大鼠肝硬化形成过程中门静脉压力及血流动力学变化

                  作者：李鹏超，鲁建国，马庆久，乔伟，罗文

【关键词】  大鼠；,肝硬化；,高压血,门静脉；,血流动力学

　　Changes of hemodynamics and portal vein pressure in the progression of portal hypertension in rats

　　【Abstract】 AIM: To investigate the changes of hemodynamics and portal vein pressure in the progression of portal hypertension (PHT) in rats, so as to establish a study model of PHT hemodynamics. METHODS: Totally 80 healthy male SD rats were assigned to 4 groups (1 control group and 3 model groups). Animal model of cirrhosis was made by subcutaneous injection with carbon tetrachloride (CCl4). The hemodynamic indexes and the portal vein pressure were assessed by ultrasonography at week 2, 5, 10 of modeling, and then the pathological changes of the livers were observed by serial slices with HE staining. RESULTS: During the formation of experimental cirrhosis, the hepatocytes of rats suffered from 4 processes including degeneration, necrosis, fibrosis and pseudolobular proliferation. The inner diameter, the blood flow velocity and volume of portal vein significantly raised to (0.185±0.015) cm, (13.30±0.96) cm/s, (12.40±2.95) mL/min, in 2 weeks after CCl4 injection (P<0.01). But in 5 and 10 weeks after injection, there were no significant difference from control group, except the blood flow (12.22±1.18) cm/s in 5 weeks. Pressure of portal vein in 2, 5, 10 weeks and congest index of portal vein in 2, 5 weeks were significantly different from the corresponding control group (P<0.01 or P<0.05). CONCLUSION: During the progression of PHT, there are significant changes of hemodynamics and portal vein pressure since 2nd week after CCl4 injection, and we can get a stable hemodynamics study model in 10th week after injection.

　　【Keywords】 rat; liver cirrhosis; hypertension, portal; hemodynamics

　　【摘要】 目的： 探讨大鼠肝硬化模型形成过程中门静脉压力及血流动力学的变化，建立有效的血流动力学特征研究模型. 方法： 选用雄性健康SD大鼠80只，随机分为4组，1组作为空白对照，其余3组建立大鼠肝硬化模型，分别于模型形成过程中第2，5，10 wk观察门静脉压力及血流动力学变化特点，并与前一组为对照进行比较. 结果： 试验组在注射四氯化碳(CCl4) 2 wk后门静脉压力明显升高为(10.23±0.36) mmHg (1 mmHg=0.133 kPa)，并在10 wk内持续升高至(16.73±1.46) mmHg， 各组与其对照组相比有统计学意义(P<0.01)；门静脉内径、血流速度、血流量2 wk后即明显升高,分别为(0.185±0.015) cm， (13.30±0.96) cm/s， (12.40±2.95) mL/min，与对照组相比差异有统计学意义(P<0.01)，第5 wk流速（12.22±1.18 cm/s）与相应对照组比较有差异外，其余各项与相应对照相比差异均无统计学意义；充血分数注射后第2，5 wk与相应对照比较差异均有统计学意义(P<0.01或P<0.05). 结论： 在制备大鼠肝硬化模型过程中，第2 wk即可见明显血流动力学及压力改变，在第10 wk可形成稳定的大鼠肝硬化门脉高压症的血流动力学研究模型.

　　【关键词】 大鼠； 肝硬化； 高压血，门静脉； 血流动力学

　　0引言

　　大鼠肝硬化模型的制备方法较多，应用也十分广泛，目前针对肝硬化门脉高压大鼠模型的研究多侧重于血管活性物质及药物方面，对于模型形成过程中门静脉压力及血流动力学变化的研究尚不多见，我们通过实验性大鼠肝硬化时门静脉压力与血流动力学的变化，了解门脉高压的形成过程，建立有效的血流动力学特征研究模型.

　　1材料和方法

　　1.1材料雄性健康SD大鼠80只，体质量(240±20) g，购自第四军医大学实验动物中心，随机分为4组，每组20只，一组为空白对照，其余3组为实验组，分别于造模第2，5，10 wk进行相关指标检测. 950，750 mL/L医用乙醇，955 mL/L CCl4（分析纯），乙醚，肝素，中性食用油，生理盐水，蒸馏水. 压力换能器，2道生理记录仪，显微外科手术器械，Acuson Seguoia 512彩色多普勒超声仪.

　　1.2方法

　　1.2.1模型制备将955 mL/L CCl4与中性菜籽油配成600 mL/L的CCl4油溶液，将950 mL/L医用乙醇与引用水配成50 mL/L的乙醇溶液. 将CCl4油溶液按0.3 mL/100 g剂量皮下注射实验组大鼠，2次/wk，同时以50 mL/L乙醇喂养，食用普通饲料. 对照组进行正常饲养，于第10 wk进行相关指标检测. 肝硬化门脉高压症成模时间预计为10 wk.

　　1.2.2检测指标开放式乙醚麻醉后，使用Acuson Seguoia 512彩色多普勒超声仪. 自腹外检测未注射CCl4及注射CCl4后2，5，10 wk时大鼠门静脉内径及门静脉最大血流速度，上述检测过程由同一人完成,以减少操作误差. 根据测量的门静脉内径及最大血流速度，门静脉血流量(Q=0.57πD2 V/4×60)及充血分数(CI=πD2/4 V)［1］. 检测完成后取出大鼠肝组织40 g/L甲醛固定，石蜡包埋，切片HE染色，以了解肝组织病理变化.
　　
　　大鼠门静脉压力的测定：实验动物乙醚开放式麻醉，开腹，将测压导管经肠系膜前静脉插至门静脉主干. 应用压力换能器及生理记录仪，以脊柱前缘为零点,测量门脉内压力的变化.

