动脉硬化机制

1、 动脉粥样硬化的发病机制动脉粥样硬化的发病机制 动脉粥样硬化动脉粥样硬化 （atherosclerosis, AS）:动脉内膜有脂质沉积动脉内膜有脂质沉积平滑肌细胞及纤维成分增生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斑块内部组织崩解与沉积的脂质结合，形成粥样物质合，形成粥样物质巨噬细胞源性巨噬细胞源性肌源性泡沫细胞肌源性泡沫细胞AS斑块中有大量脂质聚集，浸润的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。脂质主要来源于低密度脂蛋白。 脂质浸润学说脂质浸润学说 当动脉内皮损伤时，血小板聚集于当动脉内皮损伤时，血小板聚集于损伤部位，与白细胞一起形成血栓。损伤部位，与白细胞

2、一起形成血栓。血栓形成学说血栓形成学说内皮细胞损伤内皮细胞损伤损伤反应学说损伤反应学说 单核细胞单核细胞 巨噬细胞巨噬细胞泡沫细胞泡沫细胞生长因子生长因子平滑肌细胞增殖平滑肌细胞增殖三、血浆脂蛋白在三、血浆脂蛋白在AS发生中的作用发生中的作用 （一）（一）LDLLDL在在ASAS发生中的作用发生中的作用 （1 1） LDLLDL受体途径受体途径 游离胆固醇在调节细胞内代谢中的作用：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；）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；）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；）被细胞膜摄取，构成

3、细胞膜成分；（4）使）使LDL受体数目减少，即受体数目减少，即LDL受受体的下调。体的下调。家族性高胆固醇血症家族性高胆固醇血症（familiar hypercholesterolemiafamiliar hypercholesterolemia，FHFH）常染色体显性遗传性疾病，由于常染色体显性遗传性疾病，由于LDLLDL受体基因受体基因发生突变使发生突变使LDLLDL受体数量减少或缺失而引起。受体数量减少或缺失而引起。（2 2） 清道夫受体途径清道夫受体途径 体外用体外用125125I I标记的乙酰标记的乙酰LDLLDL（acLDLacLDL）研究结果表明，巨噬细胞上存在着特异研究结果表明

4、，巨噬细胞上存在着特异性的性的acLDLacLDL受体，称为受体，称为清道夫受体清道夫受体（scavenger receptorscavenger receptor，SRSR）。 SR有有A、B、C、D和和E五类，可识五类，可识别多种带负电荷的配体，包括化学修饰别多种带负电荷的配体，包括化学修饰的脂蛋白。的脂蛋白。 A类清道夫受体包括类清道夫受体包括SR-A、SR-A和和SR-A。在。在AS病变区，病变区， SR-A、SR-A主要在巨噬细胞表达。主要在巨噬细胞表达。 SR-A和和SR-A不受细胞内胆不受细胞内胆固醇的下调作用，可导致泡沫细胞固醇的下调作用，可导致泡沫细胞的形成。的形成。 B类清

5、道夫受体包括类清道夫受体包括SR-BI和和CD36两种亚型。两种亚型。BI发现于甾源性组织和肝发现于甾源性组织和肝脏。可介导脏。可介导HDL和和LDL胆固醇酯的选胆固醇酯的选择性吸收。择性吸收。HDLHDL疏水通道疏水通道 CD36在内皮细胞、血小板、单核在内皮细胞、血小板、单核细胞和巨噬细胞均有表达，是摄取修细胞和巨噬细胞均有表达，是摄取修饰饰LDL的主要受体。的主要受体。（3 3）氧化修饰低密度脂蛋白（）氧化修饰低密度脂蛋白（oxLDLoxLDL）在在ASAS发生中的作用发生中的作用LDLLDL含有多价不饱和脂肪酸，碳氢键含有多价不饱和脂肪酸，碳氢键的键能小，因此氢易被的键能小，因此氢易被

6、O O2 2和和OHOH抽提，这抽提，这是是LDLLDL氧化修饰的起始点。氧化修饰的起始点。 大量研究结果证明，在体内有大量研究结果证明，在体内有oxLDL的存在：的存在：在家兔和人的在家兔和人的AS斑块中提取的脂蛋斑块中提取的脂蛋白成份含有白成份含有oxLDL;应用免疫组化方法，利用抗应用免疫组化方法，利用抗oxLDL的的抗体证实抗体证实AS在的动脉壁中存在在的动脉壁中存在oxLDL，而正常动脉壁不存在而正常动脉壁不存在;在动物和人血清中已发现能与在动物和人血清中已发现能与oxLDL反应的自身抗体反应的自身抗体;通过使用抗氧化剂阻止通过使用抗氧化剂阻止LDL的氧化的氧化修饰能减轻修饰能减轻A

