病因和发病机制

一、病因和发病机制

(一)危险因素

动脉粥样硬化的病因至今尚不十分清楚,目前已发现的动脉粥样硬化主要独立危险因素有300余种,如早已明确的高脂血症、高血压、糖尿病、吸烟等,以及近年来新发现的高同型半胱氨酸血症、凝血和纤溶功能异常、炎症反应和感染等。

1.高脂血症 目前被认为是动脉粥样硬化的主要危险因素。高脂血症通常指血浆胆固醇和三酰甘油的异常升高。大量流行病学资料表明,动脉粥样硬化的严重程度随血浆胆固醇水平的升高而加重,其浓度与冠心病的发病率呈正相关,因而有效控制血浆胆固醇的水平,可以减少动脉粥样斑块的形成、预防动脉粥样硬化的发生。高三酰甘油血症也被认为是动脉粥样硬化和冠心病的危险因素。在我国,膳食结构多以碳水化合物为主,高碳水化合物膳食易发生高三酰甘油血症,从而促进动脉粥样硬化发生。

血浆脂质在血液循环中以脂蛋白的形式转运,脂蛋白包括乳糜微粒(CM)、极低密度脂蛋白(very low-density lipoprotein,VLDL)、中间密度脂蛋白(intermediate-density lipoprotein,IDL)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)及高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)等。其中LDL或LDL-C(低密度脂蛋白胆固醇)与动脉粥样硬化和冠心病的主要致病因素,尤其是LDL亚型中的小颗粒致密低密度脂蛋白(small dense low density lipoprotein,sLDL)的水平被认为是判断冠心病的最佳指标。此外,CM、VLDL也与动脉粥样硬化发生关系密切。与上述脂蛋白相反,HDL或HDL胆固醇具有动员动脉粥样硬化斑块中胆固醇,将其运输到肝脏再排泄至胆囊的作用。因此,具有很强的抗动脉粥样硬化和冠心病发病的作用。

此外,不同脂蛋白在动脉粥样硬化发病中的不同作用还与其载脂蛋白(apolipoprotein,apo)有关。CM、VLDL、LDL及IDL的主要载脂蛋白分别为apoB-48、apoB-100,而HDL的主要载脂蛋白为apoA-Ⅰ。目前认为,LDL、IDL、VLDL、三酰甘油和apoB的异常升高与HDL、HDL胆固醇及apoA-Ⅰ的降低同时存在,为高危险性血脂蛋白综合征,称为致动脉粥样硬化性脂蛋白表型,对AS发生发展具有极为重要的作用。

2.高血压 高血压能促进动脉粥样硬化发生和发展。据统计,高血压患者的冠状动脉粥样硬化患病率比正常血压者高4倍。与同年龄、同性别的无高血压者相比,高血压患者的动脉粥样硬化发病较早且病变较重。控制高血压能明显降低心肌梗死和脑卒中的发病率。高血压促进动脉粥样硬化发生的具体机制尚不十分清楚,可能与高血压时血流对血管壁的机械性压力和冲击作用较强有关;高血压可引起内皮损伤和(或)功能障碍,使内膜对脂质的通透性增加,从而造成脂蛋白渗入内膜增多、血小板和单核细胞黏附、中膜平滑肌细胞迁入内膜等变化,促进动脉粥样硬化发生和发展。

3.吸烟 流行病学资料表明,吸烟是心肌梗死主要的独立危险因子。吸烟能促进冠状动脉和主动脉粥样硬化病变的发展和严重程度,并与吸烟剂量有关。研究结果显示,平均每天吸烟10支,能使男性心血管病病死率增加18%、女性心血管病病死率增加31%。大量吸烟导致动脉粥样硬化的机制可能与内皮细胞损伤和血中一氧化碳浓度升高有关。血中一氧化碳浓度的升高可刺激内皮细胞释放生长因子(如血小板源性生长因子、PDGF),促使中膜平滑肌细胞向内膜迁入、增生,参与动脉粥样硬化的发生;吸烟可使血中LDL氧化,氧化LDL可使血液单核细胞迁入内膜转化为泡沫细胞;吸烟还可以促使血小板聚集、血中儿茶酚胺浓度升高及HDL水平降低,这些均有助于动脉粥样硬化的发生。

4.糖尿病和高胰岛素血症 冠心病、脑血管疾病和周围血管疾病在成人糖尿病患者的死亡原因中占75%~80%。糖尿病患者血中三酰甘油和VLDL水平明显升高,而HDL水平较低,与动脉粥样硬化和冠心病关系极为密切。由于高血糖可致LDL糖基化和高三酰甘油血症,后者易产生sLDL并被氧化,促进血中单核细胞迁入内膜而转为泡沫细胞。此外,高胰岛素血症与动脉粥样硬化的发生关系密切。高胰岛素水平可促进动脉壁平滑肌细胞的增生,且与血中HDL含量呈负相关。胰岛素水平越高,冠心病的发病率与病死率越高。

