门脉系统高阻力状态的实验研究
作者：王维民 黄 庭 韩铁然 周正飞 章来长 严 昆
单位：100034 北京医科大学第一医院外科(王维民，黄 庭，韩铁然，周正飞)；空军北京医院外科(章来长)；北京市肿瘤研究所超声诊断室(严 昆)
关键词：门脉系统；高血压，门脉；肝硬变；疾病模型，动物
中华医学杂志930610 摘要 在9只狗门脉内注入白芨混悬液制成门脉系统高阻力模型。术后10天、20天用超声多普勒复合装置进行血流量测定，并开腹测量门脉压力及阻力，取肝活体做组织学观察。结果表明门脉可以维持高阻力状态，门脉压力有不同程度的升高，同时门脉血流量亦有增加。肝脏汇管区出现纤维化，肝功能良好。实验证明：门脉阻力增加可引起压力升高，门脉阻力增加与血流量增多是产生及维持门脉高压症的必要因素。
门脉高压症发病机制发复杂，至今尚有许多问题未解决。肝硬变时门脉系统阻力增加是门脉高压症的主要原因之一。为探讨门脉阻力在门脉高压证发病及病程中的作用，我们利用动物进行了如下观察。
, 百拇医药
材料及方法
一、门脉高阻力动物模型的设计和方法
取优质女芨，粉碎后制成105～180μm大小微粒，高温灭菌后备用。
选健康成年狗，以5%戊巴比妥钠静脉麻醉后，正中切口入腹，测量下腔静脉压(IVCP)后，行门脉主穿刺，测量自由门脉压(FPP)及肝侧门脉闭锁压(HOPP)。用生理盐水将白芨粉配成25μg/ml的混悬液，分次向门脉内注入，使FPP上升至2.942kPa(30cmH2O)以上，并维持至少半小时。重复测定IVCP，FPP及HOPP，关腹。术后存活狗共9只。
二、观察项目与时间
1.压力：采用玻璃水柱测压，于白芨注入前、注入后10天及20天测定IVCP、FPP及HOPP。
, 百拇医药
2.血流量：采用日本Aloka SSD-650超声多普勒复合装置，多普勒发射频率3.5mHz。分别于术前、术后10天及20天测量狗门脉主干面积(S)、血流速度(V)，依公式Q＝0.57V×S×60(ml/min)计算血流量(Q)。
3.阻力：依公式R＝(FPP-IVCP)/Q计算门脉阻力(R)。
4.肝组织学：每次开腹时取肝组织，作HE及网织纤维染色，光镜下观察栓塞前、栓塞后10天及20天肝组织形态特点。
5.食道及腹壁静脉：术前及术后3个月查胃镜，了解食道静脉是否曲张。腹壁静脉情况随时观察。
6.肝肾功能：每次开腹后取血，测定丙氨酸转氨酶、谷氨酸转氨酶、血浆总蛋白及白蛋白，碱性磷酸酶和尿素氮，了解栓塞前、栓塞后10天及20天的肝肾功能情况。
, 百拇医药 7.统计学处理：采用配对资料t检验及多元相关分析，P<0.05时有统计学意义。
结 果
1.术前9只狗门脉压为1.76±0.11kPa(
±s，下同)，门脉血流量为437±80ml/min。
2.手术所见：栓塞前肝色红润，质柔软。白芨栓塞后，肝色暗，肿胀，质韧，肠壁及系膜见散发出血点，脏器表面有渗出。术后10天、20天及3个月肝仍硬韧，肿胀，表面色泽不均，有粟粒状花斑。
术前腹壁静脉不曲张，术后则明显充盈，并有曲张样改变。
3.术后10天FPP、HOPP、R及Q较术前明显升高；术后20天，FPP、Q仍高于术前，而HOPP、R与术前相比则未见明显改变(附表)。
, 百拇医药
附表 栓塞术后门脉血流动力学改变(±s，n＝9) 术后时间
FPP(kPa)
HOPP(kPa)
R(×104kPa.ml-3.min)
Q(ml/min)
增加值
增幅(%)
增加值
增幅(%)
增加值
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增幅(%)
增加值
增幅(%)
10天
0.5±0.4△
28.6±23.8△
0.25±0.23△△
18.2±18.1△△
8.0±5.0△
82.5±67.0△
, http://www.100md.com 116.2±106△△
27.1±24.5△△
