方永军,胡亚莉,范小璇,兰杨,徐泽彪,周锋,胡珍渊,韦鹏方
颈动脉粥样硬化(carotid atherosclerosis,CAS)是一种慢性进展性炎性病理过程,以颈动脉管壁增厚变硬、弹性消失及管腔缩小为主要特点,其发病过程包括脂质氧化沉积、炎性细胞迁移、内皮细胞损伤、平滑肌增殖等多个环节[1]。颈动脉粥样硬化斑块形成是颈动脉狭窄的主要危险因素之一,易损斑块脱落可导致脑血管急性闭塞,可严重威胁患者生命安全,目前CAS治疗以调脂、抗血小板聚集、抗氧化及钙拮抗剂等为主要原则[2]。中医学理论认为,动脉粥样硬化(AS)的主要病机为瘀、痰、湿、毒,多由肝、脾、肾等脏腑功能失调所致。吴以岭院士认为,AS由痰、瘀、毒阻滞损伤脉络所致[3]。国医大师张学文认为,痰浊阻于脉络,气机不利,久则瘀血内生,痰瘀胶结,留于颈部脉道,最终导致颈动脉粥样硬化斑块形成[4]。大黄虫丸是破血逐瘀之峻剂,由(熟)大黄、黄芩、(生)地黄、虫、水蛭、蛴螬、虻虫、桃仁、杏仁、芍药、干漆、甘草12味中药提炼而成,具有祛瘀血、清瘀热、滋阴血、润燥结等功效。近年研究表明,大黄虫丸治疗脑出血、脑梗死、高脂血症、CAS的效果较好[5]。目前,大黄虫丸治疗CAS的具体作用机制尚不十分清楚。本研究旨在探讨大黄虫丸对CAS家兔颈动脉狭窄程度、血脂指标及斑块的影响,现报道如下。
1.1 实验动物 本实验于2017年11月—2018年1月完成。选取3~4月龄的同批次健康日本大耳白兔40只,雌雄各20只,体质量2.0~2.5 kg,均购自西安交通大学医学院实验动物中心〔动物许可证号:SCXK(陕)2014-003〕。
1.2 主要试剂及仪器
1.2.1 主要试剂 普通颗粒饲料(西安交通大学医学院实验动物中心提供),高脂饲料按胆固醇2%+花生油6%+普通颗粒饲料92%的比例加工配制,大黄虫丸(西安正大制药有限公司生产,国药准字Z61021089),阿托伐他汀钙片(辉瑞制药有限公司生产,国药准字H20051408),3%戊巴比妥,0.9%氯化钠溶液,碘伏,75%医用酒精,10%甲醛,碘海醇,注射用青霉素钠(80万U,哈药集团制药总厂生产,国药准字H23021439),肝素钠注射液(天津生物化学制药有限公司生产,国药准字H12020505),三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)试剂盒(南京森贝伽生物科技有限公司生产)。
1.2.2 主要仪器 兔台,电子秤(万佳利 ACS-30,产品编号:324795),精密电子秤〔塞多利斯科学仪器(北京)有限公司生产〕,4 F单弯造影管(Cordis),泰尔茂泥鳅导丝,显微手术器械,动脉夹,注射器,26 G静脉输液针,医用氮气,精密玻璃转子气体流量计,灌胃针,普通采血管,Eppendorf管,载玻片。低速台式离心机(上海安亭科学仪器厂生产,型号:TDL-80-2B),DSA血管造影机(AXIOM Artis dTA),光学显微镜(品牌:OLYMPUS,型号:DP73),切片机(德国MICROM公司生产,型号:HM 325),漂烘片机(常州市雅博电子设备有限公司生产,型号:YABO 200)。
1.3 模型制备 参考文献[6]行颈动脉内膜气体干燥损伤法制备CAS模型,具体如下:术前禁食12 h,经耳缘静脉注射3%戊巴比妥30 mg/kg麻醉家兔,于右侧颈动脉搏动处脱毛(直径约15 cm),消毒后仰卧固定于兔台,采用无菌手术技术分离右侧颈总动脉12 mm。动脉夹孤立血管长约8 mm,孤立段近端刺入26 G静脉输液针并于远端穿出血管后退回针头于管腔内。由穿刺针向被隔离的颈动脉段注入0.9%氯化钠溶液2 ml,再接医用氮气,120 ml/min吹15 min。之后采用0.9%氯化钠溶液置换出管腔内气体,恢复血流,压迫止血。术后肌肉注射青霉素20万U。
1.4 分组及给药方法 所有家兔适应性喂养1周,采用随机分层方法分为A、B、C、D、E 5组,每组8只,雌雄各4只。5组家兔饮水(纯净水)不限,自由摄食100 g/d,根据人与家兔用药量换算表(60 kg成年人与1.5 kg家兔折算系数为2.30)计算药物用量,每周测量体质量并调整药物用量。A组家兔给予普通饲料喂养,纯净水10 ml灌胃,1次/d;B组家兔模型制备后给予高脂饲料喂养,纯净水10 ml灌胃,1次/d;C组家兔模型制备后给予高脂饲料喂养,阿托伐他汀钙2.5 mg•kg-1•d-1+纯净水10 ml灌胃,1次/d;D组家兔模型制备后给予高脂饲料喂养,大黄虫丸 1.5 g•kg-1•d-1+ 纯净水 10 ml灌胃,1次/d;E组家兔模型制备后给予高脂饲料喂养,大黄虫丸3.0 g•kg-1•d-1+纯净水 10 ml灌胃,1次 /d。5组家兔均连续灌胃8周。