7、S斑块形成。斑块形成。ox-LDL致致AS的机制的机制 经巨噬细胞上的清道夫受体被摄取，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附，并促使其向巨噬细胞转化;直接引起血小板的聚集，促进直接引起血小板的聚集，促进血栓的形成。血栓的形成。促使血管平滑肌细胞迁移和增殖促使血管平滑肌细胞迁移和增殖刺激巨噬细胞释放多种细胞因子如刺激巨噬细胞释放多种细胞因子如白细胞介素白细胞介素-1和肿瘤坏死因子和肿瘤坏死因子（二）脂蛋白（二）

8、脂蛋白(a)在在AS发生中的作用发生中的作用 脂蛋白脂蛋白(a)Lp(a)是一种与是一种与LDL相似的相似的脂蛋白，除含有脂蛋白，除含有apoB外，还含有一种独特外，还含有一种独特的的apo(a)。血清血清Lp(a)水平和动脉水平和动脉apo(a)含量含量呈显著正相关；呈显著正相关；高血清高血清Lp(a)也是动脉壁中也是动脉壁中apoB含含量显著增高的原因；量显著增高的原因；apo(a)完整地存在于动脉壁，并与完整地存在于动脉壁，并与apoB共同定位于细胞介质；共同定位于细胞介质；在在AS斑块中斑块中apo(a)和和apoB含量均增加。含量均增加。 Lp(a)的病理作用主要是致血栓形成的病理作

9、用主要是致血栓形成和致动脉粥样硬化作用。和致动脉粥样硬化作用。 在在apo(a)分子的羧基端包含一个蛋白分子的羧基端包含一个蛋白酶样的区域，它与纤溶酶原酶样的区域，它与纤溶酶原(Pg)相似。相似。 用用125I标记的标记的Pg可与体外培养的人可与体外培养的人脐静脉内皮细胞结合，而脐静脉内皮细胞结合，而LP(a)或或apo(a)均可抑制这一过程，不含均可抑制这一过程，不含apo(a)的的LP(a)均无这种抑制作用。均无这种抑制作用。LP(a)致致AS的机制可能是的机制可能是:LP(a)可与可与Pg竞争对竞争对Pg受体的结合，受体的结合，抑制内皮细胞表面纤溶酶的产生，促抑制内皮细胞表面纤溶酶的产生

10、，促使血液凝固性增加和血栓形成使血液凝固性增加和血栓形成;进入动脉壁的进入动脉壁的LP(a)与氨基葡聚与氨基葡聚糖结合，形成的复合物被巨噬细胞糖结合，形成的复合物被巨噬细胞和平滑肌细胞吞噬，形成泡沫细胞和平滑肌细胞吞噬，形成泡沫细胞。 氧化型氧化型LP(a)分子更易于沉积分子更易于沉积于血管壁，被巨噬细胞吞噬后形成于血管壁，被巨噬细胞吞噬后形成泡沫细胞。泡沫细胞。 氧化型氧化型LP(a)与与Pg受体的结合较受体的结合较未修饰的未修饰的LP(a)增强，从而干扰纤溶增强，从而干扰纤溶系统。系统。（三）（三）HDLHDL在在ASAS发生中的作用发生中的作用 大量流行病学调查，临床病理大量流行病学调查

11、，临床病理和药物研究及动物实验均表明和药物研究及动物实验均表明HDL有抗有抗AS作用。作用。HDL抗抗AS的作用机制的作用机制 胆固醇逆向转运胆固醇逆向转运 （reverse cholesterol transport，RCT） 动物实验和临床研究发现，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。可将细胞中的胆固醇转运出来。 （1）胆固醇自肝外细胞如平滑肌细胞和）胆固醇自肝外细胞如平滑肌细胞和巨噬细胞移出巨噬细胞移出 许多肝外细胞都存在许多肝外细胞都存在HDL受体，但受体，但不同细胞的不同细胞的HDL受体的作用不同。受体的作用不同。 甾源性组织甾源性组织HDL受体与受体与HDL结

12、结合后，胆固醇由合后，胆固醇由HDL流入细胞。其流入细胞。其它肝外细胞如血管平滑肌细胞和巨它肝外细胞如血管平滑肌细胞和巨噬细胞则相反。噬细胞则相反。（2）胆固醇的酯化和胆固醇酯的转运）胆固醇的酯化和胆固醇酯的转运卵磷脂胆固醇酰基转移酶（卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）胆固醇酯转运蛋白胆固醇酯转运蛋白（cholesteryl ester transfer protein，CEPT）CETP与与AS的关系的关系促进促进AS发生发生 由于小鼠血浆中不含由于小鼠血浆中不含CETP，因此研，因此研究过度表达究过度表达CETP基因的转基因鼠可揭示基因的转基因鼠可揭示CETP的生理作用。的生理作用。 用高