20天
0.6±0.4
32.4±24.5
0.27±0.31
19.2±23.7
6±6
76.5±108.4
92±101
23.6±23.0
, 百拇医药 注：1kPa＝7.5mmHg；与术前比较，△P<0.01，△△P<0.05
4.术后10天及20天FPP升高与HOPP及R的增加呈明显正相关(ν＝0.91，P<0.01与ν＝0.81，P<0.05)，但与门脉血流量的增加未见相关关系。
5.栓塞后超声图象显示肝回声欠匀质，未见结节，少量腹水，门脉系统血管扩张。多普勒频谱显示门脉血液流速减缓，但血流量增加。
6.正常肝脏光镜下细胞形态规整，排列有序，胞膜、胞核清晰，肝窦大小适中，汇管区结构正常门脉属支不扩张。栓塞后取材，见白芨颗粒位于肝窦前门脉小分支内(图1)，而肝窦及中央静脉内则未见白芨颗粒。术后10天及20天，肝细胞肿胀变性，汇管区纤维组织增生，纤维组织随时间延长而有增多趋势(图2)。
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图1 示肝脏汇管及栓塞后门脉终未支内白芨颗粒 HE×400
图2 示栓塞后肝脏汇管区纤维组织增生,网织染色 HE×200
7.术后3个月胃镜显示食道静脉充盈，呈轻度曲张状。腹壁静脉中度曲张，局部呈曲型蚯蚓状外观。
8.术后血浆总蛋白、白蛋白有下降趋势，碱性磷酸酶明显升高，而转氨酶及尿素氮则未见明显变化。
讨 论
理想的门脉高压症动物模型应与人类常见的病理改变相一致，出现肝硬变、门脉高压及食道静脉曲张，同时还应简便易行、安全稳定。其高阻力模型的制作方法，一般大致有门脉缩窄、肝静脉结扎及门脉内二氧化硅、聚乙烯醇等栓塞。但这些方法制剂昂贵，操作复杂。动物死亡率较高。采用白芨粉注入门脉小分支制成门脉高阻力模型，文献中尚乏报道。白芨为药用植物，能通过抑制纤溶及血小板第III因子产生人工血栓而起到止血作用。白芨注入体内5天内可吸收消失，局部形成缺血坏死及纤维化〔1〕，白芨注入门后，分散于窦前门脉小分支内，光镜下可见白芨成分。栓塞后肝细胞肿胀，肝窦狭窄，以后则出现肝汇管区纤维化，是形成门脉阻力升高并继续持续的病理学基础。尽管至术后10天白芨已被吸收，但由于汇管区纤维化的存在仍可继续维持门脉系统高阻力状态，至少在短期内观察有关的血流动力学变化是可取的。
, 百拇医药
白芨混悬液注入门脉后，门脉压力及阻力即刻升高。术后10天仍高于术前水平，增加幅度分别达到29%和83%。术后20天因样本数少，未见统计学意义。门脉阻力增加后压力升高，说明了在门脉高压形成过程中，阻力对门脉压力的决定性作用。与Whipple〔2〕提出的门脉高压症发病的后向性血流理论(backward flow theory)相一致。值得提出的是，用超声多普勒对栓塞前后门脉血流量测定结果显示，栓塞后10天及20天门脉血流量分别增加116ml/min和91.5ml/min，分别较术前增加27%和24%。其差异有显著意义。Moreno等〔3〕测定一组肝硬变病人门脉血流量及压力，结果为门脉压力升高，而血流量下降。而MOriyasu等〔4〕研究了不同肝病病人的血流动力学，发现肝硬变病人门脉阻力较正常对照高5保以上，而门脉血流量则无明显增加。上述研究均排除了门脉血流量在门脉高压中的作用，强调门脉阻力增加是门脉压力升高的唯一原因。Vorobioff等〔5〕测定CCl4诱导肝硬变大鼠的门脉血流量，发现门脉血流量明显时间加，从而提出了门脉高压症发病的前后性血流理论(forward flow theory)。Bredfeldt等〔6〕在CCl4肝硬变大鼠模型研究中也发现门脉阻力与正常组无明显区别，而门脉血流量增加。不少研究表明，门脉高压时门脉血流量增加对门脉压力升高有一定作用。本实验结果表明，门脉阻力增加后脉血流量也随之增加。尽管经过多元相关分析未能得出二者的相关关系，但说明门脉压力升高是门脉阻力增加与血流量增加二者共同作用的结果。Benoit等〔7〕认为，在维持门脉高压状态的因素中，内脏血流量因素占40%，门脉阻力因素为60%。本研究结果也显示门永阻力增加是门脉压力升高的始动因素，阻力增加后，门脉血流量随之增加，后者可能是维持门脉高压状态的重要因素。
