低温诱发肉仔鸡肺血管重塑研究

张建军等

摘要[目的] 為预防和治疗肉鸡腹水综合征提供理论依据。[方法] 运用图像分析仪对低温处理组和常温对照组肉仔鸡的肺小动脉进行定量检测，动态观察低温诱发肉鸡腹水综合征发生发展过程中肺小动脉的形态学变化，并探讨低温诱发的肺血管重塑与肺动脉高压间的关系。[结果] 通过组织病理学观察发现低温组血管内膜及中膜细胞增生、肥厚，外膜弹力纤维和胶原纤维增生。低温组肺小动脉膜厚度占外径的百分比（mMTPA）显著高于常温组（P<0.05），说明低温使肺小动脉中膜增厚。低温组肺小动脉管壁面积/血管总面积（WA/TA）显著高于常温组（P<0.05），说明低温使血管壁增厚。低温组肌型动脉（MA）占位比例极显著高于常温组（P<0.01），而非肌型动脉（NMA）占位比例极显著低于常温组（P<0.01），低温使肺小动脉明显肌化。[结论]低温诱发了肉仔鸡肺小动脉中膜平滑肌增生、管壁增厚及非肌型小动脉肌化的血管重塑现象。

关键词肉仔鸡；低温；肺血管重塑

中图分类号S9831.92文献标识码A文章编号0517-6611（2014）14-04360-03

Study on Remodeling of Pulmonary Vessel in Broiler Chicken Induced by Low Temperature

ZHANG Jianjun，QIAO Jian et al（College of Animal Science and Technology，Beijing University of Agriculture，Beijing 102206； College of Veterinary Medicine，China Agricultural University，Beijing 100193）

Abstract [Objective] The research aimed to provide theoretical basis for preventing and treating the ascites syndrome of broiler chicken.[Method] The pulmonary arteriole of broiler chicken in low-temperature treatment group and normal temperature control group was quantitatively detected by using image analyzer.The morphological changes of pulmonary arteriole in the occurrence and development process of ascites syndrome induced by low temperature were dynamically observed.And the relationship between remodeling of pulmonary vascular and high pressure of pulmonary artery was discussed.[Result] It was found by histopathological observation that the cells of intima and medial membrane in blood vessel in low temperature group were hyperplastic，and the elastic fiber and collagen fiber of extima were hyperplastic.The percentage of membrane thickness of pulmonary artery in external diameter （mMTPA） in low temperature group was significantly higher than that in normal temperature group（P<0.05），which indicated that the hyperplasia of medial membrane of pulmonary arteriole was induced by low temperature.The vessel wall area/total area （WA/TA） of pulmonary arterioles in low temperature group was significantly higher than that in normal temperature group（P<0.05），which indicated that low temperature made vessel wall thicker.The proportion of muscular arterioles（MA） in low temperature group was significantly higher than that in normal temperature group（P<0.05），and the proportion of non-muscular arterioles in low temperature group was extremely significantly lower than that in normal temperature group（P<0.01），which indicated low temperatures induced the obvious muscularity of pulmonary arterioles.[Conclusion] Low temperatures could induce the remodeling of blood vessel characterized by the muscularity of non-muscular arterioles，the hyperplasia of membrane smooth muscle and the incrassation of vessel wall.

Key wordsBroiler chicken；Low temperature；Pulmonary vessel remodeling

肉鸡腹水综合征（Ascites syndrome，AS）又称为肉鸡肺动脉高压综合征（Pulmonary hypertension syndrome，PHS），是威胁肉鸡养殖业的主要疾病之一，其病理解剖特征是右心肥大扩张、肺淤血水肿、肝肿大及腹腔积液[1]。大量研究表明AS的诱因涉及环境、营养等多方面因素，其中肺动脉高压（Pulmonary hypertension，PH）是AS发生发展的中心环节。近年来，肺血管重塑（Pulmonary vascular remodeling）在哺乳动物缺氧性肺动脉高压中的作用愈来愈受到重视，有学者认为肺动脉高压不是功能性疾病，而是结构性疾病[2]。肺血管重塑的重要特征是肺动脉中膜平滑肌增生及非肌型小动脉肌化。重塑后的肺血管管腔缩小，血流阻力增加，顺应性下降（血管壁弹性下降，扩张性减弱），对肺循环血流增加的适应性大大降低，因此极易导致肺动脉高压。相关研究表明，肺动脉高压患鸡及腹水鸡肺血管也发生了重塑 [3-5]，但在肉鸡腹水综合征的发生发展过程中肺血管重塑产生与演化的动态变化尚不清楚。笔者使用图像分析仪对低温处理的肉仔鸡和常温对照组肉仔鸡的肺小动脉进行定量检测，动态观察低温诱发AS发生发展过程中肺小动脉的形态学变化，并探讨低温诱发的肺血管重塑与肺动脉高压之间的关系，以期为预防和治疗AS提供理论依据。

