動(dòng)物醫(yī)學(xué)臨床前/動(dòng)脈粥樣硬化模型
動(dòng)脈粥樣硬化模型
1.高膽固醇、高脂肪飼料喂養(yǎng)法:
是目前比較常用的方法,特點(diǎn)是死亡率低,可長(zhǎng)期觀察,但費(fèi)時(shí)久。一般在家兔、鴿、雞等,經(jīng)數(shù)周喂養(yǎng)就可產(chǎn)生明顯的高脂血癥,經(jīng)數(shù)月就能形成早期的動(dòng)脈粥樣硬化病變。大白鼠、小白鼠及犬則較難形成,如果飼料中增加蛋黃、膽酸和豬油等,可用促進(jìn)作用。為了促進(jìn)病變的形成,在高脂飼料中還可加入甲基硫氧嘧啶、丙基硫氧嘧啶、甲亢平、維生素D、蔗糖等。
具體復(fù)制方法:
兔誘發(fā)模型:體重2kg左右,每天喂服膽固醇0.3g,4個(gè)月后肉眼可見(jiàn)主動(dòng)脈粥樣硬化斑塊;若每天劑量增至0.5g,3個(gè)月后可出現(xiàn)斑塊;若增至每天1g,可縮為2個(gè)月。在飼料中加入15%蛋黃粉、0.5%膽固醇和5%豬油,經(jīng)3周后,將飼料中膽固醇減去,再喂3周,可使主動(dòng)脈斑塊發(fā)生率達(dá)100%,血清膽固醇可長(zhǎng)高至2000mg%。大白鼠誘發(fā)模型:喂服1～4%膽固醇、10%豬油、0.2%甲基硫氧嘧啶、86～89%基礎(chǔ)飼料,7～10天;或喂服10%蛋白黃粉、5%豬油、0.5%膽鹽、85%基礎(chǔ)飼料,7天后均可形成高膽固醇血癥。小白鼠誘發(fā)模型:雄性小白鼠飼以1%膽固醇及10%豬油的高脂飼料,7天后血清膽固醇即升為343±15mg;若在飼料中再加入0.3%的膽酸,連飼7天,血清膽固醇可高達(dá)530±36mg%。雞、鴿誘發(fā)模型:4～8周的萊克享雞,在飼料中加入1～2%膽固醇或15%的蛋黃粉,再加5～10%的豬油,經(jīng)過(guò)6～10周,血膽固醇升至1000～4000mg%,胸主動(dòng)脈斑塊發(fā)生率達(dá)100%。鴿喂飼膽固醇3g/kg/天,加甲基硫氧嘧啶0.1g,可以產(chǎn)生較多動(dòng)物斑塊。
2.免疫學(xué)方法:
將大白鼠主動(dòng)脈勻漿給兔注射,可引起血膽固醇、β-脂蛋白及甘油三脂升高。給兔注射馬血清10ml/kg/次,共4次,每次間隔17天,動(dòng)脈內(nèi)膜損傷率為88%,冠狀動(dòng)脈亦有粥樣硬化的病變;同時(shí)給予高膽固醇飼料,病變更加明顯。兔喂飼含1%膽固醇的飲料,靜脈注射牛血清白蛋白250mg/kg,可加速高膽固醇飼料引起的動(dòng)脈內(nèi)膜病變形成。
3.注射兒茶酚胺類藥物法:
給兔靜脈滴注去甲腎上腺素1mg/日,時(shí)間為30分鐘。一種方法是先點(diǎn)滴15分鐘,休息5分鐘后再滴15分鐘;另一方法是每次點(diǎn)滴5分鐘和休息5分鐘,反復(fù)6次。以上兩種方法持續(xù)兩周,均可引起主動(dòng)脈病變,呈現(xiàn)血管壁中層彈性纖維拉長(zhǎng)、劈裂或斷裂,病變中出現(xiàn)壞死及鈣化。
4.注入同型半胱氨酸法:
給兔皮下注射同型半胱氨酸硫代內(nèi)脂(dl-homocysteine thiolactone)20～25mg/kg/日(以5%葡萄糖溶液配成1mg/ml的濃度),連續(xù)20～25天,成年兔及幼兔均可出現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化的典型病變。冠狀動(dòng)脈管腔變窄、動(dòng)脈壁內(nèi)膜肌細(xì)胞增生、纖維組織增生、彈力纖維斷裂、管壁變厚、基質(zhì)中出現(xiàn)成堆的顆粒狀和纖維狀異染物質(zhì)。如在飼料中加入20%的膽固醇,再同時(shí)注射同型半胱氨酸硫代內(nèi)脂,則全部動(dòng)物出現(xiàn)顯著的動(dòng)脈粥樣硬化病變。
