动脉系统疾病

动脉系统疾病主要包括动脉炎性疾病及动脉阻塞、动脉粥样硬化所引起的闭塞性疾病。

(一)动脉的炎性病理变化

动脉炎性疾病多属于自身免疫性疾病,多数血管炎直接或间接地与免疫病理机制有关,近几年随着研究的深入,一些血管炎的机制已经逐渐明确。

1.免疫复合物在血管炎症中的作用

血管炎的发生常涉及Ⅲ型超敏反应或Ⅱ型超敏反应,而大部分血管炎的发生都与免疫复合物的沉积有关。免疫复合物是一种特异性抗体与相应可溶性抗原结合形成的抗原抗体复合物,并在一定条件下沉积在肾小球基底膜、血管壁、皮肤或滑膜等组织中。免疫复合物激活性补体系统,产生过敏毒素和吸引中性粒细胞在局部浸润,使血小板聚合,释放出血管活性胺或形成血栓,激活吞噬细胞使释放出IL-1等细胞因子,结果引起以充血水肿、局部坏死和中性粒细胞浸润为特征的炎症性反应和组织损伤。在免疫应答过程中,抗原抗体复合物的形成是一种常见现象,但大多可被机体的免疫系统清除,因而不具有致病作用。但如复合物的数量、结构、清除情况、局部功能和解剖的特性等因素造成大量复合物沉积在组织中时,则引起组织损伤和出现相关的免疫复合物病。

(1)影响免疫复合物沉积的因素

①循环免疫复合物的大小:这是一个主要因素,因很小的免疫复合物容易从肾排出,或在血液中循环,不易发生沉积,大的免疫复合物易被单个核吞噬细胞吞噬和清除。一般而言,分子量约100万D的中等大小的可溶性免疫复合物易沉积在组织中。

②机体清除免疫复合物的能力:免疫复合物在组织中沉积的程度与机体从血循环中清除它们的能力成反比。循环免疫复合物的清除由单核吞噬细胞系统及结合补体蛋白质的功能的完整性所决定。吞噬细胞功能缺陷促进免疫复合物持续存在并继而在组织中沉积。C2或C4先天性缺陷的患者常可引起Ⅲ型超敏反应,其原因是抗原体反应所产生的C3b不足,或因缺乏补体受体介导的吞噬作用而导致免疫复合物在血流中持续循环。在这种情况下,沉积在组织中的免疫复合物通过补体非依赖的机制或通过激活C3旁路而使炎症细胞聚集在免疫复合物沉积的局部。

③抗原和抗体和理化特性:抗原和抗体的表面电荷、价、它们之间结合的亲和力,抗体的类别等均影响免疫复合物的形成和沉积。复合物中的抗原如带正电荷,那么这种复合物就很容易与肾小球基底膜上带负电的成分相结合,因而沉积在基底膜上。这种复合物产生的组织损伤一般较重而且持续时间较长。

④解剖和血流动力学因素:这些因素对于决定免疫复合物的沉积位置是重要的。为行使形成尿液或滑膜液的功能,肾小球和滑膜中的毛细胞血管是在高流体静压下通过毛细胞血管壁而超过滤的,因此,它们成为免疫复合物最常沉积的部位之一。

⑤炎症介质的作用:免疫复合物与炎症细胞结合并刺激它们在局部产生细胞因子和血管活性胺等介质,使血管通透性增加。并由于内皮细胞之间的间距增大而增加了免疫复合物在血管壁的沉积,结果放大了组织损伤、使病情加重。

在体内,免疫复合物形成的结局不但取决于抗原和抗体的绝对量,而且还取决于它们的相对比例。抗原抗体的相对比例决定了复合物的性质及在体内的分布,抗体过剩和轻度抗原过剩的复合物迅速沉积在抗原进入局部。

(2)免疫复合物引起组织损伤和致病的机制。免疫复合物沉积引起组织损伤的主要环节是固定并激活补体,产生生物活性介质,而导致组织损伤及炎症反应,包括以下几点。

①补体激活:补体激活所产生的生物学效应有通过释放C3b促进吞噬作用;提供趋化因子(C5b、C567),诱导中性粒细胞和单核细胞游走;释放过敏毒素(C3a、C5a),增加血管通透性和引起平滑肌收缩;攻击细胞膜造成细胞膜损伤甚至溶解(C5b～9复合体)。