1材料與方法

1.1试验动物试验用AA商品代肉仔鸡和饲料，由北京华都肉鸡公司提供。对试验动物进行常规育雏，15日龄随机分为2组，每组50只：常温组（22～24 ℃）和低温组（9～11 ℃）。分别于低温处理后2周（28日龄）、3周（36日龄）、4周（44日龄），从常温组和低温组随机各抽取10只鸡采用右心导管法测定肺动脉压（PAP）。剖杀后，取肺组织（从右肺相同部位横贯水平横切，厚度0.5 cm）固定于10%的福尔马林溶液。

1.2肺动脉压（PAP）的测定以右心导管法[6]测定肺动脉压（PAP）。肉鸡禁食4～5 h后，将试验鸡仰卧保定在手术台上，用5%盐酸普鲁卡因在右侧颈中部进行皮下浸润麻醉。切开右侧颈中部皮肤，分离皮下结缔组织，游离右侧颈静脉1 cm左右，结扎远心端，在近心端剪1个小口，将导管沿向心方向缓缓插入推进，经前腔静脉、右心房、右心室到达肺动脉，将压力信号由压力传感器传输给微分放大器和主机，在监视器上显示压力波形，读数并记录肺动脉压力值。

1.3肺血管重塑的测定

1.3.1肺小动脉的形态学观察。分别取固定后不同日龄常温组和低温组肉鸡的肺组织块，常规脱水，石蜡包埋，连续切片，进行Weigert弹力纤维染色；使用普通光学显微镜观察肺小动脉管壁变化，着重观察各型血管的内、中、外层结构变化。

1.3.2肺小动脉相对中膜厚度（mMTPA）和相对中膜面积（WA/TA）的测定。使用图像分析仪对每例肺组织切片中与副支气管伴行的、较圆整的肺小动脉进行测定，将直径小于200 μm的细小动脉分为2个等级：50～100和100～200 μm。测定每个血管的以下指标：血管外径、血管内径、管腔面积（EA，内膜表面以内）和血管总面积（TA，外弹力板以内）。根据以上指标计算相对中膜厚度和相对中膜面积：① 相对中膜厚度（mMTPA）=[（外径1-内径1）+（外径2-内径2）]/（外径1+外径2）×100%；② 相对中膜面积（WA/TA）=（ 血管总面积-管腔面积）/ 血管总面积。

1.3.3肌型动脉与非肌型动脉的判定及占位比例。参考向瑞平[7]的家禽MA、PMA和NMA分型方法：① MA——肌型动脉，血管具完整的内外2层弹力板及完整的平滑肌层。②PMA——部分肌型动脉，在单层弹力板内侧又出现1个不完整的弹力板，但平滑肌层不完整。③ NMA——非肌型动脉仅有1层弹力板而无明显的平滑肌层。每张切片记录10个视野中直径小于200 μm的MA、PMA和NMA的血管数，然后按以下公式进行占位比例计算：占位比例=各型血管数/血管总数×100%。

1.4数据处理结果均以平均值±标准差（±SD）表示，试验数据使用SPSS13.0统计软件分析组间差异显著性。

2结果与分析

2.1肉鸡平均肺动脉压（mPAP）的动态变化由表1可知，低温处理后2周（即28日龄），常温组和低温组没有显著差异。36日龄和44日龄，常温组与低温组差异均极显著（P<0.01）。低温处理后肉鸡肺动脉压增加，这与以前报道的3～5周肺动脉压升高的结果相一致。

3讨论

3.1低温诱发肉鸡肺动脉高压环境低温是诱发AS的可行有效的方法。肺动脉高压是AS发生发展的中心环节。董世山等[8]和Yang等[9]发现低温诱发AS过程中都伴随着PAP的升高。该试验中低温处理2周（28日龄）、3周（36日龄）和4周（44日龄）后，低温组肺动脉压极显著高于常温组（P<0.01），说明利用低温环境成功诱发肉鸡肺动脉高压，这与前人文献[9-10]的研究结果相一致。

3.2低温诱发肉鸡肺血管重塑肺血管重塑是指肺血管壁细胞和细胞外基质因低氧、高血流剪切力和炎症等损伤因子发生的血管结构改变，是近年来研究肺动脉高压发病机制中提出的新概念[10]，其结构变化包括肺血管平滑肌细胞增殖、迁移和细胞外基质（ECM）合成增加，使管壁增厚、管腔变窄，肺血管肌化（特征是非肌型动脉和部分肌型动脉出现新生的平滑肌，中层平滑肌细胞增生，胶原分泌增加，导致中膜明显增厚）。其中，肺小动脉中膜厚度占外径的百分比（mMTPA）、管壁面积/血管总面积（WA/TA）、肌型动脉（MA）和非肌型动脉（NMA）占位比例是目前反映肺血管中膜平滑肌增殖、中膜肥厚和血管肌化的重要指标。