, http://www.100md.com
本研究模型门脉血流量增加的原因尚有待进一步研究。分析可能与门脉栓塞后肝脏对体内液递物质的灭活能力降低，以及门脉栓塞后侧支循环的开放使液递物质逃避了肝脏代射，由此介导出内脏高动力状态有关。李向农等〔8〕研究显示肝细胞损害过程中，伴有液递物质水平升高，内脏血流量增加，当肝功能恢复正常后，液递物质水平则恢复至正常。这也是有些学者提出的“功能性门脉高压症”的原因〔9〕。
本研究模型术后肝功大致正常，碱性磷酸酶明显升高，可能与肝内梗阻及浸润性病变有关。血浆总蛋白及白蛋白的下降可能与术后营养不良有关。
门脉高压症是一组症候群，是多因素共同作用的结果，这其中包括门脉系统阻力、血流量、液递物质以及其他一些因素。将其发病归因于任一个因素都是不恰当的。门脉系统阻力升高与血流量增加二者共存并共同决定了门脉压力的程度，二者之一均不能单独引起及维持持久的门脉高压，产生门脉高压症。
, 百拇医药
注：本课题为国家自然科学基金资助项目
参考文献
1 马 霄，刘迁杰.中药白芨的实验研究.中华医学杂志，1964，50：246.
2 Whipple AO.The problem of portal hypertension in relation to hepato-splenopathies.Ann Surg,1945,122:449.
3 Moreno AH,Burchell AR,Rousselot LM,et al.Portal blood flow in cirrhosis of the liver.J Clin Invest,1967,46:436.
4 Moriyasu F,Nishida O,Ban N,et al.Measurement of portal vascular resistance in patients with potal hypertension.Gastroenterology,1986,90:710.
, http://www.100md.com
5 Vorobioff J,Bredfeldt JE,Groszmann RJ.Increased blood flow through the portal system in cirrhotic rats.Gastroenterology,1984,87:1120.
6 Bredfeldt JE,Vorobioff J,Riley EM,et al.Portal venous inflow modulates portal hypertension in cirrhotic rats:further evidence for the “forward flow” theory (Abstr).Gastroenterology,1983,84:1365.
7 Benoit JN,Womack WA,Hernaudez L,et al.“Forward” and “Backword” flow mechanisms of portal hypertension.Relative contributions in the rat model of portal vein stenosis.Gastroenterology,1985,89:1092.
8 李向农，黄萃庭，王新慧，等.实验性肝硬化大鼠血中液递物质的变化及其对血流动力学影响.中华外科杂志，1989，27：489.
9 黄萃莛，杜如昱，冷希圣.“液递物质”在门静脉高压症发病中的作用.中华外科杂志，1982，20：513.