②血小板聚集和因子Ⅻ激活:免疫复合物可引起血小板聚集和因子Ⅻ(Hageman factor)激活,两者均可促进炎症过程和微血栓形成,从而导致缺血和坏死。

③炎症介质释放:白细胞吞噬抗原抗体复合物后可释放多种炎症介质,包括前列腺素、扩张血管的肽类物质、阳性趋化物质及多种溶解体酶,其中的蛋白酶能消化基底膜、胶原、弹力纤维及软骨。此外,激活的中性粒细胞产生的氧自由基也可引起组织损害。

2.体液免疫异常　国内外研究均发现动脉炎性疾病患者体内各种免疫球蛋白(Ig M、IgG、Ig A)及循环免疫复合物(CIC)含量增高而补体含量降低。可见动脉炎性疾病患者均有不同程度的体液免疫功能亢进。近年来,对动脉炎性疾病患者血清中各种抗体的研究也取得很大进展。

(1)抗磷脂蛋白抗体(APA):主要包括抗心肌磷脂抗体(aCLa)和狼疮抗凝因子(LA)两类。目前认为APA的作用机制有以下几个方面:①改变血栓形成的阈值,造成易患血栓的环境;②改变内皮细胞血小板功能,APAZ够抑制内皮细胞膜的磷脂酶A,产生PGI2;③抑制蛋白C系统;④抗内皮细胞抗体(AECA),APA和肿瘤坏死因子(TNF)协同作用会增加内皮细胞的促凝活性,APA还具有抗肝素和抗硫酸肝素的活性,是一种生理性抗凝剂。

(2)抗内皮细胞抗体(AECA):在Eichhorm等的一项研究中对28例TAO患者应用酶联免疫反应、免疫荧光和同焦聚镜检技术对AECA进行了检测。7例活动期患者结果为(1857±450)AU,与30例正常对照组(126±15)AU,21例稳定期(461±141)AU相比有显著意义(P<0.001,P<0.01),且在内皮细胞表面和胞质内均能检测到,指出AECA对血管内皮细胞有免疫损伤作用,其在TAO的发病机制中起重要作用,特别是在TAO的活动期。建议测定AECA可以作为反应TAO活动期的一项重要指标。

(3)抗中性粒细胞抗体(ANCA):被抗原(烟草等)和免疫反应等激活的中性粒细胞会加重内皮细胞的损害,参与动脉炎性疾病的发病过程。Halacheva等通过间接免疫荧光检测法、ELISA技术测定了27例TAO患者(活动期18例、稳定期9例)的ANCA,结果阳性率分别为55.5%(15/27)和59.25%(16/27),活动期总阳性率为66.7%(12/18),稳定期为33.3%(3/9),认为检测ANCA有助于诊断TAO和了解病变程度。

3.红细胞免疫功能异常　相当一部分动脉炎性疾病患者体内的抗氧化能力降低和脂质过氧化物损伤导致红细胞免疫调节功能异常,致红细胞免疫黏附功能下降,使红细胞清除免疫复合物的能力降低,使机体在炎症反应过程中产生的免疫复合物不能被及时转运和消除,导致血液循环中免疫复合物堆积,红细胞表面免疫复合物增多并沉积于受损的血管壁内膜,激活补体系统产生过敏毒素,促进炎症细胞的浸润,加重血管内膜的损伤,最终导致血管的狭窄和闭塞。

4.淋巴细胞免疫功能异常　部分动脉炎性疾病活动期患者的细胞免疫功能低下,尤以T-淋巴细胞亚群失调为主,CD3、CD4、CD8均减低,以CD8更为明显,CD4/CD8比值升高。由于CD8的明显减低导致:①CD8细胞抑制功能降低,使机体免疫系统对自身抗原易于发生免疫应答,引起体液免疫亢进;②CD3、CD4细胞功能相对亢进,活动期病变处有淋巴细胞浸润等迹象表明,动脉炎性疾病患者CD3、CD4细胞有可能直接参与机体的自身免疫反应,造成血管壁损伤。Kobayashi等利用免疫组化的方法对9名TAO患者的33例标本研究表明,动脉壁的浸润细胞中CD3的T-淋巴细胞数目明显多于CD20的B-淋巴细胞。由此可见,T-淋巴细胞功能混乱在TAO的发病过程中起显著作用。

