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急性主动脉夹层发生机制的病理生理学研究进展

2022-11-21李金玲韦磊李明纪京绪

人人健康 2022年9期
关键词:中膜中层胞外基质

李金玲 韦磊 李明 纪京绪

(齐鲁医院学院 山东 淄博 255300)

急性主动脉夹层(AAD)是临床罕见病症一种,其病情复杂,死亡率较高,且症状表现较为复杂,极易造成误诊或漏诊,导致患者未能接受早期有效治疗出现死亡[1]。此疾病每年发病率约为十万分之一至二十万分之一,其发病高峰年龄段在50~70 岁,部分患者在急性期死于心脏压塞、心律失常等,对患者生命安全造成严重威胁[2]。相较脑梗、心梗以及肿瘤等疾病,AAD 凶险程度更高,因此早期诊断以及治疗尤为重要。随着医疗技术的发展,各学者对AAD 认识逐渐更新,为临床疾病诊疗工作提供了新的思考方向。本文是以AAD 疾病定义为切入点,层层剖析此疾病发生机制,为后续临床疾病诊疗工作提供借鉴。

1 急性主动脉夹层定义

AAD 是指患者主动脉内膜发生撕裂,诱使主动脉腔内高压血流通过撕裂口进入壁内,同时会顺着主动脉壁发生扩展,导致主动脉内膜以及中膜出现分离,形成夹层[3]。绝大部分患者夹层中的血流能够穿透外膜返回主动脉腔内。在临床对在主动脉夹层进行描述时,部分医师认为可借助夹层动脉瘤描述主动脉夹层。笔者认为此观点存在一定偏差性,主动脉夹层是指主动脉腔内血液经过内膜撕裂口进入主动脉壁,从而形成真假腔,而假腔壁不属于主动脉壁正常结构,但夹层动脉瘤壁属于正常主动脉壁。

2 临床表现

AAD 最为明显的临床症状为突发、剧烈胸痛,绝大部分患者以胸背部疼痛为主,其疼痛性质多为撕裂样,部分患者在实际描述时多为尖锐钝痛。临床在对患者症状表现进行观察时,可依据其疼痛位置以及伴随症状知晓初始内膜撕裂部位,也可预测是否夹层沿主动脉延展,甚至累及分支动脉风险。

3 急性主动脉夹层发生机制

3.1 病理机制

据相关数据显示,高血压粥样硬化极易引起AAD,占比70%~80%。当患者患有高血压疾病时,长期以及重度高血压会增加机体血流动力对动脉壁的冲击,导致动脉壁长期处于应激状态,促使弹力纤维发生囊性变形或坏死,从而形成夹层血肿[4]。当患者处于高血压状态时,高速的血流会对血管壁产生一定的剪切力,其中横向的剪切力能够导致中层平滑肌增加,增多弹性纤维。当切应力增加超过代偿力时,会对中层结构造成破坏,从而形成夹层。纵向切应力的增加会引起主动脉沿血流方向分层扩展,上述机械切应力会随着心动周期而作用于血管壁,且呈现一定节律性,当切应力出现异常增加时,会导致中层发生不同程度扩张,导致血管层与层之间拉与压的交变力不断增强时,会产生疲劳损伤形成夹层。

部分主动脉夹层患者主要危险因素为马凡综合征、Erdheim 中层坏死等结缔组织病[5]。主动脉壁中层退行性病变是AAD 疾病发生的关键性病理学特征。中层退行性改变是指主动脉中层囊性变性或中层弹力纤维发生坏死,主要包含弹性纤维的断裂,中层平滑肌细胞的减少。粥样硬化是主动脉壁退行性改变的关键因素,粥样硬化斑块的破裂会引起内膜撕裂,从而形成夹层[6]。有研究指出,夹层患者的主动脉壁各层间纤维形态以及排列呈现不规则状态,且弹力纤维极易发生撕裂。除此之外主动脉壁退行性改变的另外一个关键性因素是动脉平滑肌细胞丢失,在夹层主动脉组织中能够观察到平滑肌细胞出现凋亡,且平滑肌细胞逐渐从收缩型转换为分泌型。当患者主动脉壁遭受损伤时,主动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)由分化成熟的收缩表型向增殖表型的转化逐渐增多,导致胶原蛋白合成以及基质金属蛋白酶合成增加,从而促进胶原蛋白的沉积以及弹性蛋白的降解,导致主动脉壁弹性下降,最终形成AAD[7]。

3.2 分子机制

3.2.1 炎性介质。李道麟[8]等学者研究中指出,炎症途径是急性主动脉夹层中主动脉破裂的基础,在主动脉基层中可见巨噬细胞发生激活,同时伴有T淋巴细胞等炎症细胞参与,促使炎症细胞因子以及趋化因子表达上调。被激活的巨噬细胞会释放金属蛋白酶(MMP)以及促炎症细胞因子,引起基质降解以及心血管生成。冯飞[9]等学者研究中以AAD 患者为研究组,以胸痛非AAD 患者为对照组,经研究发现,两组患者入院24h 白介素-6、肿瘤坏死因子、超敏C 反应蛋白以及D-二聚体水平均高于入院时,且对照组患者入院24h 白介素10 水平高于入院时,但研究组患者入院24h 白介素10 水平无显著变化,研究组患者入院时以及入院24h 白介素-6、肿瘤坏死因子、超敏C 反应蛋白以及D-二聚体水平均高于对照组。研究得出上述指标对AAD 疾病鉴别以及诊断具有重要意义,反之炎症细胞因子参与ADD疾病的发生与发展。