(收稿：1993-02-01 修回：1993-03-20), 百拇医药
单位：100034 北京医科大学第一医院外科(王维民，黄 庭，韩铁然，周正飞)；空军北京医院外科(章来长)；北京市肿瘤研究所超声诊断室(严 昆)
关键词：门脉系统；高血压，门脉；肝硬变；疾病模型，动物
中华医学杂志930610 摘要 在9只狗门脉内注入白芨混悬液制成门脉系统高阻力模型。术后10天、20天用超声多普勒复合装置进行血流量测定，并开腹测量门脉压力及阻力，取肝活体做组织学观察。结果表明门脉可以维持高阻力状态，门脉压力有不同程度的升高，同时门脉血流量亦有增加。肝脏汇管区出现纤维化，肝功能良好。实验证明：门脉阻力增加可引起压力升高，门脉阻力增加与血流量增多是产生及维持门脉高压症的必要因素。
门脉高压症发病机制发复杂，至今尚有许多问题未解决。肝硬变时门脉系统阻力增加是门脉高压症的主要原因之一。为探讨门脉阻力在门脉高压证发病及病程中的作用，我们利用动物进行了如下观察。
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材料及方法
一、门脉高阻力动物模型的设计和方法
取优质女芨，粉碎后制成105～180μm大小微粒，高温灭菌后备用。
选健康成年狗，以5%戊巴比妥钠静脉麻醉后，正中切口入腹，测量下腔静脉压(IVCP)后，行门脉主穿刺，测量自由门脉压(FPP)及肝侧门脉闭锁压(HOPP)。用生理盐水将白芨粉配成25μg/ml的混悬液，分次向门脉内注入，使FPP上升至2.942kPa(30cmH2O)以上，并维持至少半小时。重复测定IVCP，FPP及HOPP，关腹。术后存活狗共9只。
二、观察项目与时间
1.压力：采用玻璃水柱测压，于白芨注入前、注入后10天及20天测定IVCP、FPP及HOPP。
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2.血流量：采用日本Aloka SSD-650超声多普勒复合装置，多普勒发射频率3.5mHz。分别于术前、术后10天及20天测量狗门脉主干面积(S)、血流速度(V)，依公式Q＝0.57V×S×60(ml/min)计算血流量(Q)。
3.阻力：依公式R＝(FPP-IVCP)/Q计算门脉阻力(R)。
4.肝组织学：每次开腹时取肝组织，作HE及网织纤维染色，光镜下观察栓塞前、栓塞后10天及20天肝组织形态特点。
5.食道及腹壁静脉：术前及术后3个月查胃镜，了解食道静脉是否曲张。腹壁静脉情况随时观察。
6.肝肾功能：每次开腹后取血，测定丙氨酸转氨酶、谷氨酸转氨酶、血浆总蛋白及白蛋白，碱性磷酸酶和尿素氮，了解栓塞前、栓塞后10天及20天的肝肾功能情况。
, 百拇医药 7.统计学处理：采用配对资料t检验及多元相关分析，P<0.05时有统计学意义。
结 果
1.术前9只狗门脉压为1.76±0.11kPa(
±s，下同)，门脉血流量为437±80ml/min。2.手术所见：栓塞前肝色红润，质柔软。白芨栓塞后，肝色暗，肿胀，质韧，肠壁及系膜见散发出血点，脏器表面有渗出。术后10天、20天及3个月肝仍硬韧，肿胀，表面色泽不均，有粟粒状花斑。
术前腹壁静脉不曲张，术后则明显充盈，并有曲张样改变。
3.术后10天FPP、HOPP、R及Q较术前明显升高；术后20天，FPP、Q仍高于术前，而HOPP、R与术前相比则未见明显改变(附表)。
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附表 栓塞术后门脉血流动力学改变(
±s，n＝9) 术后时间FPP(kPa)
HOPP(kPa)
R(×104kPa.ml-3.min)
Q(ml/min)
增加值
增幅(%)
增加值
增幅(%)
增加值
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增幅(%)
增加值
增幅(%)
10天
0.5±0.4△
28.6±23.8△
0.25±0.23△△
18.2±18.1△△
8.0±5.0△
82.5±67.0△