(二)动脉粥样硬化

动脉粥样硬化(atherosclerosis)是严重危害人类健康的常见病。近年来,本病的患病率在我国有明显增加的趋势。据尸检结果,在40-49岁的人群中,冠状动脉和主动脉粥样硬化病变的检出率分别为58.36%和88.31%,并随着年龄的增长而逐渐增加。

1.动脉粥样硬化的危险因素

(1)高脂血症:众所周知,高脂血症(hyperlipemia)是动脉粥样硬化的重要危险因素。高脂血症实际上也可认为是高脂蛋白血症,一般以成年人空腹12～14 h血三酰甘油超过1.81 mmol/L(160 mg/dl),胆固醇超过6.76 mmol/L(260 mg/dl)为高脂血症。大量流行病学调查证明,血浆低密度脂蛋白(LDL)、极低密度脂蛋白(VLDL)水平持续升高与动脉粥样硬化的发病率成正相关。越来越多的资料表明,LDL必须以某种方式修饰后(如氧化修饰)才致病。目前,我国人仍多以糖类为主食,高糖类膳食易发生高甘油三酯血症,已知高三酰甘油是本病的独立危险因素。相反,高密度脂蛋白(HDL)可通过胆固醇逆向转运机制清除动脉壁的胆固醇,将其转运至肝代谢并排出体外。此外,HDL有抗氧化作用,防止LDL氧化,并可通过竞争性抑制阻抑LDL与内皮细胞的受体结合而减少其摄取,因此,HDL有抗动脉粥样硬化作用。

(2)高血压:据统计,高血压患者与同年龄组、同性别的人相比较,其动脉粥样硬化发病较早,病变较重。高血压时血流对血管壁的剪应力(shear stress,即血流冲击力)较高,同时,高血压可引起内皮损伤和(或)功能障碍,从而造成血管张力增高、脂蛋白渗入内膜、单核细胞黏附并迁入内膜、血小板黏附及中膜平滑肌细胞(SMC)迁入内膜等一系列变化,促进动脉粥样硬化发生。另外,高血压时有脂质和胰岛素代谢异常。有报道认为,高血压患者脂质异常较血压正常者多见;高血压患者有高胰岛素血症及胰岛素抗性(患者对胰岛素不敏感,给予胰岛素患者的血糖降低不明显;给患者口服葡萄糖刺激后,胰岛素释放反应显著增高)。这些均可促进动脉粥样硬化发生。

(3)吸烟:大量吸烟可使血液中LDL易于氧化,并导致血内一氧化碳浓度升高,从而造成血管内皮缺氧性损伤。烟内含有一种糖蛋白,可激活凝血因子Ⅻ及某种致突变物质,后者可引起血管壁SMC增生。吸烟可使血小板聚集功能增强及血液中儿茶酚胺浓度升高,但使不饱和脂肪酸及HDL水平降低。这些均有助于动脉粥样硬化的发生。

(4)性别:女性的血浆HDL水平高于男性,而LDL水平却较男性为低。女性在绝经期前动脉粥样硬化的患病率低于同龄组男性,但在绝经期后这种性别差异即告消失,这是由于雌激素能影响脂类代谢,降低血浆胆固醇水平的缘故。

(5)糖尿病及高胰岛素血症:糖尿病患者的血液HDL水平较低,而且由于高血糖可致LDL糖基化及高甘油三酯血症,后者可产生小而紧密的LDL颗粒,这种LDL较易氧化。这些修饰的LDL可促进血液单核细胞迁入内膜及转变为泡沫细胞。另外,大量调查资料证明,高胰岛素血症(hyperinsulinemia)与动脉粥样硬化的发生密切相关。胰岛素水平越高,冠状动脉心脏病(冠心病)的患病率及病死率越高,反之,冠心病的患病率及病死率较低。高胰岛素水平可促进动脉壁SMC增生,而且胰岛素水平与血HDL含量成负相关。