　　统计学处理： 应用SPSS12.0软件进行统计分析，各组间方差齐同时，采用方差分析，多重比较采用LSDt检验；各组间方差不齐时采用KruskalWallis检验，多重比较采用Nemenyi检验.

　　2结果

　　2.1病理改变注射CCl42 wk后大鼠肝脏充血、肿胀，包膜紧张，镜下肝细胞肿胀，呈气球样变，以汇管区周围较明显（图1）；5 wk后大鼠肝脏充血、肿胀进一步加重，镜下见大面积肝细胞变性和坏死，坏死以小叶周围显著，汇管区少量炎症细胞浸润及纤维组织增生（图2）；10 wk时大鼠肝脏萎缩明显，表面呈结节状，镜下可见肝细胞增生，汇管区纤维进一步增生，包绕肝细胞形成大小不一的假小叶（图3）.

　　2.2门静脉血流动力学及压力改变注射CCl4后，门静脉血流动力学发生一定变化(表1).

　　图1－图3　略

　　表1不同时期肝硬化大鼠门静脉内径、血流速度、流量、充血分数及门静脉压力（略）

　　3讨论

　　肝硬化门脉高压症是一种常见病、多发病，严重威胁人们的健康. 门脉高压症是肝硬化失代偿期的主要表现，具有特有的血流动力学特征. 门脉系统血流动力学的研究在解释门静脉高压症形成机制及评价方法有着很重要的地位. 而一个稳定、可靠的动物实验模型将为各种相关研究提供极大帮助. 肝硬化大鼠模型的制作方法很多，目前常用的有CCl4法、二甲基亚硝胺法（DMN）、氨基半乳糖法、免疫法、胆管阻塞法等［2］. CCl4在肝细胞内质网中,经肝微粒体内依赖于细胞色素P450 的混合功能氧化酶的激活后,产生了自由基CCl3・及Cl,它们与肝细胞内大分子发生共价结合,也可攻击膜不饱和脂质,引发活性氧自由基的产生和脂质过氧化,损伤肝细胞,从而导致狄氏间隙内原本静止的贮脂细胞活化,释放出IV型胶原酶,降解IV型胶原,同时该细胞由合成分泌III型胶原改为合成分泌I 型胶原,取代了IV型胶原,促使肝脏纤维化. 目前认为,脂质过氧化物是直接刺激胶原基因转录的重要因素之一［3］. 与其他方法相比，CCl4诱导的动物肝纤维化或肝硬化在形态学,病理生的某些方面与人类肝硬化类似,如二者均有肝细胞坏死后的再生,肝硬化晚期纤维的浸润几乎不可逆. 而且,CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型具有造模简便、费用低廉、耗时短、病变特征稳定可靠的优点,所以被广泛应用于体内研究肝纤维化发生机制、血清学标志物与组织病理的相关性及抗纤维化的药物筛选［4］.
　　
　　在本次实验中，皮下注射CCl4第2 wk即出现明显的门静脉内径增宽，血流速度及血流量增大，门静脉压力增加的现象，与正常大鼠比较，差异有统计学意义（P<0.01），病理变化表明，此时肝脏由于充血、肿胀压迫肝血窦，导致门静脉血液回流障碍，门静脉压力增高，内径增宽，而并未产生典型的纤维组织增生及假小叶形成的病理改变，此现象表明，大鼠肝硬化形成过程中，血流动力学改变早于肝脏产生典型的不可逆性病理改变，提示我们早期诊断、早期治疗的可能性. 第5 wk时门静脉内径与2 wk时相比无明显差异，但血流速度较之降低，差异有统计学意义（P<0.01或P<0.05），此时病理表现为肝脏充血、肿胀进一步加重,镜下见大面积肝细胞变性和坏死,坏死以小叶周围显著,汇管区少量炎症细胞浸润及纤维组织增生，该病理变化导致肝内阻力进一步增加，门静脉血流速度及血流量降低. 第10 wk时上述指标较第5 wk差异不明显（P>0.05），但病理变化表明假小叶形成，即形成了典型肝硬化病理表现，此时肝内压力继续升高，而血流速度及血流量较之变化不明显，推测此时应产生了较广泛的门体分流［5］. 有研究表明由于肝细胞变性、坏死，肝功能受损，内毒素产生增加，肝及肺等器官对血管活性物质如一氧化氮等分泌增加或在肝脏的灭活降低［6-7］，导致内脏血管的阻力降低及心脏功能增强、心输出量增加［7］. 因而内脏血流量增加，内脏血循环处于低阻力高动力循环状态，门静脉血流量在回流阻力增加、血流速度减慢的情况下反而增加,门静脉内径增宽［1］. 这可以解释本研究中门静脉内径、血流速度及流量的变化特点.
　　
　　门静脉充血分数是门静脉口径的面积与其血流速度的比值,反映了肝硬化形成过程中门静脉内径及其血流速度的综合变化情况,因此可作为判断肝硬化进展、肝功能变化的一敏感指标［8］. 本研究结果中，随着大鼠肝硬化的进展，门静脉充血分数增加，门静脉淤血程度加重，反映肝内阻力增加，这一特点反映了血液回流障碍是影响门静脉血流动力学变化的主要因素，而侧枝分流的形成对门静脉血流动力学也有影响.
　　
　　综上所述，在大鼠肝硬化模型形成过程中，门静脉血液回流受阻在门脉高压形成过程中起主要、起始作用，是门脉高压形成的主要因素，影响着门静脉血流动力学，该血流动力学特点可以为其他相关研究提供模型.

　　【】

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