动脉粥样硬化发病机制

动脉粥样硬化的发病机制 北京大学医学部病理生理教研室徐海 动脉粥样硬化 atherosclerosis AS 动脉内膜有脂质沉积 平滑肌细胞及纤维成分增生 斑块内部组织崩解与沉积的脂质结合 形成粥样物质 一 AS的形成过程 内皮细胞损伤和单核细胞粘附 泡沫细胞形成巨噬细胞源性肌源性 泡沫细胞 平滑肌细胞由中层向内膜移行 增殖 动脉粥样斑块形成 成熟的斑块含大量脂质 泡沫细胞 增殖的平滑肌细胞及基质成分 胶原 弹力蛋白等 AS斑块中有大量脂质聚集 浸润的脂质主要来源于低密度脂蛋白 脂质浸润学说 二 AS发病机制的学说 当动脉内皮损伤时 血小板聚集于损伤部位 与白细胞一起形成血栓 血栓形成学说 内皮细胞损伤 损伤反应学说 单核细胞 巨噬细胞 泡沫细胞 生长因子 平滑肌细胞增殖 三 血浆脂蛋白在AS发生中的作用 一 血浆脂蛋白的组成脂类和蛋白质 载脂蛋白 脂类 胆固醇 磷脂 脂肪酸载脂蛋白 apoA apoB apoC apoD apoE 二 血浆脂蛋白的分类根据超速离心法 高密度脂蛋白 HDL 低密度脂蛋白 LDL 极低密度脂蛋白 VLDL 乳糜颗粒 CM 各种脂蛋白均含有一种以上的载脂蛋白 HDL主要含apoA和apoC LDL主要含apoB 根据电泳法 脂蛋白 相当于HDL 脂蛋白 相当于LDL 前 脂蛋白 相当于VLDL 乳糜颗粒 三 LDL在AS发生中的作用 1 LDL受体途径 LDL LDL 氨基酸 胆固醇脂肪酸 游离胆固醇在调节细胞内代谢中的作用 1 抑制细胞本身胆固醇的合成 2 转化成胆固醇酯贮存于胞浆中 3 被细胞膜摄取 构成细胞膜成分 4 使LDL受体数目减少 即LDL受体的下调 家族性高胆固醇血症 familiarhypercholesterolemia FH 常染色体显性遗传性疾病 由于LDL受体基因发生突变使LDL受体数量减少或缺失而引起 2 清道夫受体途径体外用125I标记的乙酰LDL acLDL 研究结果表明 巨噬细胞上存在着特异性的acLDL受体 称为清道夫受体 清道夫受体与LDL受体不同之处是当细胞内胆固醇堆积时 并不抑制细胞进一步摄取脂质 除巨噬细胞外 血管内皮细胞 平滑肌细胞和肝细胞也都有清道夫受体表达 3 氧化修饰低密度脂蛋白 oxLDL 在AS发生中的作用 已证实动脉壁中的内皮细胞 平滑肌细胞 单核巨噬细胞都能氧化修饰LDL 这与细胞释放的自由基有密切关系 大量研究结果证明 在体内有oxLDL的存在 在家兔和人的粥样硬化斑块中提取的脂蛋白成份含有oxLDL 应用免疫组化方法 利用抗oxLDL的抗体证实在粥样硬化的动脉壁中存在oxLDL 而正常动脉壁不存在 在动物和人血清中已发现能与oxLDL反应的自身抗体 通过使用抗氧化剂阻止LDL的氧化修饰能减轻粥样硬化斑块形成 ox LDL致AS的机制 经巨噬细胞上的清道夫受体被摄取 使巨噬细胞转变为泡沫细胞 对内皮细胞和巨噬细胞的毒性作用 促使单核细胞对内皮细胞的粘附 并促使其向巨噬细胞转化 直接引起血小板的聚集 促进血栓的形成 四 脂蛋白 a 在AS发生中的作用脂蛋白 a Lp a 是一种与LDL相似的脂蛋白 除含有apoB外 还含有一种独特的apo a Lp a 的病理作用主要是致血栓形成和致动脉粥样硬化作用 在apo a 分子的羧基端包含一个蛋白酶样的区域 它与纤溶酶原 Pg 相似 LP a 致AS的机制可能是 LP a 可与Pg竞争对Pg受体的结合 抑制内皮细胞表面纤溶酶的产生 促使血栓形成 进入动脉壁的LP a 与氨基葡聚糖结合 形成的复合物被巨噬细胞和平滑肌细胞吞噬 形成泡沫细胞 五 HDL在AS发生中的作用 大量流行病学调查 临床病理和药物研究及动物实验均表明HDL有抗AS作用 HDL抗AS的作用机制 胆固醇逆向转运动物实验和临床研究发现 HDL可将细胞中的胆固醇转运出来 HDL抑制动脉平滑肌细胞的转化及增殖LDL能刺激平滑肌细胞增殖 HDL能减少平滑肌细胞摄取LDL 从而抑制平滑肌细胞增殖 HDL对动脉壁内皮细胞的保护作用体外实验表明 无HDL存在时 细胞生长缓慢且存活时间短 有HDL存在时 细胞生长快且存活时间长 HDL抑制血小板聚集前列环素 PGI2 