(6)遗传因素:冠心病的家族聚集现象提示遗传因素是本病的危险因素。家族性高胆固醇血症(familial hypercholesterolemia,FH)患者由于细胞的LDL受体基因突变以致其功能缺陷,导致血浆LDL水平极度升高。已知,至少有20种遗传性脂蛋白疾病。

2.动脉粥样硬化发生机制学说　动脉粥样硬化的发病机制至今尚未完全明了,主要学说有下列几个。

(1)脂源性学说:此说基于高脂血症与本病的因果关系。实验研究也证明,给动物喂食富含胆固醇和脂肪的饮食可引起与人类动脉粥样硬化相似的血管病变。高脂血症可引起内皮细胞损伤和灶状脱落,导致血管壁通透性升高,血浆脂蛋白得以进入内膜,其后引起巨噬细胞的清除反应和血管壁SMC增生,并形成斑块。Anitschkow(1925年)的浸润学说、Rössle(1943年)的渗入学说,以及Doerr(1963年)的灌注学说都是在这样的事实基础上建立的。

(2)致突变学说:此学说为EP Benditt和JM Benditt(1973年)所提出,认为动脉粥样硬化斑块内的平滑肌细胞为单克隆性,即由一个突变的SMC产生子代细胞,迁移入内膜,分裂增生而形成斑块,犹如平滑肌瘤一般。此起突变的原因可能是化学致突变物或病毒,其根据是,若女性的二倍体强胞核中X染色体的任一个基因是杂合子,机体将由两种不同等位基因型的细胞混合组成(镶嵌性)。目前以6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-PD)作为检测这两个等位基因的标记物。G-6-PD有两种异构体(A及B),若增生病变来自镶嵌个体的单个细胞,则这种病变与正常组织含有两个表型相反,仅含有一个表型的G-6-PD。Benditt等在检查杂合子妇女的正常主动脉及斑块中发现,斑块由产生一种表型的G-6-PD的SMC组成,而正常动脉壁则由两种表型的G-6-PD的SMC混合组成。因此认为这些病变是单克隆来源。

(3)损伤应答学说:此说为Ross(1976年)所提出,1986年又加以修改,认为动脉粥样硬化斑块形成至少有两个途径。①各种原因(机械性、LDL、高半胱氨酸、免疫性、毒素、病毒等)引起内皮损伤,使之分泌生长因子(growth factor,GF),并吸引单核细胞黏附于内皮。单核细胞迁移入内皮下间隙,摄取脂质,形成脂纹,并释放血小板源性生长因子(PDGF)样生长因子。脂纹可直接演变为纤维斑块,或由于内皮细胞脱落而引起血小板黏附。这样,血小板、巨噬细胞及内皮细胞均可产生生长因子,刺激中膜SMC增生。增生病灶内的SMC也可分泌PDGF样生长因子。②内皮细胞受损,但尚完整,内皮细胞更新增加,并产生生长因子,从而刺激中膜SMC迁移进入内膜,SMC及受损内皮细胞均可产生PDGF样生长因子,这种相互作用导致纤维斑块形成,并继续发展。

(4)受体缺失学说:Brown和Goldstein(1973年)首先发现人成纤维细胞有LDL受体。已知,该受体广泛分布于肝、动脉壁等全身各种组织细胞膜表面。血浆LDL与LDL受体结合后,聚集成簇,被吞入细胞,并与溶酶体融合。在溶酶体酶的作用下,LDL中的apo B100被水解为氨基酸,胆固醇酯被水解为游离胆固醇及脂肪酸,前者通过以下途径调节细胞的胆固醇代谢:①抑制内质网的HMG Co A还原酶而抑制细胞本身胆固醇合成;②在转录水平上抑制细胞LDL受体蛋白质的合成;③激活内质网脂酰Co A胆固醇脂酰转移酶(ACAT)活性,使游离胆固醇酯化而储存于胞质内。LDL被细胞摄取的量取决于细胞膜上受体的多少,若LDL受体数目过少,则导致细胞从循环中清除LDL减少,从而使血浆LDL升高。家族性高胆固醇血症是常染色体显性遗传病,患者由于细胞表面LDL受体功能缺陷而导致血浆LDL水平极度升高,多在早年发生冠心病而死亡。