3.2.2 血浆基质金属蛋白酶(MMPs)。MMPs 是一种在金属离子辅助下能够将细胞基质进行特异性分解的一类家族,其家族成员中与AAD 疾病有关的有MMP-1、MMP-2、MMP-8 以及MMP-9。通过对AAD 组织标本观察发现基质的蛋白酶解是其主要病理特征,而动脉胞外基质的蛋白酶解主要通过MMPs 完成。作为机体对炎症、氧化应激以及及时降解活性增高的反应,VSMCs 以及炎性细胞均可生成MMPs。MMPs 能够与其组织分泌物在VSMCs组胞外基质中对跑外基质成分进行降解,调节胞外基质中蛋白塑性,从而行使功能。刘洋[10]等学者以急诊科收治的AAD 患者为研究对象,将其归纳为AAD 组,另外选取同期胸痛患者为对照组,每组各200 例,经研究发现,主动脉夹层组患者MMP-9 水平高于对照组。激活的巨噬细胞大量分泌MMP-9,导致外膜弹力蛋白发生局灶性破坏,同时可以通过弥漫浸润细胞外基质,促使中层弹力蛋白等结构蛋白受到破坏。MMP-1 对I 型、II 型以及III 型胶原具有降解作用。MMP-2 能够对IV 型胶原、弹力纤维以及基底膜蛋白产生降解作用。

3.2.3 转化生长因子(FGF-β1)。FGF-β1 是一类调控细胞分裂以及生长的FGF-β 超家族成员,参与AAD 疾病形成过程[11]。FGF-β1 参与血管的发育以及稳定,血管壁中膜主要是由平滑肌细胞等构成,而上述两种细胞在血管新生过程中主要由血液循环中总骨髓间质干细胞分化而来。同时FGF-B1受体参与血管新生过程以及血管稳定维持,血管新生受多种生长因子调控,其中FGF-β 通路是调控该过程最重要因子之一。通过FGF-β1 信号通路的激活,细胞内的MMP-2 以及MMP-9 表达升高,导致细胞外基质得以迅速分解,破坏主动脉生物力学特性,进而参与AAD 疾病的发生与发展中。

3.2.4 血管紧张素II。血管紧张素II 的改变与血压波动以及血管受损等因素有关,其广泛存在于VSMCs 中,能够有效收缩机体周围血管,促使血压急剧升高。同时可促进交感神经兴奋,提高交感缩血管中枢兴奋性。其参与AAD 疾病发生以及发展主要表现两方面,首先可直接作用于患者血管内膜、中膜以及外膜,同时会对患者血压造成一定影响,间接性参与疾病的发生以及发展。当患者血压升高时,主动脉壁内膜细胞会加速分裂,从而对细胞外基质生成产生影响,对内膜的力学性质造成损伤,诱使中膜发生撕裂。其次当血管紧张素II 参与时,血管内皮细胞会加速内皮素的分泌,内皮素可以活化单核细胞中的核因子kβ,参与调控平滑肌细胞增殖的生长因子,同时可诱导形成动脉粥样硬化,促使血管脆性增加[12]。

血管平滑肌细胞是主动脉血管中膜主要细胞成分,是细胞外基质合成以及分泌的重要场所。血管平滑肌细胞主要有静止、收缩以及增殖3 种表型,普遍情况下,血管平滑肌细胞主要为收缩性,当AAD 患者血管平滑肌细胞转变为增值型时,会导致升主动脉弹性发生降低,促使胶原沉积,造成主动脉壁僵硬,极易发生破裂。血管紧张素II 可以对血管平滑肌细胞中骨桥蛋白表达进行调节,而骨桥蛋白是血管平滑肌增值型的标志物,在收缩型血管平滑肌细胞中几乎不参与,它参与血管损伤、修复以及重塑过程。同时血管平滑肌细胞的凋亡是中膜退化导致动脉瘤或夹层形成的关键性因素,而血管紧张素II 能够通过其受体诱使血管平滑肌细胞凋亡。因此血管紧张素II 无论是对血管平滑肌细胞表型转变或凋亡作用,均会影响其合成以及分泌,促使血管中膜动态平衡遭受破坏,致使中膜发生退化,最终形成夹层。

4 小结

AAD 疾病具有病情危重、发展迅速的特点。当前临床对于此疾病病因尚无明确说法,认为病理生理学机制呈现多样性特点,是多种致病因素共同作用。如上文所述,其病理机制可能与中动脉中层囊性坏死、主动脉中层退行性改变、主动脉平滑肌细胞功能改变等有关。由于致病因素较为复杂,在一定程度上增加了预防难度。因此后期对AAD 疾病发病机制仍需进一步探讨,深入挖掘AAD 疾病致病因素,实现有效预防、早诊断以及早治疗,笔者认为在诸多学者共同努力下会在短时间内有突破性进展。

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