13、胆固醇饮食喂饲转基因小鼠用高胆固醇饮食喂饲转基因小鼠和对照小鼠和对照小鼠28周后，转基因小鼠体内周后，转基因小鼠体内形成形成AS斑块的面积是对照组的两倍。斑块的面积是对照组的两倍。抑制抑制AS发生发生 AS病灶处的巨噬细胞可分泌病灶处的巨噬细胞可分泌CETP，它可穿过血管内皮将病灶处的胆固醇酯清它可穿过血管内皮将病灶处的胆固醇酯清除并转运到脂蛋白中。除并转运到脂蛋白中。 CEPT将胆固醇酯从将胆固醇酯从HDL转运到转运到LDL中，而中，而LDL与肝与肝LDL受体亲和力较受体亲和力较强，从而起到清除血浆胆固醇酯的作用。强，从而起到清除血浆胆固醇酯的作用。2. HDL抑制动脉平滑肌细胞的转化及增殖

14、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，能刺激平滑肌细胞增殖，HDL能能减少平滑肌细胞摄取减少平滑肌细胞摄取LDL，从而抑制平滑，从而抑制平滑肌细胞增殖。肌细胞增殖。3. HDL对动脉壁内皮细胞的保护作用对动脉壁内皮细胞的保护作用 体外实验表明，无体外实验表明，无HDL存在时，存在时，细胞生长缓慢且存活时间短；有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。存在时，细胞生长快且存活时间长。 4. HDL抑制血小板聚集抑制血小板聚集 前列环素（前列环素（PGI2）由血管内皮细）由血管内皮细胞合成释放，能抑制血小板聚集。胞合成释放，能抑制血小板聚集。 HDL

15、可增加可增加PGI2的合成。的合成。氧化型氧化型HDL在在AS发生中的作用发生中的作用 从细胞中转运胆固醇能力显著降低从细胞中转运胆固醇能力显著降低可促使血管平滑肌细胞增殖。可促使血管平滑肌细胞增殖。损伤血管内皮损伤血管内皮 将氧化型将氧化型HDL与人主动脉内皮细与人主动脉内皮细胞共同孵育胞共同孵育48h后，出现细胞萎缩、核后，出现细胞萎缩、核固缩、核碎裂等凋亡现象。固缩、核碎裂等凋亡现象。对对LDL氧化修饰的抑制作用减弱氧化修饰的抑制作用减弱 HDL可抑制可抑制LDL的氧化修饰，与其的氧化修饰，与其分子内含有的对氧磷酶（分子内含有的对氧磷酶（paraoxinase，PON）有关。）有关。四、

16、血管内皮细胞在四、血管内皮细胞在AS发生中的作用发生中的作用 （一）（一） 内皮功能变化对内皮功能变化对EDRF/NO的影响的影响 内皮细胞通过分泌内皮源性舒张因子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。）来调节血管张力。 NOS底物缺乏、底物缺乏、NOS表达异常、表达异常、NO破坏增加等因素均可导致破坏增加等因素均可导致NO减少。减少。 喂饲胆固醇的兔动脉血管内皮喂饲胆固醇的兔动脉血管内皮NOS的的表达增加，表达增加，NO释放的量比基础水平增释放的量比基础水平增加加23倍，但释放的倍，但释放的NO活性明显减弱。活性明显减弱。 高脂血症时，动脉血管内皮氧高脂血症时，动

17、脉血管内皮氧自由基产生增多，这些氧自由基使自由基产生增多，这些氧自由基使NO氧化降解增加。氧化降解增加。 NO除了能导致血管扩张外，还可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防止血小板聚集，抑制血管平滑肌细胞增殖及增殖及LDL的氧化修饰。的氧化修饰。（二）对血管平滑肌细胞增殖的影响（二）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。旦修复，平滑肌细胞的增殖便停止。 无细胞源无细胞源 性血清性血清平滑肌细胞平滑肌细胞无细胞血清无细胞血

18、清内皮细胞内皮细胞平滑肌细胞平滑肌细胞 体外培养的人脐静脉、牛、猪等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。细胞增殖有促进作用的多肽因子。 （三）（三） 对血液单核细胞粘附性的影响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化性物质，如单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）。）。（四）（四） 促进平滑肌细胞和巨噬细胞的促进平滑肌细胞和巨噬细胞的脂蛋白代谢脂蛋白代谢 内皮细胞与平