1.5 数字减影血管造影(DSA) 5组家兔均于灌胃8周后行颈动脉DSA检查,参考沈长银等[7]造影方法,术前禁食12 h,饮水不限,于右腹股沟区脱毛备皮(直径约8 cm),耳缘静脉注射3%戊巴比妥30 mg/kg麻醉家兔,麻醉起效后仰卧固定于自制兔台并移至DSA手术床。切开右侧腹股沟区皮肤长约5 cm,钝锐性结合分离、暴露右股动脉长约3 cm。股动脉切小口并置入泥鳅导丝,4 F单弯造影管尾接旋转止血阀,肝素盐水持续冲洗,在导丝辅助下置入主动脉弓造影并留取图像,采用Photoshop软件精确测量造影片颈动脉最狭窄区最小残腔直径(DMS)和狭窄远端正常颈总动脉直径(DCC),狭窄率=(DCC-DMS)/DCC×100%。以狭窄率<30%为轻度狭窄,30%~69%为中度狭窄,70%~99%为重度狭窄,100%为闭塞。
1.6 血脂指标检测方法 5组家兔均于灌胃8周后采集耳缘静脉血5 ml并置于普通采血管中,室温下静置2 h,3 000 r/min离心10 min(离心半径13 cm),将上清液转移至1.5 ml Eppendorf管中并置于-80 ℃冰箱中保存待测。采用酶比色法检测血清TG、TC、LDL-C及HDL-C水平。
1.7 病理形态学 采用放血法处死所有家兔,各组取双侧颈动脉约1 cm,肉眼对比观察其形态差异;留取右侧颈动脉,0.9%氯化钠溶液轻轻冲洗后吸干水分,置于10%甲醛液中固定,石蜡包埋,切成5 μm薄片,行HE染色,光镜下观察其病理学改变并拍照。
1.8 统计学方法 采用SPSS 19.0统计学软件进行数据处理,计量资料以(±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用q检验;等级资料分析采用秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 颈动脉狭窄程度 灌胃8周后,5组家兔颈动脉狭窄程度比较,差异有统计学意义(u=19.647,P=0.001);其中B组家兔颈动脉狭窄程度重于A、C、E组,差异有统计学意义(P<0.05,见表1、图1)。
2.2 血脂指标 灌胃8周后,5组家兔血清TG、TC、LDL-C、HDL-C水平比较,差异有统计学意义(P<0.05);B组家兔血清TG、TC、LDL-C水平高于A、C、E组,血清HDL-C水平低于A、C、E组,差异有统计学意义(P<0.05);D组家兔血清TG水平低于B组,C组家兔血清TC水平低于E组,D组家兔血清HDL-C水平低于E组,差异有统计学意义(P<0.05,见表2)。
表1 5组家兔灌胃8周后颈动脉狭窄程度比较(只)Table 1 Comparison of degree of carotid stenosis in the five groups of rabbits after 8 weeks of gavage
表2 5组家兔灌胃8周后血脂指标比较(±s,mmol/L)Table 2 Comparison of blood lipid parameters in the five groups of rabbits after 8 weeks of gavage
表2 5组家兔灌胃8周后血脂指标比较(±s,mmol/L)Table 2 Comparison of blood lipid parameters in the five groups of rabbits after 8 weeks of gavage
注:TG=三酰甘油,TC=总胆固醇,LDL-C=低密度脂蛋白胆固醇,HDL-C=高密度脂蛋白胆固醇;与A组比较,aP<0.05;与B组比较,bP<0.05;与E组比较,cP<0.05