3.动脉粥样硬化的病理变化　据国内研究,早在3个月胎龄时即见到主动脉内弹力膜分层,中膜浅层SMC空过弹力膜窗孔进入内膜,其后SMC增生,产生胶原、弹性纤维及蛋白多糖。内膜随着年龄增长而逐渐增厚。此外,在动脉叉或分支开口处常见小块白色增厚区,称为内膜垫(intimal cushion)。内膜垫由SMC、胶原纤维及蛋白多糖组成,可能是对血流剪应力的反应。据病理普查结果表明,动脉粥样硬化病变的发生与年龄的关系十分密切。动脉叉、分支开口及血管弯曲的凸面为病变的好发部位。

(1)脂纹:脂纹(fatty streak)是动脉粥样硬化的早期病变。据尸检普查,9岁以下儿童的主动脉脂纹检出率为11.5%,10-19岁为48.96%。肉眼观,主动脉的脂纹常见于其后壁及分支开口处,为帽针头大小斑点及宽为1～2 mm、长短不一的黄色条纹,不隆起或稍微隆起于内膜表面。

脂纹的形成多先有高脂血症,高脂血症或其他有害因子可造成内皮损伤,使其表面糖萼变薄,内皮细胞间间隙增宽。LDL与内皮细胞的高亲和性受体结合而被摄取,通过胞质,进入内皮下间隙,并被内皮细胞及SMC释放的氧自由基氧化修饰,产生氧化LDL(OX-LDL)及氧化Lp(a)[OX-Lp(a)]。

在动脉分支、分支开口处及弯曲动脉的凸面的血流剪应力减低,并可出现涡流,这使单核细胞易离开轴流与内皮接触。已知内皮细胞能分泌几种黏附分子,如细胞间黏附分子(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)及血管黏附分子(vascular adhesion molecule-1,VCAM-1)。ICAM-1可与白细胞表面的受体β2整合素(β2 integrin,包括LFA-1及MAC-1)结合,VCAM-1可与白细胞的受体(VLA-4)结合,从而使单核细胞黏附于内皮表面。

单核细胞迁入内皮下间隙受多种因素影响。其中最重要的是SMC分泌的单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemotactic protein 1,MCP-1),对单核细胞有很强的趋化活性。此外,动脉壁细胞产生的生长因子(如PDGF)及OX-LDL等对单核细胞亦有趋化活性。迁入内皮下间隙的单核细胞被激活并分化成巨噬细胞。

OX-LDL、OX-Lp(a)可与巨噬细胞表面的清道夫受体结合而被摄取。这些受体对胆固醇无下调作用,因而被巨噬细胞摄取的脂质越来越多,直至形成泡沫细胞(foam cell)LDL渗入内皮下间隙(SES),被氧自由基氧化修饰。MCP-1释放,单核细胞(MC)迁入内膜,OX-LDL与巨噬细胞表面的清道夫受体结合而被摄取,泡沫细胞形成(EC:内皮细胞,SMC:平滑肌细胞)(仿Schwartz)。

大量泡沫细胞聚集即形成脂纹,内皮隆起及变形。内皮细胞、巨噬细胞及SMC均可分泌生长因子[PDGF、纤维母细胞生长因子(FGF)、表皮生长因子(EGF)等],在其作用下,原已存在于内膜的SMC增生。中膜SMC发生表型转变(phenotypic modulation),即由收缩型(胞质内含大量肌丝及致密体)转变为合成型(含大量粗面内质网、核蛋白体及线粒体);同时,SMC穿过内弹力板窗孔迁移入内皮下间隙并增生。SMC表面有LDL受体,可结合、摄取LDL及VLDL而成为泡沫细胞(肌源性泡沫细胞)。已知OX-LDL具有细胞毒性,当大量OX-LDL被巨噬细胞摄取,超过了其清除能力时可引起泡沫细胞的坏死,导致细胞外脂质核心形成。加之SMC大量增生,穿插于巨噬细胞源性泡沫细胞之间,产生胶原、弹性纤维及蛋白多糖,使病变演变为纤维斑块。

