脏对RAS及交感神经存在着明显的高敏感状态[11]，因此对于血压升高及微血管结构、数量的变化也较为敏感[12]。其它器官在高血压早期并未出现明显的微血管数量的变化，推测与其对血压变化的敏感程度有关。这对于高血压及其并发症的防治有重要意义，也对研究高血压时身体重要器官的保护指出了新的方向[13]。

参 考 文 献
[1]Hutchins PM,Darnell AE.Observation of decreased number of small arterioles in spontaneously hypertension rats[J]. Circ Res, 1974, 34/35(suppl I): 161-166.
[2]孔祥玉,赵淑敏.一种媒染血管的新方法—单宁酸-氯化铁[J].解剖学杂志,2001,24(1):91-92.
[3]吴强.自发性高血压大鼠的微血管改变及其与血管内皮细胞损伤的关系[J].微循环,1998,2(3):154-156.
[4]张富洪，黄如训，苏镇培.肾血管性高血压大鼠脑微血管形态学的观察[J].中风与神经疾病杂志,1997,14(1)33-34.
[5]Struyker Boudier HA,Le Noble JL,Slaaf DW,et al.Microcirculatory changes in cremaster muscle during early spontaneous hypertension in the rat[J]. Hypertension suppl, 1988, 6(4):S185-187.
[6]江时森,顾小平,李辉.自发性高血压大鼠多器官微血管稀少动态观察[J].微循环技术杂志,1996,4（2）：73-75.
[7]Prewitt R L. Autoregulation of blood flow, endothelial nitric oxide synthase and microvascular rarefaction [J]. Hypertension, 2002, 20(2): 177-178.
[8]Acker T,Beck H,Plate K H ,et al.Cell type specific expression of vascular endothelial growth factor and angiopoietin-1 and -2 suggests an important role of astrocytes in cerebellar vascularization. Mech Dev, 2001, 108(1-2): 45-57.
[9]Hebert LE,Kusek JW,Green T,et al.Effects of blood pressure control on progressive renal disease in blacks and whites[J].Hypertension,1998,30(suppl I):428-435.
[10]Rieder MJ,Roman RJ, Greene AS .Reversal of microvascular rarefaction and reduced renal mass hypertension[J]. Hypertension, 1997, 30(1 Pt 1): 120-127.
[11]Rodins Karl, Cheale Michelle,Coleman Nicholas,et al .Minichromosome maintenance protein 2 expression in normal kidney and renal cell carcinomas: relationship to tumor dormancy and potential clinical utility[J]. Clin Cancer Res, 2002, 8(4): 1075-1081.
[12]Behnia R,Molteni A,Igic R. angiotensin-converting enzyme inhibitors: mechanisms  of action and implications in anesthesia practice. Curr Pharm Des, 2003, 9(9): 763-776.
[13]Kubis N,Richer C,Domergue V,et al.Role of microvascular rarefaction in the increased arterial pressure in mice lacking for the endothelial nitric oxide synthase gene (eNOS3pt-/- ) [J].Hypertension, 2002,20(8): 1581-1587.