在低溫诱发肉鸡AS的发生发展过程中，笔者研究了肉鸡肺血管重塑的变化情况。通过低温处理肉鸡2周后，通过组织病理学观察发现了肺小动脉中膜肥厚，外膜弹力纤维和胶原纤维增多，管腔变小，而常温组无明显变化；进一步图像分析测定了直径为50～100 μm和100～200 μm肺小动脉，发现低温组相对中膜厚度（mMTPA）及相对中膜面积（WA/TA）明显高于常温组。这说明低温引起肉鸡肺小动脉中膜平滑肌增生，外膜弹力纤维增生，从而导致管壁增厚，管腔缩小，有利于肺动脉压的升高。进一步研究发现低温组肌型动脉（MA）占位比例极显著高于常温组（P<0.01），非肌型动脉（NMA）占位比例极显著低于常温组（P<0.01）。由此可见，低温诱发的肺细小动脉血管肌化现象主要表现在NMA血管段，从而使阻力血管段显著延长，这是导致肉鸡肺动脉高压的关键因素之一。这与蔡英年[11]报道的肺动脉高压的哺乳动物血管肌型化主要发生于NMA相似。该试验结果表明低温显著诱导肉鸡发生以肺小动脉中膜平滑肌增生，管壁增厚及非肌型小动脉肌化为特征的血管重塑现象。

3.3低温诱发的肺血管重塑与肺动脉高压的关系Wideman认为AS发病过程中肺血管重塑是肺阻力血管对持续存在的肺动脉高压的一种适应性反应[12]。该试验发现低温诱发的肺血管重塑与肺动脉高压之间有很强的关联性，表现在以下方面：首先是同步性，肺血管重塑的同时伴随着肺动脉压的持续升高。其次，相关性：低温组mPAP与反映肺小动脉中膜平滑肌增殖的mMTPA极显著相关；与反映血管壁增厚、管腔狭窄的WA/TA极显著相关。根据Poiseuille定律，肺血管阻力与肺动脉管腔半径的四次方成反比，因此肺动脉管腔微小的降低都会明显导致肺血管阻力增加，从而相应地促进PAP升高。据此推测，低温相关的肉鸡肺血管重塑可能参与了肺动脉高压的启动（早期形成）过程，而不仅仅是对持续存在的肺动脉高压的被动反应。近年来，国内外对人类肺源性心脏病的研究也表明缺氧所致的肺血管重塑可能是肺动脉高压发生、发展和维持的形态学基础[13-14]。

综上所述，以肺小动脉中膜平滑肌增生及非肌型小动脉肌化为特征的肺血管重塑可能是导致肉鸡肺动脉高压发生发展的主要形态学因素。因此，阻止肺血管平滑肌增殖和肺血管重塑将是今后控制肉鸡肺动脉高压综合征的有效手段。

安徽农业科学2014年参考文献

[1] JULIAN R J.Ascites in poultry [J].Avian Pathol，1993，22：419-454.

[2] 韩启德，文允镒.血管生物学[M].北京：北京医科大学中国协和医科大学联合出版社，1997：263-277.

[3] ENKVETCHAKUL B，BEASLEY J，BOTTJE W.Pulmonary arteriole hypertrophy in broilers with pulmonary hypertension syndrome（ascites） [J].Poult Sci，1995，74（10）：1677-1682.

[4] 李锦春，王小龙，孙卫东，等.肉鸡肺动脉高压综合征自然病例肺细小动脉病理改变的图像分析[J].中国兽医学报，1999，19（1）：479-482.

[5] 何诚，赵德明，梁礼成.低温高能日粮对肉鸡肺动脉和腹水症的影响[J].畜牧兽医学报，2003，31（1）：34-40.

[6] 乔健，董世山，乔惠理，等.右心导管法直接测定肉仔鸡肺动脉压[J].中国农业大学学报，1998，3（3）：117-118.

[7] 向瑞平，王小龙.肉鸡肺动脉高压综合征自然病例肺微细动脉肌化的观察[J].南京农业大学学报，2001，24（1）：85-88.

[8] 董世山，乔健，栗绍文，等.右心功能在肉鸡腹水综合征发病过程中的动态变化[J].畜牧兽医学报，2000，31（6）：509-513.

[9] YANG Y，QIAO J，WU Z L，et al.Endothelin1 receptor antagonist BQ123 prevents pulmonary artery hypertension induced by low ambient temperature in broilers[J].Biol Pharm Bull，2005，28（12）：2201-2205.

[10] 车东媛，熊密.肺血管构形重建的特征和形成机制[J].基础医学与临床，1996，16（1）：17-20.

[11] 蔡英年.肺动脉高压形成时血管细胞的增殖和调节[J].生理科学进展，1992（4）：298-302.

[12] WIDEMAN R F，FEDDE M R，TACKETT C D，et al.Cardio-pulmonary function in preascitic （hypoxemic） or normal broilers inhaling ambient air or 100% oxygen[J].Poult Sci，2000，79（3）：415-425.

[13] NAKANISHI K，TAJIMAL I，NAKATA Y.Expression of endothelin1 in rats developing hypobaric hypoxia induced pulmonary hypertension[J].Lab Invest，1999，79（11）：1347.

[14] ROBERT L，VENDER M D.Chronic hypoxic pulmonary hypertension，cell biology to pathophysiology[J].Chest，1994，106：236.