第1章　脂蛋白浓度极化与动脉粥样硬化

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）主要发生于大中型动脉，其特征是形成富含脂质的血管病变。AS的发生、发展与血液中高浓度的低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）、低浓度的高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）、高血压、糖尿病、吸烟、性别、遗传易感性、压力、缺乏锻炼以及衰老等多种危险因素有关。其中LDL是血液中胆固醇的主要转运体，可穿过内膜并在内膜下蓄积，氧化为氧化型低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，Ox-LDL）。Ox-LDL损伤血管内皮细胞，促进内皮细胞分泌趋化因子，招募血液中的单核细胞跨内膜迁移进入内皮下，分化为巨噬细胞，进而大量吞噬Ox-LDL，形成巨噬细胞源性泡沫细胞。大量富含脂质的泡沫细胞积累形成早期AS病变。随着病变的发展，AS病变凸出血管腔，导致严重的狭窄，降低血流速度并产生缺血症状（如心绞痛）。此外，当不稳定性AS斑块破裂时，血液与斑块或血管壁处促血栓形成物质直接接触，形成血栓，导致斑块破裂处以及下游的血管阻塞，引发心脏病（冠状动脉阻塞）和中风（脑动脉阻塞）等严重临床心血管事件。

临床及尸检表明，AS病变在动脉系统中非随机发生，而是好发于某些特定的部位，如腹主动脉、颈动脉、冠状动脉和外周动脉（例如股动脉）的分支和弯曲处，即AS病变的局灶性。血流动力学分析表明，AS好发区域血流发生急剧改变，容易发生流动分离和涡流。早在1872年Rindfleisch就指出，AS病变形成于“血液的压力和血流变化”的部位，切应力与AS病变密切相关。后续研究认为，AS病变的局灶性主要与两个因素密切相关：

①血流切应力。(https://www.daowen.com)

②由于血流紊乱引起局部血流缓慢，致AS脂质如LDL在血管内皮细胞表面蓄积，跨内膜扩散增强。

在过去研究中，研究人员非常重视切应力因素，主要关注血流切应力对血管重塑、内皮细胞形态、细胞代谢以及血管系统的生理和病理过程、血管内皮细胞信号转导和基因表达以及生物活性物质和分子分泌的影响及其调控机制。但大量的证据表明，复杂而多尺度的动脉壁物质运输在AS病变的发生发展中起着重要作用。对早期AS病变的研究表明，内膜下有胆固醇等脂质的大量蓄积，这些脂质主要来源于血浆脂蛋白，特别是LDL。Wiklund等人研究发现LDL主要通过内皮细胞连接处的渗漏渗入动脉壁，以受体非依赖途径进入动脉内膜下。血管腔表面脂质直接与血管内皮细胞接触，脂质的跨内膜渗透取决于血液/动脉壁界面处脂质的浓度。

动脉壁是可渗透的，并有一定的渗透滤过速率。因此，我们认为动脉系统中存在致AS脂质的浓度极化现象（工程学中的传质现象）。理论预测表明，血液/壁界面处的脂质浓度在具有流动再循环以及流动停滞且壁切变速率低的血流区域高于血流层流区。血管腔内表面脂质浓度的差异可能是AS局灶性的关键因素，并且可能比血流切应力的作用更重要。