(2)纤维斑块:肉眼观,纤维斑块(fibrous plaque)为隆起于内膜表面的灰黄色斑块,随着斑块表层的胶原纤维不断增加及玻璃样变,脂质被埋于深层,斑块逐渐变为瓷白色。镜检下,斑块表面为一层纤维帽,乃由多量SMC及大量细胞外基质(包括胶原、弹性纤维、蛋白聚糖及细胞外脂质)组成。纤维帽之下有不等量的增生的SMC、巨噬细胞及两种泡沫细胞,以及细胞外脂质及基质。

由于OX-LDL的细胞毒性作用,以及很可能内皮细胞及SMC产生的氧自由基的作用,可引起斑块内细胞损伤及坏死。比较脆弱的巨噬细胞源性泡沫细胞坏死后,其胞质内的脂质被释放出来,成为富含胆固醇酯的脂质池。泡沫细胞坏死崩解,释放出许多溶酶体酶,促进其他细胞坏死崩解。随着这些病理过程的发展,纤维斑块逐渐演变为粥样斑块。

(3)粥样斑块:粥样斑块(atheromatous plaque)亦称粥瘤(atheroma)。肉眼观,为明显隆起于内膜表面的灰黄色斑块。切面观,表层的纤维帽为瓷白色,深部为多量黄色粥糜样物质(由脂质和坏死崩解物质混合而成)。镜检下,纤维帽趋于老化,胶原纤维陷于玻璃样变,SMC被分散埋藏在细胞外基质之中;深部为大量无定形坏死物质,其内富含细胞外脂质,并见胆固醇结晶(石蜡切片上为针状空隙)、钙化等;底部和边缘可有肉芽组织增生,外周可见少许泡沫细胞和淋巴细胞浸润。病变严重者中膜SMC呈不同程度萎缩,中膜变薄。外膜可见新生毛细血管、不同程度的结缔组织增生及淋巴细胞、浆细胞浸润。一些学者认为,这种外膜炎症(慢性主动脉周围炎)可能是对粥瘤中的类蜡质(ceroid,一种含高度不饱和脂肪酸的黄色蜡样物质)成分的一种自身免疫反应。

(4)复合病变

①斑块内出血:在粥样斑块的边缘常见到许多薄壁的新生血管。在血流剪应力作用下,这些薄壁血管常易破裂出血,可形成血肿,使斑块更加隆起,其后血肿被机化。

②斑块破裂:为最危险的并发症,斑块破裂常形成溃疡(粥瘤性溃疡)及并发血栓形成,坏死性粥样物质可排入血流而造成胆固醇栓塞。斑块破裂常见于腹主动脉下端、髂动脉和股动脉。富含软的细胞外脂质的斑块,特别是脂质池偏位时,容易破裂。斑块外周部分纤维帽最薄,含胶原、氨基葡聚糖及SMC较少,细胞外脂质较多,抗张强度较差,该处巨噬细胞源性泡沫细胞浸润也最多。因此,破裂往往发生在纤维帽的外周。

③血栓形成:表浅的或由于斑块破裂造成较深的内膜损伤,均可使胶原暴露,通过von Willebrand因子的介导,引起血小板的聚集而形成血栓,可引起器官动脉阻塞而导致梗死(如脑梗死、心肌梗死)。冠状动脉血栓的机化及再通可在一定程度上恢复该支动脉的血流,有助于保持梗死灶周围心肌的存活。

