第七节 肺动脉高压下肺动脉力学应力-应变关系
低氧能可引起肺小动脉收缩和肺动脉中层平滑肌增生肥厚、胞外基质成分增多，肺动脉血管为适应缺氧而提高肺毛细血管灌流压进行自身调节所发生的重构性病理变化。细胞外神经体液因素（神经递质、生长因子、血管活性物质、细胞因子等）、离子通道与基因表达等因素均参与了缺氧性肺动脉高压时肺动脉血管的重构。低氧可导致肺动脉壁胶原含量堆积、肺动脉顺应性下降使肺动脉压力升高；缺氧能增强肺血管的重构，并且能直接刺激肺血管平滑肌膜去极化，导致钙离子内流，使血管平滑肌收缩；在缺氧刺激之下，肺动脉通过基因表达而产生的重新调整，使得肺动脉血管的组织结构、功能及代谢均出现重新调整，最终导致肺动脉高压。肺动脉血管生物力学载荷试验一般从0开始加载荷，在5～30mmHg的肺动脉载荷压下，测量肺动脉血管长轴、短轴的内径或长度。急性肺动脉高压大鼠在缺氧早期即有组织学的重构性改变，我们曾观察到在缺氧数小时内肺动脉及肺小动脉血管增厚，内径/厚度比值减小。即在缺氧数小时内即出现肺动脉血管组织的重构。肺动脉处于病理重构状态的时间越长，肺动脉纤维化的可能性就越大，慢性肺动脉高压组的肺动脉平滑肌细胞内出现大量线粒体肿胀，细胞间质纤维组织增生；较急性肺动脉高压大鼠的肺动脉血管内纤维组织更加增多；肺动脉血管明显增厚、内径/厚度比值进一步变小。
在肺动脉高压病理变化的同时，肺动脉血管应力等生物力学性质也出现重构性变化。慢性吸烟大鼠的肺动脉血管力学研究曾报道，肺动脉血管应力、应变均出现异常重构性变化。我们曾研究左肺动脉及左肺上叶动脉的肺动脉压应变关系显示，急性、慢性肺动脉高压大鼠的肺动脉血管在长轴与短轴方向的肺动脉压应变测定的物质常数均明显降低（P<0.05～0.001）。分析左肺动脉及左肺上叶动脉的压力应力关系，观察到急性、慢性肺动脉高压大鼠左肺动脉、左肺上叶动脉所测的血管长轴、短轴方向的物质常数绝对值均显著降低（P<0.05～0.001）。
急性肺动脉高压大鼠的肺动脉血管在同等压力作用下的扩展能力显著下降；肺动脉在长轴、短轴方向的应变的物质常数a0，a1，a2均明显降低。慢性肺动脉高压组及在模拟压力下应变曲线进一步变平，肺动脉血管的扩展能力进一步降低。左肺动脉及左肺上叶动脉血管在模拟压力下长轴与短轴方向的应力曲线，在急性、慢性肺动脉高压组也趋向于平直，其相应对照组则呈现二次方程的回归曲线倾向。提示肺动脉高压时的肺动脉壁僵硬度增加，限制了肺动脉血管的扩张，导致了血管壁应力的改变，表现为左肺动脉及左肺上叶动脉长轴和短轴方向应力物质常数的绝对值均明显降低。提示在给定肺动脉压下，血管腔内应力上升的能力下降；慢性肺动脉高压时随着血管内压的增加，血管内应力的上升反应能力减低，这可能在肺动脉高压时，血管对血压升高的一个保护机制。正常状态下的应力应变关系对于维持肺循环系统的低压特点有着重要的作用。肺动脉高压时血管内压力是刺激肺动脉血管生长的主要因素之一。在病理状态血管内应力的作用下，促进血管的生长，引起了肺动脉高压时肺动脉血管的组织学重塑。据文献记载，应力作用致使血管内皮细胞结构、功能变化，肺动脉高压血管病理组织的生长率与血管的应力成正比。
急性、慢性肺动脉高压大鼠的肺动脉均出现肺动脉血管的病理组织学重构，血管厚度、内径/厚度比值异常；慢性肺动脉高压大鼠肺动脉中层的胶原纤维组织增多。肺动脉高压大鼠的主肺动脉、左肺动脉展开角均较相应对照组明显缩小；离体左肺动脉及左肺上叶动脉血管进行的载荷试验，观察到急性、慢性肺动脉高压肺动脉血管在模拟血压下的应变、应力曲线均较对照组平直；表明急性肺动脉高压血管在同等压力作用下的扩展能力下降，血管腔内应力上升的能力下降，肺动脉血管物质常数反映了肺动脉高压重构血管的黏弹性。肺动脉高压时血管内应力升高，是促进肺动脉血管生长，引起肺动脉血管的组织学重构的重要因素之一。
（陈 明）
参考文献
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