组别 只数 TG TC LDL-C HDL-C A组 8 1.226±0.307 3.018±0.215 0.486±0.242 1.984±0.150 B 组 8 3.098±0.485a 5.520±0.554a 2.533±0.753a 1.090±0.269a C 组 8 1.703±0.192b 4.005±0.736bc 1.362±0.397b 1.635±0.339b D组 8 2.356±0.202b 5.047±0.752 1.915±0.319 1.371±0.237c E 组 8 1.777±0.174b 4.792±0.512b 1.623±0.429b 1.658±0.200b F值 22.389 42.588 21.165 13.820 P 值 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01
2.3 病理形态学
2.3.1 肉眼观察 A组家兔右侧颈动脉色淡红,柔软有弹性,光泽度良好,管腔内膜光滑;B组家兔右侧颈动脉颜色苍白,明显缺乏弹性,管壁僵硬、增厚,管腔变窄,其内可见淡黄色物质附着,不光滑;C、D、E组家兔右侧颈动脉颜色较B组色偏淡红,触之弹性尚可,其中D组家兔右侧颈动脉管腔内有少量附着物,C组和E组家兔右侧颈动脉管腔未见窄缩。
2.3.2 HE染色 HE染色结果显示,A组家兔动脉管腔无狭窄,管壁各层结构正常,内皮细胞完整,内膜光滑无明显增生,厚薄均匀,形状规则未见异常,中膜弹力纤维正常,平滑肌细胞(SMC)排列整齐、规则且无增殖迁移,外膜无炎性细胞浸润;B组家兔动脉管腔变小,表面凹凸不平,内膜薄厚不一,可见向腔内凸起的脂质斑块,内膜和中膜均出现大量炎性细胞浸润,中膜明显增厚,SMC增殖明显,排列明显紊乱,外膜可见炎性细胞浸润;A组和C组家兔光镜下动脉形态较为接近;D组和E组家兔动脉内膜均较A组增厚,厚薄不一,中膜SMC增殖,但较B组薄,外膜可见少量炎性细胞浸润;D组家兔相较于E组家兔动脉内膜偏厚,尚有轻微隆起,内皮下间隙增宽,可见迁移的SMC(见图2)。
CAS是急性脑梗死的重要发病原因之一,其可引起颈动脉管腔狭窄、脑血供减少,当狭窄持续加重或斑块脱落堵塞脑动脉时可造成脑血供急性阻断、神经系统缺血缺氧性损伤[8-9]。目前,CAS的发病机制尚未完全清楚,大量基础和临床研究表明,CAS的危险因素包括高脂血症、高血压、高血糖(糖尿病)、肥胖、吸烟[10]、自体生物活性物质(如5-羟色胺、一氧化氮、内皮素1等)代谢紊乱[11]、慢性应激[12]等,而解释CAS发病机制的学说包括脂质浸润学说(脂源性学说)、血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)克隆学说、氧化应激学说[13]、血栓形成学说、损伤反应学说、炎症学说等。近年来随着人们对CAS发病机制的研究深入,发现炎性反应参与CAS的发生发展过程[14]。
图1 颈动脉DSA检查结果Figure 1 DSA examination results of carotid artery
图2 5组家兔右侧颈动脉光镜下病理学表现(HE染色,×10)Figure 2 Pathological manifestation of right carotid artery in the five groups of rabbits under light microscope
他汀类药物是临床广泛使用的调脂稳斑、逆转动脉粥样硬化的有效药物,阿托伐他汀钙是其代表药物,能有效降低血脂、稳定动脉粥样硬化斑块,甚至促进斑块消退,抑制炎性反应[15]。近年来中医药成为防治CAS的研究方向,其中活血化瘀药物是研究热点。刘梨等[16]研究表明,中医药可通过软坚散结作用而稳定斑块,促使斑块面积缩小甚至消退。贾运乔等[17]研究表明,活血化瘀药物大黄虫丸的调脂作用(降低LDL-C水平、升高HDL-C水平)是其抗AS机制。本研究结果显示,B组家兔颈动脉狭窄程度重于A、C、E组,提示大剂量大黄虫丸能有效减轻CAS家兔颈动脉狭窄程度,与阿托伐他汀钙治疗效果相似。本研究结果还显示,B组家兔血清TG、TC、LDL-C水平高于A、C、E组,血清HDL-C水平低于A、C、E组;D组家兔血清TG水平低于B组,C组家兔血清TC水平低于E组,D组家兔血清HDL-C水平低于E组,提示大剂量大黄虫丸能有效改善CAS家兔血脂代谢,但较阿托伐他汀钙治疗效果略差。