④钙化:多见于老年患者,钙盐可沉积于坏死灶及纤维帽内,动脉壁因而变硬、变脆。内膜中形成粥瘤,其中为一些坏死物质及胆固醇结晶,表面内膜呈纤维性增厚。

⑤动脉瘤形成:严重的粥样斑块底部的中膜SMC可发生不同程度的萎缩,以致逐渐不能承受血管内压力(张力)的作用而扩张,形成动脉瘤(aneurysm)。另外,血流可从粥瘤性溃疡处侵入主动脉中膜,或中膜内血管破裂出血,均可造成中膜撕裂,形成夹层动脉瘤(aneurysm dissecans)。

(三)动脉栓塞

1.发病原因　栓子的来源有心源性和非心源性2大类。

(1)心源性:周围动脉急性栓塞80%～90%来源于心脏病,2/3合并心房颤动。常见的心脏病有风湿性心脏病(风心病)、冠状动脉硬化性心脏病(冠心病)、急性心肌梗死、心肌病、充血性心力衰竭及心脏人工瓣膜置换术后、亚急性细菌性心内膜炎和心脏肿瘤(心房黏液瘤)等。

①器质性心脏病中以风心病和冠心病最为常见。前者患者多较年轻,男女比例为1∶2,后者以老年人居多,男女患病率相仿。据统计,20世纪60年代以前,风心病是动脉栓塞最主要的病因,而60年代以后,则以冠心病为主。目前,冠心病占70%以上,风心病则不到20%。合并心房颤动是周围动脉栓塞的高危因素,周围动脉栓塞的患者约77%合并心房颤动。另据统计,慢性心房颤动并发急性动脉栓塞每年为3%～6%,而阵发性心房颤动,合并动脉栓塞发生率要低很多。陈旧性心肌梗死也是动脉栓塞的危险因素。有研究表明,无论是否合并心房颤动,长期的抗凝血治疗[主要是口服华法林和(或)阿司匹林]不但可以有效地降低脑卒中的发生率,也明显地降低周围动脉栓塞率。

②急性心肌梗死也是动脉栓塞的常见原因,多半发生在心肌梗死6周内。心肌梗死后并发动脉栓塞的病死率高达50%,肝素抗凝可以降低动脉栓塞的发生率。心肌梗死后合并室壁瘤,是动脉栓塞的又一来源,约有50%的室壁瘤有附壁血栓形成,5%并发动脉栓塞。

③在心律失常型心脏病中,病态窦房结综合征(SSS)约16%,完全性房室传导阻滞约1.3%并发动脉栓塞。其他较少见的可并发动脉栓塞的心脏疾病有细菌性心内膜炎和人工心脏瓣膜置换术后等。细菌性心内膜炎(SBE)的栓子常栓塞末梢小动脉,如手掌、跖、趾动脉,除了造成动脉栓塞和组织缺血外,还使炎症播散,是细菌性心内膜炎的严重并发症,发生率为15%～35%。人工心脏瓣膜置换术后,将有25%的患者发生1次以上的动脉栓塞,而且80%栓塞在颅内,其中10%是致命的,多见于未能坚持终身抗凝血治疗者。左心房黏液瘤瘤体部分脱落可导致周围动脉栓塞,但非常少见。

(2)非心源性:非心源性动脉栓塞较少见。主要包括动脉瘤、动脉粥样硬化合并溃疡或狭窄、动脉移植物、血管损伤、肿瘤及静脉血栓形成等。

①动脉瘤的附壁血栓:是仅次于心脏病的动脉栓塞的重要来源,合并动脉栓塞的动脉瘤有腹主动脉瘤、股动脉瘤、腘动脉瘤和锁骨下动脉瘤,其中以腘动脉瘤(25%)、锁骨下动脉瘤(33%)并发动脉栓塞最为多见。

②动脉粥样硬化性狭窄合并血栓:常发生在主动脉或髂动脉,形成的血栓块较大,栓塞的动脉管径亦相应较大。动脉粥样硬化斑块表面溃疡,胆固醇晶体进入血液循环,也能导致动脉栓塞,栓塞管径为200～900μm的末梢动脉,特点是栓子小、数量多,栓塞后不仅堵塞末梢血管,而且胆固醇结晶溶入管壁后还成为炎性肉芽肿,诱发血管周围炎,加重组织缺血。粥样硬化胆固醇结晶栓塞,常在动脉造影或腔内治疗后发生,多累及肾动脉、视网膜动脉、下肢末梢动脉等。表现为持续性高血压、肾功能不全,以及“蓝趾”症或肢体青斑,尚无有效的治疗方法,药物溶栓可能有效。