由血管内皮细胞合成释放 能抑制血小板聚集 HDL可增加PGI2的合成 3 氧化型HDL在AS发生中的作用氧化型HDL从细胞中转运胆固醇能力显著低于天然HDL 氧化型HDL可促使血管平滑肌细胞增殖 四 血管内皮细胞在AS发生中的作用 一 血管内皮损伤与AS内皮受损可促进血浆脂质进入血管壁 二 血管内皮功能变化与AS 1 内皮功能变化对EDRF NO的影响内皮细胞通过分泌内皮源性舒张因子 EDRF NO 来调节血管张力 NOS底物缺乏 NOS表达异常 NO破坏增加等因素均可导致NO减少 精氨酸 NO合成酶 NOS NO 高脂血症时 动脉血管内皮氧自由基产生增多 这些氧自由基使NO氧化降解增加 NO除了能导致血管扩张外 还可防止血小板聚集 抑制血管平滑肌细胞增殖及LDL的氧化修饰 2 内皮功能变化对血管平滑肌细胞增殖的影响高脂血症使内皮细胞脱落 动脉中膜平滑肌细胞增殖 而受损内皮细胞一旦修复 平滑肌细胞的增殖便停止 无细胞源性血清 平滑肌细胞 不生长 无细胞血清 内皮细胞 平滑肌细胞 生长 体外培养的人脐静脉 牛 猪等主动脉的内皮细胞均可产生对平滑肌细胞增殖有促进作用的多肽因子 3 内皮细胞功能变化对血液单核细胞粘附性的影响内皮细胞可产生对单核细胞具有趋化性物质 如单核细胞趋化蛋白 1 4 内皮功能变化促进平滑肌细胞和巨噬细胞的脂蛋白代谢内皮细胞与平滑肌细胞共同培养时 可使平滑肌细胞LDL受体的数目增加二倍以上 血浆LDL与内皮细胞持续接触 当它穿过动脉内膜时 因发生化学修饰而易被巨噬细胞摄取 使之成为泡沫细胞 五 血管平滑肌细胞在AS发生中的作用 一 血管平滑肌细胞的两种表型血管平滑肌细胞根据功能状态 可分为收缩型和合成型 前者主司收缩功能 后者主司合成功能 收缩型平滑肌细胞胞浆富含肌丝束 肌丝占胞浆体积的70 以上 合成型平滑肌细胞内肌浆网等细胞器丰富 细胞器占胞浆体积的70 以上 收缩型平滑肌细胞对生长因子刺激反应性低 不迁移 不增生 合成形平滑肌细胞可迁移 增殖活跃 应用透射电镜观察AS斑块组织 发现平滑肌细胞含有丰富的粗面内质网 收缩蛋白极少 AS斑块呈合成型改变的平滑肌细胞 分泌大量的胶原纤维 弹力纤维 蛋白多糖 构成斑块的基质成分 二 影响平滑肌细胞增殖的因素1 血小板源性生长因子 PDGF 无细胞血浆分离的血清 细胞很少分裂 全血分离的血清 细胞增殖明显 无细胞血浆分离的血清 血小板 细胞增殖明显 PDGF由两条肽链 A链和B链 组成 有三种结构 即AA AB和BB PDGF的靶细胞主要是血管平滑肌细胞 分离培养AS斑块中的平滑肌细胞 发现细胞培养液中含有PDGF 整体实验表明 抗PDGF血清可阻止实验性AS的形成 PDGF在斑块形成中的作用 趋化中膜平滑肌细胞 使之向内膜迁移 同时出现表型的改变 促进平滑肌细胞的分裂 增殖 促进平滑肌细胞衍变为肌源性泡沫细胞 2 血管紧张素 Ang 血管壁内存在独立的局部肾素 血管紧张素系统 RAS Ang 可显著促进平滑肌细胞增殖和肥大 Ang 还可刺激平滑肌细胞PDGF A链的表达 PDGF反过来又刺激平滑肌细胞增殖 许多研究结果表明 血管紧张素转换酶抑制剂 ACE 可有效抑制实验性AS的形成 六 单核巨噬细胞在AS发生中的作用单核巨噬细胞除了形成泡沫细胞外 还具有多种促进AS发生 发展的病理作用 1 巨噬细胞通过膜上受体吞噬LDL和修饰的LDL 使胆固醇在病灶沉积 2 产生氧自由基 引起细胞膜成分的分解和周围组织损伤 3 产生化学趋化物质 吸引更多的单核细胞粘附于内皮 4 引起平滑肌细胞的移行和在内膜增殖 七 血栓与动脉粥样硬化 在AS发生的早期 局部有血小板黏附 同时有纤维蛋白及其降解产物存在 提示血栓与AS间有密切关系 一 血小板 释放PDGF 促进平滑肌细胞增殖 促进泡沫细胞形成 在无胆固醇存在时 血小板与胶原聚集可产生富脂性颗粒 这种颗粒可被巨噬细胞吞噬 形成泡沫细胞 二 凝血酶 使血管内皮通透性增高 诱导巨噬细胞产生IL 1 三 纤维蛋白 原 AS早期病变中有纤维蛋白存在 培养血管内皮细胞时 纤维蛋白有明显的细胞损伤作用 动脉壁损伤后2星期减少血浆纤维蛋白原含量 可明显减轻平滑肌细胞增殖和内膜增厚 高脂血症 高血压 吸烟 内皮