血管外膜功能紊乱

 
      正常情况下，血管外膜分泌适量的生物活性物质，通过自分泌与旁分泌作用或相互偶联作用，维持管壁的正常张力及血管功能的稳态平衡。当各种物理、化学、生物等致病因素作用时，会引起外膜的诸多结构成分改变，导致外膜功能紊乱。成纤维细胞作为血管外膜的主要细胞成分，在病理性因素刺激下首先被激活，发生形态、结构及功能的改变;同时亦释放活性氧、细胞因子、基质金属蛋白酶等，通过旁分泌作用，使平滑肌细胞增殖、迁移，内皮细胞释放NO减少，最终导致血管稳态失衡后的病理性重构发生。
一、外膜细胞表型转化
      成纤维细胞是血管壁的前哨细胞(sentinel cell )，对各种刺激首先发生激活反应。体外细胞培养显示，成纤维细胞在分化过程中，不仅形态学及细胞器发生了变化，其功能特征亦发生变化。特别是随着α-SMA的表达，胞质内逐渐出现纤维肌丝并诱导该细胞产生收缩能力，这些形态及功能特征意味着成纤维细胞的表型发生了变化，从不具活性的静止状态分化为具有收缩能力的平滑肌样细胞，即成肌纤维细胞。因此，α-SMA是鉴定成纤维细胞分化为成肌纤维细胞的标志。年多细胞因子及生长因子，如TGFPB,等可以诱导这 一分化过程。一 些其他细胞 ，包括上皮细胞、内皮细胞及循环祖细胞亦可分化为成肌纤维细胞，α-SMA是其分化标志，但不能鉴定其细胞起源，亦不能在细胞群中区别平滑肌细胞。
二、外膜细胞功能紊乱
      在各种病理和生理因素刺激下，激活的成纤维细胞发生哪些改变呢? 1996年Shi等首先在球囊扩张造成冠状动脉中膜损伤的实验中，发现AF的增生先于中层VSMC，且在损伤全过程中，AF的增生活性均大于中膜VSMC，首次提 出了外膜重塑( adventitial remodelin）的概念。激活的成纤维细胞增生、迁移、分泌ECM,参与新生内膜的形成。
      研究发现成纤维细胞在血管外膜重塑中出现以下变化：①细胞增殖。成纤维细胞增殖是血管损伤后的早期表现，其增殖依靠活性氧类(ROS)，特别是来源于NADPH氧化酶的过氧化氢的作用。在动脉损伤的动物模型中，血管损伤后局部缺血、缺氧，血管外膜的成纤维细胞能快速适应局部血管的需要，启动激活蛋白激 酶C ( protein kinase C, PKC )和MAPK家族成员，导致成纤维细胞大量增殖。同时，激活的成纤维细胞释放血管活一系列的生长因子、细胞因子和ROS等，通过旁分泌作用，诱导平滑肌细胞由收缩表型分化为分泌表型，后者促进平滑肌细胞增殖。②迁移入内膜。在血管损伤模型中(重度或中度球囊损伤)，成纤维细胞的表型发生改变，转化为成肌纤维细胞，后者可向管腔方向迁移并增殖形成新生内膜。同时发现，猪冠状动脉损伤模型中动脉外膜细胞增生先于中层平滑肌细胞，且在球囊损伤三天后达高峰。在损伤全过程中，外膜细胞增生活性均大于中层细胞，并获得α-SMA表达特征，提示外膜细胞由成纤维细胞表型转化为成肌纤维细胞表型。在大鼠颈动脉损伤的模型中，用表达β半乳糖苷酶的腺病毒载体标记成纤维细胞，直接证明了成纤维细胞在动脉损伤后由外膜迁移到内膜，引起血管重塑。③ECM增多。外膜ECM的成分主要受成纤维细胞调节。血管损伤使得成纤维细胞向成肌纤维细胞转化，继而引起ECM分子大量产生及过度沉积，影响管壁的僵硬度。纤维状胶原蛋白是外膜基质的主要成分，最为丰富的是成纤维细胞产生的I型与II型胶 原。另外，纤连蛋白、腱生蛋白( tenascin-C，TN-C )、弹性蛋白增加，以及基质金属蛋白酶活性改变等，这些ECM与血管细胞相互作用，通过细胞表面的黏附分子，参与外膜组织修复与重构过程。④调节免疫反应。既往的观点认为成纤维细胞激活对免疫反应是没有意义的，但目前已很清楚，成纤维细胞在天然免疫与适应性免疫中均起了重要作用。激活的成纤维细胞产生大量促炎因子，细胞因子与趋化因子调节组织驻留巨噬细胞激活，促进血液来源的炎性单核细胞募集，并调节T细胞激活。
三、外周脂肪组织功能紊乱
      近年来，外周脂肪组织( PVAT )作为血管 生物学的一-种新的成分 ，通过分泌大量的生物活性分子发挥以下作用：①调节外膜成纤维细胞表型转化，参与血管重塑过程；②调节血管平滑肌收缩、增殖与迁移；③调节内皮细胞功能，参与血管舒张血管损伤时PVAT功能紊乱，其重要的形态学特征是质量改变。不同病理生理状态可表现出不同的PVAT质量，如肥胖导致血管慢性低度炎症改变时PVAT质量增加，表现为脂肪细胞膨胀与增生。高血压动物模型中，不论是血管紧张素II诱导高血压大鼠，还是醋酸脱氧皮质酮( desoxycortico-sterone acetate, DOCA)盐高血压大鼠模型都使PVAT质量改变，而在自发性高血压大鼠主动脉PVAT中，棕色脂肪细胞的密度以及数目均大于对照大鼠，从而引起PVAT结构与功能变化。PVAT的结构与功能改变具体表现如下：①PVAT分泌生物活性分子失衡：促炎因子如IL6、IL8及MCP1增加，而 脂联索的分泌相对减少。PVAT 还含有基质血管 成分( stromal vascular fraction, SVF)，包括成纤维细胞、间充质干细胞、淋巴细胞、巨噬细胞以及来自滋养血管的内皮细胞。血管损伤时，PVAT的SVF数量增多，如巨噬细胞浸润，促进炎症反应。②PVAT抗收缩能力减弱：病理状 态下血管外周衍生的舒张因子( PVRF)及一系列脂肪因子产生不平衡，同时巨噬细胞浸润及ROS增多导致PVAT的抗收缩能力减弱，引起血管平滑肌细胞收缩异常。也有研究认为PVAT功能紊乱涉及K、通道和平滑肌细胞Ca2+平衡失调。我们的研究还证实DOCA盐高血压大鼠PVAT分泌的补体C3与外膜重塑有关。③PVAT 促细胞增殖迁移：如PVAT分泌内脂素( visfatin )作为烟酰胺磷酸核糖基转移酶(nicotinamide phropolotytansterese )合成烟酰胺单核苷酸( nicotinamide mononucleotide )，可介导血管平滑肌细胞增殖。总之，PVAT 质量变化促进炎症细胞浸润，细胞因子及脂肪因子分泌失衡，导致平滑肌细胞收缩功能异常，同时增殖、迁移，参与新生内膜的形成。PVAT衍生的血管活性物质也可以通过外膜的改变影响血管功能，我们通过质谱发现PVAT表达大量的补体C3，进一步证实C3促进外膜成纤维细胞表型转化的同时诱导细胞迁移。然而，有研究报道PVAT分泌的脂联素抑制脂多糖诱导的外膜成纤维细胞表型转化，以及迁移和增殖，提示PVAT分泌的多种生物活性分子在外周微环境中相互牵制、相互作用，调节血管的结构与功能。