動脈粥樣硬化模型

1.高膽固醇、高脂肪飼料喂養法:

是目前比較常用的方法,特點是死亡率低,可長期觀察,但費時久。一般在家兔、鴿、雞等,經數周喂養就可產生明顯的高脂血癥,經數月就能形成早期的動脈粥樣硬化病變。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,可用促進作用。為了促進病變的形成,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。

具體復制方法:

兔誘發模型:體重2kg左右,每天喂服膽固醇0.3g,4個月后肉眼可見主動脈粥樣硬化斑塊;若每天劑量增至0.5g,3個月后可出現斑塊;若增至每天1g,可縮為2個月。在飼料中加入15%蛋黃粉、0.5%膽固醇和5%豬油,經3周后,將飼料中膽固醇減去,再喂3周,可使主動脈斑塊發生率達100%,血清膽固醇可長高至2000mg%。大白鼠誘發模型:喂服1～4%膽固醇、10%豬油、0.2%甲基硫氧嘧啶、86～89%基礎飼料,7～10天;或喂服10%蛋白黃粉、5%豬油、0.5%膽鹽、85%基礎飼料,7天后均可形成高膽固醇血癥。小白鼠誘發模型: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530±36mg%。雞、鴿誘發模型: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,經過6～10周,血膽固醇升至1000～4000mg%,胸主動脈斑塊發生率達100%。鴿喂飼膽固醇3g/kg/天,加甲基硫氧嘧啶0.1g,可以產生較多動物斑塊。

2.免疫學方法:

將大白鼠主動脈勻漿給兔注射,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,動脈內膜損傷率為88%,冠狀動脈亦有粥樣硬化的病變;同時給予高膽固醇飼料,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脈內膜病變形成。

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,時間為30分鐘。一種方法是先點滴15分鐘,休息5分鐘后再滴15分鐘;另一方法是每次點滴5分鐘和休息5分鐘,反復6次。以上兩種方法持續兩周,均可引起主動脈病變,呈現血管壁中層彈性纖維拉長、劈裂或斷裂,病變中出現壞死及鈣化。

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脂(dl-homocysteine thiolactone)20～25mg/kg/日(以5%葡萄糖溶液配成1mg/ml的濃度),連續20～25天,成年兔及幼兔均可出現動脈粥樣硬化的典型病變。冠狀動脈管腔變窄、動脈壁內膜肌細胞增生、纖維組織增生、彈力纖維斷裂、管壁變厚、基質中出現成堆的顆粒狀和纖維狀異染物質。如在飼料中加入20%的膽固醇,再同時注射同型半胱氨酸硫代內脂,則全部動物出現顯著的動脈粥樣硬化病變。

5.注射表面活化劑法:

給大白鼠腹腔注射Triton WR1339 300mg/kg,9小時后使血清膽固醇升高3-4;20小時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小時左右升脂作用達最高點,48小時左右恢復正常。其中以甘油三脂升高最強,其次是磷脂、游離脂肪酸及游離膽固醇,對膽固醇脂沒有影響。

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,充分攪拌乳化,使成100ml,經抽濾后顯微鏡下檢查,乳劑顆粒均勻,并小于7～8μm即可應用。給兔耳緣靜脈注射5ml/kg,可見血漿膽固醇及甘油三酯立即升高。總膽固醇升高至正常的6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小時時出現一低峰,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,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的條件下,進行實驗觀察藥物的降血膽固醇作用,與對照組比較效果。一般認為這種高膽固醇血癥對甲狀腺素及其衍生物類藥物非常敏感,而對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高脂血癥及動脈粥樣硬化癥。例如使動物腦部缺血、電刺激中樞神經系統、高度應激狀態、鳥類應用大劑量雌激素和暴露于一氧化碳環境、氣囊異管損傷動脈壁內皮細胞等。

各種高脂血癥、動脈粥樣硬化癥動物模型的特點:除田鼠和地鼠外,一般溫血動物只要用適當的方法,都能形成動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脈粥樣硬化癥模型的動物,至今仍然多被采用。它對外源性膽固醇的吸收率高,可達75～95%,大白鼠僅為40%,對高血脂的清除能力低,靜脈注入膽固醇后脂血癥可持續3～4天,大鼠僅為12小時,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3～4月即可形成明顯的動脈粥樣硬化癥,而且與人體發生的病變相似,取血檢查也較方便。但是也有些缺點,如必須使血清膽固醇達到很高的水平才能形成斑塊,而這時內臟易于發生脂質沉著,動物壽命短,低抗力差,容易繼發感染而死亡。再者,兔為草食動物,其酯代謝與人體的酯代謝差異較大;實驗發現其冠狀動物病變主要呈現在心臟的小動脈,而人主要發生在冠狀動脈的大分支。

⑵大白鼠 應用大白鼠建立高血脂及動脈粥樣硬化模型,有飼養方便、抵抗力強、食性與人相近的優點。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%。單純在飼料中增加膽固醇,不易引起血清膽固醇升高,更不易發生動脈粥樣硬化癥,必須在飼料中同時加入膽酸以增加膽固醇的吸收,始能出現高膽固醇血癥,如再加抗甲狀腺藥物;可使血清膽固醇進一步升高。

⑶小白鼠 用小白鼠制造實驗模型也有較容易飼養和節省藥品的優點,但是取血不便,難作動態觀察,所以較少采用。

⑷雞 雞為雜食動物,食物品種接近于人,僅在普通飼料中加入膽固醇,就可形成動脈粥樣硬化斑快。病變發生較快,在斑塊中有時伴有鈣化和形成潰瘍。

⑸鴿 與雞相似,飼料簡單,在飼料中加入膽固醇即易產生主動脈粥樣硬化斑塊,并可發生心肌梗死。由于鴿的品種不同,動脈粥樣硬化斑塊的性質可有很大差異,可能是個體之間脂肪酶的活性不同所致。

⑹猴 猴與人的情況很相近,無論其正常血脂、動脈粥樣硬化病變的性質和部位、臨床癥狀以及各種藥品的療效關系等,都與人體的非常相似。但是進一步研究發現,其不同的種屬對動脈粥樣硬化的敏感各種有所不同。一般認為獼猴更為理想,給予高脂飲食1～3個月后,血清膽固醇水平即可達300～600mg%,并同時發現動脈粥樣硬化,且可產生心肌梗死。動脈粥樣硬化病變的部位,不僅在主動脈,也呈現在冠狀動脈、腦動脈、腎動脈及股動脈等。

⑺豬 豬可能是動脈粥樣硬化研究較理想的動物模型,因為某些品種的老齡豬在飼喂以人的殘羮剩飯后能產生動脈、冠狀動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,容易在相對較短的時間內(9～18個月)產生實驗性動脈粥樣硬化。此外,進行性的主動脈和冠狀動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生。豬模型的其它優點包括解剖學和生理學與人類相似,動脈結構相似,有若干確認的品種可供利用,多胎多仔,雜食習性等,其體形大小亦足能供各種外科手術和臨床評價之用。豬也特別適合于研究應激因素與動脈粥樣硬化的關系。豬模型的缺點是飼養要花一定代價,人工產生動脈粥樣硬化需要類脂質代謝有一定改變,或動脈受到損傷的基礎。