5.注射表面活化劑法:
給大白鼠腹腔注射Triton WR1339 300mg/kg,9小時(shí)后使血清膽固醇升高3-4;20小時(shí)后雄性大白鼠血清膽固醇仍為正常的3～4倍,而雌性大白鼠卻為6倍左右;用藥后24小時(shí)左右升脂作用達(dá)最高點(diǎn),48小時(shí)左右恢復(fù)正常。其中以甘油三脂升高最強(qiáng),其次是磷脂、游離脂肪酸及游離膽固醇,對(duì)膽固醇脂沒(méi)有影響。
6.膽固醇一脂肪乳劑靜脈注射法:
將膽固醇及豬油各3g在電磁加熱攪拌下完全溶解后加入吐溫-803g,攪勻,再緩緩加入丙二醇5ml和沸水的混合液,充分?jǐn)嚢枞榛?使成100ml,經(jīng)抽濾后顯微鏡下檢查,乳劑顆粒均勻,并小于7～8μm即可應(yīng)用。給兔耳緣靜脈注射5ml/kg,可見(jiàn)血漿膽固醇及甘油三酯立即升高?？偰懝檀忌咧琳５?倍,其中主要是游離膽固醇,游離膽固醇和總膽固醇的比值為90%。以后血漿總膽固醇逐漸降低,6小時(shí)時(shí)出現(xiàn)一低峰,后略有回升。3～4天后游離膽固醇和總膽固醇的比值接近正常(40%左右),直到7～14天血漿膽固醇恢復(fù)正常。
7.幼乳大白鼠法:
一般乳幼大白鼠的血清膽固醇高于或成年大白的2～3倍,這是由于乳汁中脂肪含量很高,而甲狀腺功能尚不健全的緣故。若用一般飼料取代乳汁喂養(yǎng),則血清膽固醇很快就能降至正常成年大白鼠的水平。選用出生25天的乳幼大白鼠,雌雄兼用,體重30～50g,在不脫離母鼠乳汁喂養(yǎng)的條件下,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察藥物的降血膽固醇作用,與對(duì)照組比較效果。一般認(rèn)為這種高膽固醇血癥對(duì)甲狀腺素及其衍生物類藥物非常敏感,而對(duì)某些膽固醇生物合成抑制劑則不敏感。
8.其它方法:
還有許多因素可誘發(fā)高脂血癥及動(dòng)脈粥樣硬化癥。例如使動(dòng)物腦部缺血、電刺激中樞神經(jīng)系統(tǒng)、高度應(yīng)激狀態(tài)、鳥(niǎo)類應(yīng)用大劑量雌激素和暴露于一氧化碳環(huán)境、氣囊異管損傷動(dòng)脈壁內(nèi)皮細(xì)胞等。
各種高脂血癥、動(dòng)脈粥樣硬化癥動(dòng)物模型的特點(diǎn):除田鼠和地鼠外,一般溫血?jiǎng)游镏灰眠m當(dāng)?shù)姆椒?都能形成動(dòng)脈粥樣硬化的斑塊病變。
⑴兔 是最早用以制造高脂血癥和動(dòng)脈粥樣硬化癥模型的動(dòng)物,至今仍然多被采用。它對(duì)外源性膽固醇的吸收率高,可達(dá)75～95%,大白鼠僅為40%,對(duì)高血脂的清除能力低,靜脈注入膽固醇后脂血癥可持續(xù)3～4天,大鼠僅為12小時(shí),狗介于兩者之間。只要給兔含膽固醇較高的飼料,不必附加其它因素,經(jīng)3～4月即可形成明顯的動(dòng)脈粥樣硬化癥,而且與人體發(fā)生的病變相似,取血檢查也較方便。但是也有些缺點(diǎn),如必須使血清膽固醇達(dá)到很高的水平才能形成斑塊,而這時(shí)內(nèi)臟易于發(fā)生脂質(zhì)沉著,動(dòng)物壽命短,低抗力差,容易繼發(fā)感染而死亡。再者,兔為草食動(dòng)物,其酯代謝與人體的酯代謝差異較大;實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其冠狀動(dòng)物病變主要呈現(xiàn)在心臟的小動(dòng)脈,而人主要發(fā)生在冠狀動(dòng)脈的大分支。
⑵大白鼠 應(yīng)用大白鼠建立高血脂及動(dòng)脈粥樣硬化模型,有飼養(yǎng)方便、抵抗力強(qiáng)、食性與人相近的優(yōu)點(diǎn)。所形成的病理改變與人早期者相似,不易形成似人體的后期病變,較易形成血栓。