19、滑肌细胞共同培养内皮细胞与平滑肌细胞共同培养时，可使平滑肌细胞时，可使平滑肌细胞LDL受体的数目受体的数目增加二倍以上。增加二倍以上。五、血管平滑肌细胞在五、血管平滑肌细胞在AS发生中的作用发生中的作用（一）血管平滑肌细胞的两种表型（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。能，后者主司合成功能。收缩型平滑肌细胞胞浆富含肌丝收缩型平滑肌细胞胞浆富含肌丝束，肌丝占胞浆体积的束，肌丝占胞浆体积的70%以上；以上；合成型细胞内肌浆网等细胞器丰富，合成型细胞内肌浆网

20、等细胞器丰富，细胞器占胞浆体积的细胞器占胞浆体积的70%以上；以上；收缩型平滑肌细胞对生长因子刺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；合激反应性低，不迁移，不增生；合成型平滑肌细胞可迁移，增殖活跃。成型平滑肌细胞可迁移，增殖活跃。（二）影响平滑肌细胞增殖的因素（二）影响平滑肌细胞增殖的因素1、血小板源性生长因子（、血小板源性生长因子（PDGF） 用无细胞血浆分离的血清培养平用无细胞血浆分离的血清培养平滑肌细胞，细胞很少分裂。用全血分滑肌细胞，细胞很少分裂。用全血分离的血清进行培养，则细胞增殖明显。离的血清进行培养，则细胞增殖明显。 用无细胞血浆分离的血清加入用无细胞血浆分离的

21、血清加入血小板进行培养，则平滑肌细胞又血小板进行培养，则平滑肌细胞又显示增殖状态。显示增殖状态。PDGF在斑块形成中的作用：在斑块形成中的作用：趋化中膜平滑肌细胞，使之向内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；膜迁移，同时出现表型的改变；促进平滑肌细胞的分裂、增殖；促进平滑肌细胞的分裂、增殖；促进平滑肌细胞衍变为肌源性泡沫细胞。促进平滑肌细胞衍变为肌源性泡沫细胞。2. 血管紧张素血管紧张素-（Ang-） 血管壁内存在独立的局部肾素血管壁内存在独立的局部肾素-血血管紧张素系统（管紧张素系统（RAS）。）。Ang-可显著可显著促进平滑肌细胞增殖和肥大。促进平滑肌细胞增殖和肥大。七

22、、细胞凋亡与七、细胞凋亡与AS 在人冠状动脉、颈在人冠状动脉、颈ASAS病变晚期增厚病变晚期增厚的内膜中，细胞凋亡率高达的内膜中，细胞凋亡率高达30%30%40%40%。（一）细胞凋亡的调控机制（一）细胞凋亡的调控机制 多种基因参与凋亡的发生，根据其作多种基因参与凋亡的发生，根据其作用机制可分为诱导基因和抑制基因。用机制可分为诱导基因和抑制基因。 诱导基因诱导基因 c-myc基因基因 对细胞具有促进增殖及诱导凋亡的双对细胞具有促进增殖及诱导凋亡的双重重 作用，在血清中当生长因子等刺激信号存作用，在血清中当生长因子等刺激信号存在在 时，可抑制凋亡。反之则促进凋亡。时，可抑制凋亡。反之则促进凋亡。

23、p53基因基因 当当DNA异常时，异常时，p53蛋白及其转录蛋白及其转录活动增多，可使细胞停留于活动增多，可使细胞停留于G期而不能期而不能进入进入S期。期。Fas Fas是一种细胞表面受体，是一种细胞表面受体，Fas抗抗体与细胞膜上的体与细胞膜上的Fas抗原结合可触发细抗原结合可触发细胞凋亡。胞凋亡。2. 抑制基因抑制基因B细胞淋巴瘤细胞淋巴瘤/白血病白血病-2基因基因（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2） 寿命较长的组织细胞如神经细胞寿命较长的组织细胞如神经细胞和心肌细胞中和心肌细胞中Bcl-2表达量较高。表达量较高。（二）（二）AS中影响细胞凋亡的因素中影响细

