在動脈粥樣硬化形成過程中,首先表現(xiàn)為脂質(zhì)沉積于血管壁,然后巨噬細胞吞噬這些脂質(zhì),逐漸泡沫化,繼而平滑肌細胞增殖生長。平滑肌細胞形態(tài)、生理生化的變化是與動脈粥樣硬化有關(guān)的又一重要因素。
一、血管平滑肌細胞的形態(tài)與性質(zhì)
血管平滑肌細胞在增殖狀態(tài)下,主要表現(xiàn)為細胞胞漿內(nèi)蛋白質(zhì)的變化。例如,胎兒期及培養(yǎng)細胞的增殖期平滑肌細胞含有廣泛豐富的肌絲,表現(xiàn)為蛋白質(zhì)合成和胞外基質(zhì)分泌旺盛,這時稱之為合成型細胞。反之,成人機體動脈中膜平滑肌細胞稱為收縮型細胞。
隨著細胞形態(tài)的改變,肌絲不僅在量上發(fā)生變化,組成肌絲結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)種類也發(fā)生變化,已知平滑肌肌動蛋白含有三種不同等電點的α、β、γ同型異構(gòu)體。合成型細胞蛋白的組成為β、γ,收縮型則是以α為主,在平滑肌細胞分化增殖過程中分子量發(fā)生改變。肌球蛋白的重鏈也存在異構(gòu)體,目前已發(fā)現(xiàn)分化成熟的平滑肌細胞肌球蛋白具有SM1和SM2兩種異構(gòu)體,在胎兒期,除含有SM1外,還有其他型肌球蛋白。平滑肌肌球蛋白重鏈(SMemb)含有多種異構(gòu)體,已被作為形態(tài),性質(zhì)改變的指標。
二、平滑肌肌球蛋白重鏈異構(gòu)體在分化中的改變
兔大動脈內(nèi)平滑肌肌球蛋白SM1從胎兒期到成年是一致的。而SM2則在新生兒后才出現(xiàn)。另外,有一種胎兒型平滑肌肌球蛋白在胎兒新生兒出現(xiàn)較多,年齡增長則逐漸減少。肌球蛋白量和質(zhì)的變化是平滑肌細胞在分化過程中的主要變化。
在胎兒期肺動脈與主動脈相連,肺循環(huán)與體循環(huán)間相連www.med126.com的動脈導(dǎo)管的平滑肌顯示特異的細胞性質(zhì),這一導(dǎo)管在嬰兒出生后會自動關(guān)閉,雖然機制不明,但與平滑肌細胞肌球蛋白組成和性質(zhì)改變有關(guān)。例如SM2不存在于出生前的其他血管中,但卻在動脈導(dǎo)管內(nèi)存在,提示SM2的變化是平滑肌細胞在分化中改變最明顯的一個特征。
三、球囊導(dǎo)管損害模型與內(nèi)膜平滑肌的改變
利用球囊導(dǎo)管制作的動物模型,平滑肌表現(xiàn)為類似胎兒期平滑肌特征。免疫學(xué)方法測定顯示抗SM1和抗SMemb陽性,抗SM2陰性,說明球囊導(dǎo)管損傷血管后,平滑肌細胞內(nèi)SM2消失,平滑肌細胞由收縮型轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣尚。電子顯微鏡下,血管損傷后的平滑肌細胞與胎兒平滑肌細胞極其相似。
四、人動脈硬化病變的基礎(chǔ)
人類動脈硬化的發(fā)生與發(fā)展是經(jīng)歷數(shù)年或數(shù)十年的過程,開始表現(xiàn)為平滑肌的增殖和變性,然后泡沫化的巨噬細胞加速病變。人類動脈硬化有其自身特點,在10歲左右內(nèi)膜平滑肌即開始增殖使內(nèi)膜肥厚,但這種彌漫性肥厚(dittuseintimal thicking,TID)不同于浸潤性的動脈粥樣化硬化式的肥厚,彌漫性動脈內(nèi)膜肥厚的動脈粥樣硬化發(fā)生率也高。因此,彌漫性動脈內(nèi)膜肥厚被認為是發(fā)生動脈粥樣硬化的基礎(chǔ)之一。
平滑肌肌球蛋白肌絲的抗體,對不同年齡人的冠狀動脈的免疫組織學(xué)檢測顯示胎兒冠狀動脈內(nèi)膜陰性,而中膜陽性,說明肌球蛋白僅僅存在于中膜。胎兒早期(20周前)SM2陰性。10歲左右內(nèi)膜已經(jīng)形成較厚的平滑肌層。這種內(nèi)膜平滑肌SM1、SM2、SMemb抗體測定均為陽性,與中膜平滑肌沒有區(qū)別。這種內(nèi)膜平滑肌的增殖在開始時形成同心圓,到20~30歲時漸漸改變?yōu)槠臓睿藭r,內(nèi)膜和中膜間質(zhì)發(fā)生緩慢的增殖,但尚不存在增殖細胞,也不見增殖細胞核抗原(prolim.bhskgw.cn/hushi/ferating cell nuclear antigen,PCNA)陽性細胞及巨噬細胞,到40歲時,在接近中膜的內(nèi)膜深部發(fā)生平滑肌細胞形態(tài)的變化,這種變化表現(xiàn)為SM1、SM2、以及α-肌動蛋白的消失。雖不明確原因,但肯定與巨噬細胞無關(guān)。平滑肌細胞數(shù)開始逐漸減少,而纖維化增加。在50~60歲時,內(nèi)膜平滑肌細胞常常脫落,內(nèi)膜纖維化顯著增加。在纖維化的內(nèi)膜層可見巨噬細胞的集積,但為數(shù)不多,這與冠狀動脈硬化狹窄有顯著不同,所以仍被看作是從青少年期開始彌漫性內(nèi)膜肥厚的繼續(xù)。
五、主動脈粥樣硬化病變
主動脈粥樣硬化病變表現(xiàn)為泡沫化的巨噬細胞大量集積,主動脈內(nèi)膜肥厚,但組成內(nèi)膜的細胞主要是巨噬細胞,泡沫細胞以及SM2消失的平滑肌細胞。這一個病理變化過程如圖所示11-2所示。
圖11-2 內(nèi)膜平滑肌增殖和巨噬細胞集積對冠狀動脈的影響
綜上所述,平滑肌細胞是參人動脈粥樣硬化的主要細胞之一,其自身的變化特征是SM1、SM2的變化。