5.遗传因素 冠心病的家族性集聚现象提示遗传因素是动脉粥样硬化的危险因素之一。目前已发现多种基因参与脂质的摄取和代谢如apoA-Ⅰ、apoB和胆固醇转运蛋白、LDL受体、清道夫受体等基因,这些基因功能及其表达产物的变化与饮食因素的相互作用可能是高脂血症的最主要原因。LDL受体的基因突变能引起家族性高胆固醇血症;家族性高三酰甘油血症的不同亚型则分别与脂蛋白脂酶基因缺陷或apoC-Ⅱ基因缺陷有关。

6.年龄和性别

(1)年龄:大量资料表明,动脉粥样硬化的发生和病变严重程度随年龄增加而增高,并与动脉壁的年龄性变化有关。在40~60岁之间,心肌梗死的发病率增加5倍。

(2)性别:女性在绝经期前冠状动脉粥样硬化的发病率低于同龄组男性,其HDL水平高于男性,LDL水平低于男性。绝经期后两性间的这种差异消失,这可能与雌激素的影响有关。(https://www.daowen.com)

7.其他因素 包括:①肥胖,可导致血浆三酰甘油及胆固醇水平升高,并常伴发高血压或糖尿病,常有胰岛素抵抗,导致动脉粥样硬化的发病率明显增高;②微量元素铬、锰、锌、钒和硒等摄取减少,铅、镉和钴等摄取增加,促进动脉粥样硬化发展;③缺氧、抗原-抗体复合物、维生素C缺乏、动脉壁内酶的活性降低等能增加血管通透性的因素,促进动脉粥样硬化发生和发展;④血中凝血因子Ⅶ、同型半胱氨酸增高、血管转换酶基因过度表达、高纤维蛋白原血症、纤溶酶原激活剂抑制物增高等因素,与动脉粥样硬化发生发展有关;⑤某些细菌、病毒、支原体、甚至衣原体等感染与动脉粥样硬化发生有关。

(二)发病机制

动脉粥样硬化发病机制目前尚未完全明了。其学说很多,包括脂质渗入学说、血栓镶嵌学说、单克隆学说、损伤应答学说、内膜细胞群和新内膜形成学说及炎症学说等。各种假说仅从不同角度解释了动脉粥样硬化病变形成的某一方面,而动脉粥样硬化病变发生发展是一种多因素参与的多阶段连续过程。结合各种假说的特点,目前形成了一个较为公认的动脉粥样硬化发生发展三阶段假说:起始和形成期、适应期和临床期。

1.起始和形成期

(1)AS病变的起始和形成部位:主要位于内皮功能紊乱、聚集在内膜的平滑肌细胞群所在的动脉分叉处。但AS的高危人群也可在其他部位形成病灶。

(2)脂质沉积部位:由内皮细胞损伤和内膜平滑肌细胞特性所决定。血中脂质尤其是LDL通过内皮细胞和巨噬细胞的氧化修饰作用导致内皮细胞损伤,促进单核-吞噬细胞聚积,吸引中膜平滑肌细胞迁入内膜,由收缩型转变为合成型并分泌的胶原纤维聚积到脂质沉积部位。

(3)单核-吞噬细胞通过参与脂质积聚和释放细胞因子,刺激平滑肌细胞聚积,而起核心作用。单核-吞噬细胞能合成和分泌PDGF、IL-1、IFN-α和TGF-β等促进平滑肌细胞和内皮细胞增殖。

(4)随着病变进展,损伤内膜形成附壁血栓并释放PDGF,进一步促进平滑肌细胞增殖和基质分泌。

(5)增厚内膜深部因缺氧而发生坏死,因组织坏死和细胞因子作用而致炎细胞浸润、血管生成和基质机化,形成纤维炎性脂质斑块(粥瘤)。

2.适应期 血流动力学变化刺激,斑块内细胞增殖与凋亡,以及基质合成与降解可影响血管壁的调节功能和AS斑块形成。如当斑块占据管腔的一半以上时,代偿性调节不能维持正常管腔范围,导致动脉管腔狭窄。

3.临床期 斑块增大,管腔进一步狭窄,引起动脉缺血性临床表现如冠心病、脑卒中等。斑块进一步进展出现继发改变,包括斑块内出血、斑块破裂、血栓形成、钙化和动脉瘤形成。斑块破裂、继发血栓形成及管腔闭塞均可引起急性动脉缺血性改变。