第二十一章 动脉血管壁的生化分析
动脉粥样硬化（AS）的发生发展从动脉血管壁病理形态上可分为脂纹、纤维斑块、复合病变三期。脂纹期外观为小圆形或卵圆形黄色斑点分布于血管内膜表面。病灶内平滑肌细胞呈弥散或灶性分布，泡沫细胞增多。其中平滑肌源泡沫细胞多于吞噬细胞源泡沫细胞，细胞间质增多。纤维斑块期为脂质斑表面有大量致密胶原纤维，其间夹杂着少量以平滑肌细胞为主的细胞，深层为无定形坏死物，后者多为胆固醇。复合病变期的重要特征为出现钙化性坏死病灶。对AS形成的细胞形态变化已经明了，但对导致形态变化的机理还未完全清楚。生物化学技术为分析血管壁细胞、细胞器、细胞间质的化学组成以及各种因素对细胞增殖、细胞基质基因表达提供了基本的研究方法。
第一节 动脉壁的组成与结构
一、血管内皮细胞
动脉血管内皮细胞多为长椭圆多角形，呈镶嵌排列，细胞长轴与血流方向平行，胞核圆形，表面有小孔和小窗。在内皮表面有50～1000A呈茸毛状的多糖，这些多糖与细胞的通透性有关。细胞浆中有肌球蛋白和肌动蛋白能够收缩，细胞间有紧密连接和裂隙连接两种连接形式。内皮基质与基底膜相连，前者厚600～700A，含有糖蛋白、胶原、弹性蛋白，它可作为基底膜的一个滤过膜。
血管内皮细胞功能：①是防止血液成分向血管壁渗透的第一道防线，防止大分子物质通过血管；②可分泌多种物质如细胞因子、PG12、组胺和心钠素等；③有多种受体存在，如脂蛋白受体、激素受体、药物受体等；④内皮细胞内含有肌动蛋白和肌球蛋白可伸张和收缩，调节内皮细胞小孔的大小，影响其细胞通透性。
二、平滑肌细胞
平滑肌细胞为不规则多凸起，呈长梭形，长约6μm，宽约2μm。细胞核为圆形或椭圆形，多位于细胞中央。
平滑肌细胞功能：①可分泌多种细胞因子PG12、PGE，还分泌细胞趋化因子使平滑肌细胞和吞噬细胞增殖；②平滑肌细胞表面有脂蛋白受体，如LDL-R结合LDL并吞入细胞内参与血液脂蛋白代谢；③平滑肌细胞表面有多种细胞因子受体和生长因子受体；④可合成分泌血管壁结缔组织间质成分。
三、单核-吞噬细胞
血管壁内吞噬细胞来源于血液单核细胞。细胞为不规则圆形，大小15～30nm，表面有伪足样凸起，细胞核位于中央，呈圆形或椭圆形，胞浆溶酶体发达。单核-吞噬细胞功能：①吞噬细胞能分泌ILI并存在有ILI受体，ILI使吞噬细胞活化增强吞噬能力；②Shimokado报道吞噬细胞能分泌促进纤维母细胞、平滑肌细胞及内皮细胞生长因子；③细胞表面有β-VLDL受体、LDL受体、化学修饰脂蛋白受体等调节细胞内脂质代谢。
四、蛋白多糖
蛋白多糖是由核心蛋白以共价键连接多个氨基葡萄糖构成，不同排列顺序及长度的氨基多糖链对蛋白多糖的生物学功能有重要作用。组成蛋白多糖的多糖阴离子分别由两种氨基已糖（氨基葡萄糖、氨基半乳糖）之一和乙醛糖通过不同糖苷键连接而成。
生物学功能：①蛋白多糖与胶原呈网架结构排列，使血管富有弹性；②调节血管壁中水的含量，由于蛋白多糖具有弹性螺旋结构及凝胶样特性，尤其是透明质酸本身分子量大，与水的结合能力强，在AS中蛋白多糖增多，结合水也增多，呈胨胶样；③具有抗凝血酶的作用，蛋白多糖可加速抗凝血酶与凝血酶结合，防止凝血和血栓形成；④对抗平滑肌细胞增生，HS较CS、DS、HA明显，当动脉受损时，血小板释放出EGF因子或由内皮细胞单核细胞释放的PDGF的作用，强于蛋白多糖而使平滑肌细胞增生。
五、胶原
胶原是由数目不等的微纤维组成，每个微纤维含有数根原胶原分子，原胶原是由三条右手旋转α-肽链，通过共价键交联。α-肽链含有大量重复的（Gly-X-Y）n结构，X、Y代表氨基酸，并含有较多的赖氨酸和羟赖氨酸，其含量可达20%～25%。胶原的功能：①胶原与蛋白多聚糖共同组成网架结构，支撑血管壁细胞和保持血管弹性；②影响血管壁细胞的形态和集聚方式；③粘附细胞的功能，内皮细胞、平滑肌细胞都粘附到胶原上才能使纤维粘连蛋白增殖，并参与细胞与胶原间的连结。
六、弹性蛋白
弹性蛋白为黄色胶样物质，电镜下为弯曲状单条纤维，外形不规则，直径1～10μm，长短不一，具有弹性。氨基酸组成与胶原相似，含有1/3的甘氨酸，非极性氨基酸达到90%以上，脯氨酸可达到1/9，但羟脯氨酸极少。弹性蛋白极易交联，其蛋白中赖氨酸在赖氨酰氧化酶作用下转变成携带活泼的ε-醛基，可与未醛化的赖氨酸发生羟醛缩合反应。
弹性蛋白的功能：①与胶原一起组成网架样结构，具有弹样，维持血管的韧性；②可网格血浆成分参与AS形成。
七、粘连蛋白
血管中粘连蛋白主要为基膜粘连蛋白（laminin,LN），基膜粘连蛋白呈“+”字形结构，有一条长臂和三条短臂，臂的末端为球形区域。
LN经蛋白酶水解，可被分解成7个片段，片段1可抵御胃蛋白酶的降解，LN中多数半胱氨酸和二硫键都集聚于此，抗原决定簇也在此，片段3对蛋白酶敏感，呈α-螺旋结构，其他片段呈β-螺旋结构和周期性重复结构。