, http://www.100md.com 116.2±106△△
27.1±24.5△△
20天
0.6±0.4
32.4±24.5
0.27±0.31
19.2±23.7
6±6
76.5±108.4
92±101
23.6±23.0
, 百拇医药 注：1kPa＝7.5mmHg；与术前比较，△P<0.01，△△P<0.05
4.术后10天及20天FPP升高与HOPP及R的增加呈明显正相关(ν＝0.91，P<0.01与ν＝0.81，P<0.05)，但与门脉血流量的增加未见相关关系。
5.栓塞后超声图象显示肝回声欠匀质，未见结节，少量腹水，门脉系统血管扩张。多普勒频谱显示门脉血液流速减缓，但血流量增加。
6.正常肝脏光镜下细胞形态规整，排列有序，胞膜、胞核清晰，肝窦大小适中，汇管区结构正常门脉属支不扩张。栓塞后取材，见白芨颗粒位于肝窦前门脉小分支内(图1)，而肝窦及中央静脉内则未见白芨颗粒。术后10天及20天，肝细胞肿胀变性，汇管区纤维组织增生，纤维组织随时间延长而有增多趋势(图2)。
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图1 示肝脏汇管及栓塞后门脉终未支内白芨颗粒 HE×400
图2 示栓塞后肝脏汇管区纤维组织增生,网织染色 HE×200
7.术后3个月胃镜显示食道静脉充盈，呈轻度曲张状。腹壁静脉中度曲张，局部呈曲型蚯蚓状外观。
8.术后血浆总蛋白、白蛋白有下降趋势，碱性磷酸酶明显升高，而转氨酶及尿素氮则未见明显变化。
讨 论
理想的门脉高压症动物模型应与人类常见的病理改变相一致，出现肝硬变、门脉高压及食道静脉曲张，同时还应简便易行、安全稳定。其高阻力模型的制作方法，一般大致有门脉缩窄、肝静脉结扎及门脉内二氧化硅、聚乙烯醇等栓塞。但这些方法制剂昂贵，操作复杂。动物死亡率较高。采用白芨粉注入门脉小分支制成门脉高阻力模型，文献中尚乏报道。白芨为药用植物，能通过抑制纤溶及血小板第III因子产生人工血栓而起到止血作用。白芨注入体内5天内可吸收消失，局部形成缺血坏死及纤维化〔1〕，白芨注入门后，分散于窦前门脉小分支内，光镜下可见白芨成分。栓塞后肝细胞肿胀，肝窦狭窄，以后则出现肝汇管区纤维化，是形成门脉阻力升高并继续持续的病理学基础。尽管至术后10天白芨已被吸收，但由于汇管区纤维化的存在仍可继续维持门脉系统高阻力状态，至少在短期内观察有关的血流动力学变化是可取的。
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白芨混悬液注入门脉后，门脉压力及阻力即刻升高。术后10天仍高于术前水平，增加幅度分别达到29%和83%。术后20天因样本数少，未见统计学意义。门脉阻力增加后压力升高，说明了在门脉高压形成过程中，阻力对门脉压力的决定性作用。与Whipple〔2〕提出的门脉高压症发病的后向性血流理论(backward flow theory)相一致。值得提出的是，用超声多普勒对栓塞前后门脉血流量测定结果显示，栓塞后10天及20天门脉血流量分别增加116ml/min和91.5ml/min，分别较术前增加27%和24%。其差异有显著意义。Moreno等〔3〕测定一组肝硬变病人门脉血流量及压力，结果为门脉压力升高，而血流量下降。而MOriyasu等〔4〕研究了不同肝病病人的血流动力学，发现肝硬变病人门脉阻力较正常对照高5保以上，而门脉血流量则无明显增加。上述研究均排除了门脉血流量在门脉高压中的作用，强调门脉阻力增加是门脉压力升高的唯一原因。Vorobioff等〔5〕测定CCl4诱导肝硬变大鼠的门脉血流量，发现门脉血流量明显时间加，从而提出了门脉高压症发病的前后性血流理论(forward flow theory)。Bredfeldt等〔6〕在CCl4肝硬变大鼠模型研究中也发现门脉阻力与正常组无明显区别，而门脉血流量增加。不少研究表明，门脉高压时门脉血流量增加对门脉压力升高有一定作用。本实验结果表明，门脉阻力增加后脉血流量也随之增加。尽管经过多元相关分析未能得出二者的相关关系，但说明门脉压力升高是门脉阻力增加与血流量增加二者共同作用的结果。Benoit等〔7〕认为，在维持门脉高压状态的因素中，内脏血流量因素占40%，门脉阻力因素为60%。本研究结果也显示门永阻力增加是门脉压力升高的始动因素，阻力增加后，门脉血流量随之增加，后者可能是维持门脉高压状态的重要因素。