③血管损伤:尤其是医源性损伤因素有增高的趋势。多见于侵入性检查与治疗,导管表面的血栓,甚至折断的导丝、导管等,都能造成动脉栓塞。其他的血管外慢性损伤,如胸廓出口综合征,以及异常的颈肋或第1胸肋对锁骨下动脉的压迫,常能使之产生附壁血栓,而成为上肢动脉栓塞的栓子来源。长期扶拐行走亦能挫伤腋动脉而导致附壁血栓形成。

④肿瘤:多见于原发或转移性肺癌,预后极差。

⑤静脉血栓:较少见,也称“反常性动脉栓塞”(paradoxical embolus),是静脉血栓脱落经未闭的卵圆孔或室间隔缺损进入动脉系统,多伴有肺栓塞和肺动脉高压。

2.发病机制　急性动脉栓塞造成病理变化包括局部变化(栓塞动脉及受累肢体的变化)和全身变化(血流动力学变化和组织缺血、缺氧所致代谢变化)。

(1)栓塞部位:肢体动脉栓塞占所有病例的70%～80%,下肢动脉栓塞病例5倍于上肢动脉栓塞。约20%动脉栓塞病例累及脑血管,约10%累及内脏动脉。急性动脉栓塞易发生在动脉分叉部位,股动脉分叉最常见,占35%～50%,腘动脉分叉处次之,股动脉和腘动脉栓塞是主动脉和髂动脉栓塞的2倍。然而,动脉硬化性疾病使传统的栓塞部位发生变化。动脉硬化多节段、多平面狭窄性病变,使血栓不单纯局限于血管分叉部位,也可栓塞于动脉狭窄部位。

(2)动脉栓塞局部变化:动脉栓塞的预后在很大程度上取决于栓塞动脉侧支循环建立情况,栓子停留在动脉分叉部位,阻断动脉血流并完全阻断侧支循环,引起肢体严重缺血。下述3方面机制更加重肢体缺血:①动脉血栓蔓延,阻断动脉主干和侧支循环血供,是加重缺血的主要继发因素,早期应积极抗凝血治疗,预防血栓蔓延,保护肢体侧支循环。②局部代谢产物聚集,组织水肿,引起骨筋膜室综合征。③细胞水肿,引起小动脉、小静脉和毛细血管管腔严重狭窄和闭塞,加重组织缺血和静脉回流障碍。

缺血时间、缺血程度、缺血和再灌注损伤影响毛细血管壁完整性。缺血再灌注损伤造成组织释放大量氧自由基,大大超过细胞内自由基氧化系统的处理能力,损害细胞磷脂膜,液体流向组织间隙,造成组织水肿。严重水肿减少局部组织血流,加重毛细血管内皮细胞水肿,形成骨筋膜室综合征,称“无复流现象”,虽经取栓等措施建立主干动脉血供,外周组织仍供血不足,此时,已取栓通畅的动脉可能很快血栓形成。筋膜切开减压可缓解骨筋膜室综合征,但缓解小血管阻塞很困难。

(3)动脉栓塞的全身变化

①肾功能损害:动脉栓塞病例常伴有全身性疾病,Haimovici报道血供建立后,1/3病例死于代谢相关并发症。再灌注损伤“三联征”即外周肌肉坏死、肌红蛋白血症和肌红蛋白尿,引起急性肾衰竭。肾损伤部位发生在近端肾小管,可能是内皮素介导的肾小管损伤。既往认为氧自由基清除剂和碱化尿液是推荐治疗方法,目前认为恰当扩容是最主要的治疗方法之一。

②代谢产物聚集,引起全身变化高K+、高乳酸血症、肌红蛋白血症和细胞酶升高,提示横纹肌缺血溶解。当患肢血供建立后,这些积聚在缺血肢体的代谢产物可突然释放入全身血液循环中,造成严重酸中毒、高血钾和肌红蛋白尿。