24、胞凋亡的因素 一氧化氮（一氧化氮（NO） 内外源性内外源性NO作用于靶细胞作用于靶细胞可使可使1. 胞内胞内p53合成增多。合成增多。2. 生长因子生长因子 胰岛素样生长因子胰岛素样生长因子-1（IGF-1）、）、PDGF是血管平滑肌细胞生长的重要存活因子，其是血管平滑肌细胞生长的重要存活因子，其缺乏可引起血管平滑肌细胞凋亡。缺乏可引起血管平滑肌细胞凋亡。3. 胆固醇胆固醇 胆固醇氧化物能抑制血管平滑肌胆固醇氧化物能抑制血管平滑肌细胞增殖，且诱导其凋亡，而游离胆细胞增殖，且诱导其凋亡，而游离胆固醇无此效应。固醇无此效应。4. 氧化型氧化型LDL（OX-LDL） 轻度氧化的轻度氧化的OX-LDL

25、具有促增殖具有促增殖作用，而重度氧化的作用，而重度氧化的OX-LDL可诱导可诱导血管平滑肌细胞和巨噬细胞凋亡。血管平滑肌细胞和巨噬细胞凋亡。5. 活性氧活性氧（reactive oxygen species，ROS） 内源性的内源性的ROS可影响内皮细胞线粒可影响内皮细胞线粒体膜通透性，促使细胞色素体膜通透性，促使细胞色素C释放，从释放，从而诱导内皮细胞凋亡。而诱导内皮细胞凋亡。（三）（三）AS斑块中的细胞凋亡斑块中的细胞凋亡 AS病灶中凋亡细胞的类型主要是病灶中凋亡细胞的类型主要是平滑肌细胞、单核平滑肌细胞、单核/巨噬细胞和巨噬细胞和T淋巴淋巴细胞，此外还有内皮细胞。细胞，此外还有内皮细胞。

26、 凋亡的血管平滑肌细胞分布于凋亡的血管平滑肌细胞分布于病灶的纤维化部分，聚集在脂质中病灶的纤维化部分，聚集在脂质中心的凋亡泡沫细胞以单核心的凋亡泡沫细胞以单核/巨噬细胞巨噬细胞为主，为主，T淋巴细胞散在于斑块各处。淋巴细胞散在于斑块各处。 内皮细胞凋亡内皮细胞凋亡 高浓度的高浓度的H2O2引起细胞坏死，而引起细胞坏死，而低低 浓度的浓度的H2O2则引起细胞凋亡，而内皮则引起细胞凋亡，而内皮细细 胞凋亡比坏死对内皮功能的影响更明胞凋亡比坏死对内皮功能的影响更明显。显。 毒性剂量的毒性剂量的OX-LDL能诱发培养的能诱发培养的内皮细胞出现凋亡，与细胞表达内皮细胞出现凋亡，与细胞表达Bcl-2降降低

27、有关。低有关。2. 平滑肌细胞凋亡平滑肌细胞凋亡 体外培养正常动脉的平滑肌细胞体外培养正常动脉的平滑肌细胞仅在去血清生长因子后发生凋亡，而仅在去血清生长因子后发生凋亡，而斑块中的平滑肌细胞在高血清状态下斑块中的平滑肌细胞在高血清状态下也发生凋亡。也发生凋亡。 正常血管壁损伤修复过程中如正常血管壁损伤修复过程中如果凋亡发生率下降和果凋亡发生率下降和/或凋亡小体不或凋亡小体不能被及时清除将形成能被及时清除将形成AS。3. 巨噬细胞的凋亡巨噬细胞的凋亡 体外实验证明体外实验证明OX-LDL可引起小鼠可引起小鼠和人的巨噬细胞凋亡，而小鼠和人的巨和人的巨噬细胞凋亡，而小鼠和人的巨噬细胞在体外可氧化修饰其

28、自身的噬细胞在体外可氧化修饰其自身的LDL。4. AS中细胞凋亡的意义中细胞凋亡的意义 凋亡内皮细胞的线粒体可产生超凋亡内皮细胞的线粒体可产生超氧化物氧化氧化物氧化LDL，而，而OX-LDL为促凋为促凋亡因子。亡因子。 凋亡的内皮细胞可释放凋亡的内皮细胞可释放PDGF和和ET-1，刺激血管平滑肌细胞增殖。，刺激血管平滑肌细胞增殖。 巨噬细胞和平滑肌细胞来源的泡巨噬细胞和平滑肌细胞来源的泡沫细胞凋亡后，由于清除不利发生继沫细胞凋亡后，由于清除不利发生继发性坏死，形成发性坏死，形成AS斑块脂质中心。斑块脂质中心。 在在AS晚期，由于平滑肌细胞凋亡，晚期，由于平滑肌细胞凋亡，致使纤维帽区的平滑肌细胞数目减少，致使纤维帽区的平滑肌细胞数目减少，而平滑肌细胞可产生胶原纤维，它对而平滑肌