, http://www.100md.com
本研究模型门脉血流量增加的原因尚有待进一步研究。分析可能与门脉栓塞后肝脏对体内液递物质的灭活能力降低，以及门脉栓塞后侧支循环的开放使液递物质逃避了肝脏代射，由此介导出内脏高动力状态有关。李向农等〔8〕研究显示肝细胞损害过程中，伴有液递物质水平升高，内脏血流量增加，当肝功能恢复正常后，液递物质水平则恢复至正常。这也是有些学者提出的“功能性门脉高压症”的原因〔9〕。
本研究模型术后肝功大致正常，碱性磷酸酶明显升高，可能与肝内梗阻及浸润性病变有关。血浆总蛋白及白蛋白的下降可能与术后营养不良有关。
门脉高压症是一组症候群，是多因素共同作用的结果，这其中包括门脉系统阻力、血流量、液递物质以及其他一些因素。将其发病归因于任一个因素都是不恰当的。门脉系统阻力升高与血流量增加二者共存并共同决定了门脉压力的程度，二者之一均不能单独引起及维持持久的门脉高压，产生门脉高压症。
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注：本课题为国家自然科学基金资助项目
参考文献
1 马 霄，刘迁杰.中药白芨的实验研究.中华医学杂志，1964，50：246.
2 Whipple AO.The problem of portal hypertension in relation to hepato-splenopathies.Ann Surg,1945,122:449.
3 Moreno AH,Burchell AR,Rousselot LM,et al.Portal blood flow in cirrhosis of the liver.J Clin Invest,1967,46:436.
4 Moriyasu F,Nishida O,Ban N,et al.Measurement of portal vascular resistance in patients with potal hypertension.Gastroenterology,1986,90:710.
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5 Vorobioff J,Bredfeldt JE,Groszmann RJ.Increased blood flow through the portal system in cirrhotic rats.Gastroenterology,1984,87:1120.
6 Bredfeldt JE,Vorobioff J,Riley EM,et al.Portal venous inflow modulates portal hypertension in cirrhotic rats:further evidence for the “forward flow” theory (Abstr).Gastroenterology,1983,84:1365.
7 Benoit JN,Womack WA,Hernaudez L,et al.“Forward” and “Backword” flow mechanisms of portal hypertension.Relative contributions in the rat model of portal vein stenosis.Gastroenterology,1985,89:1092.
8 李向农，黄萃庭，王新慧，等.实验性肝硬化大鼠血中液递物质的变化及其对血流动力学影响.中华外科杂志，1989，27：489.
9 黄萃莛，杜如昱，冷希圣.“液递物质”在门静脉高压症发病中的作用.中华外科杂志，1982，20：513.
(收稿：1993-02-01 修回：1993-03-20), 百拇医药