正常大鼠的血清膽固醇平均值為92.67±1.87mg%。單純?cè)陲暳现性黾幽懝檀?不易引起血清膽固醇升高,更不易發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化癥,必須在飼料中同時(shí)加入膽酸以增加膽固醇的吸收,始能出現(xiàn)高膽固醇血癥,如再加抗甲狀腺藥物;可使血清膽固醇進(jìn)一步升高。
⑶小白鼠 用小白鼠制造實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵灿休^容易飼養(yǎng)和節(jié)省藥品的優(yōu)點(diǎn),但是取血不便,難作動(dòng)態(tài)觀察,所以較少采用。
⑷雞 雞為雜食動(dòng)物,食物品種接近于人,僅在普通飼料中加入膽固醇,就可形成動(dòng)脈粥樣硬化斑快。病變發(fā)生較快,在斑塊中有時(shí)伴有鈣化和形成潰瘍。
⑸鴿 與雞相似,飼料簡(jiǎn)單,在飼料中加入膽固醇即易產(chǎn)生主動(dòng)脈粥樣硬化斑塊,并可發(fā)生心肌梗死。由于鴿的品種不同,動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的性質(zhì)可有很大差異,可能是個(gè)體之間脂肪酶的活性不同所致。
⑹猴 猴與人的情況很相近,無(wú)論其正常血脂、動(dòng)脈粥樣硬化病變的性質(zhì)和部位、臨床癥狀以及各種藥品的療效關(guān)系等,都與人體的非常相似。但是進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),其不同的種屬對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的敏感各種有所不同。一般認(rèn)為獼猴更為理想,給予高脂飲食1～3個(gè)月后,血清膽固醇水平即可達(dá)300～600mg%,并同時(shí)發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化,且可產(chǎn)生心肌梗死。動(dòng)脈粥樣硬化病變的部位,不僅在主動(dòng)脈,也呈現(xiàn)在冠狀動(dòng)脈、腦動(dòng)脈、腎動(dòng)脈及股動(dòng)脈等。
⑺豬 豬可能是動(dòng)脈粥樣硬化研究較理想的動(dòng)物模型,因?yàn)槟承┢贩N的老齡豬在飼喂以人的殘羮剩飯后能產(chǎn)生動(dòng)脈、冠狀動(dòng)脈和腦血清粥樣硬化病變,與人的病變非常相似。單用高膽固醇、高脂肪飼料喂養(yǎng),容易在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)(9～18個(gè)月)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)性動(dòng)脈粥樣硬化。此外,進(jìn)行性的主動(dòng)脈和冠狀動(dòng)脈粥樣硬化可以用探針刺傷加上高膽固醇、高脂肪飼料即能很快產(chǎn)生。豬模型的其它優(yōu)點(diǎn)包括解剖學(xué)和生理學(xué)與人類相似,動(dòng)脈結(jié)構(gòu)相似,有若干確認(rèn)的品種可供利用,多胎多仔,雜食習(xí)性等,其體形大小亦足能供各種外科手術(shù)和臨床評(píng)價(jià)之用。豬也特別適合于研究應(yīng)激因素與動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系。豬模型的缺點(diǎn)是飼養(yǎng)要花一定代價(jià),人工產(chǎn)生動(dòng)脈粥樣硬化需要類脂質(zhì)代謝有一定改變,或動(dòng)脈受到損傷的基礎(chǔ)。
