肝动脉和门静脉高位分支双重处理对犬肝脏结构和功能的影响

作者：杨文军    作者单位：温州医学院第一附属医院 肝胆外科，浙江 温州 325000     【摘要】  目的 观察肝动脉和门静脉分支双重处理后犬肝脏结构和功能的改变。方法 杂种犬25只，随机分成假手术对照组和实验组，实验组进行肝动脉左支结扎和门静脉左支缩窄70%。分别于术后1，2，3，7和14 d处死动物，观察肝脏大体结构的变化，分别称取左右半肝脏的质量，检测肝脏功能，光学显微镜下观察肝脏显微结构改变，电镜下观察肝脏超微结构改变。结果 肝动脉左支结扎和门静脉左支缩窄70%后，左半肝脏呈进行性萎缩变小，右半肝脏则成比例地代偿性增生，在整个观察过程中，全肝的总质量维持恒定。肝脏功能在术后2~3 d时有轻度异常，很快即恢复正常。光镜下左半肝脏在早期出现少量的点、片状坏死，坏死周围出现大量的肝细胞凋亡，右半肝脏的肝小叶结构保持完整，术后肝细胞的增殖明显，有较多的分裂相存在。电镜下左半肝脏可见到典型的肝细胞凋亡，晚期呈明显纤维化改变。结论 肝动脉左支结扎和门静脉左支缩窄70%后，左半肝脏由于肝细胞大量凋亡呈进行性萎缩变小，右半肝脏则成比例地代偿性增生肥大，全肝的总质量和肝脏功能保持正常。

    【关键词】  门静脉 肝动脉 凋 增殖 肝肿瘤 狗

    Effects of double handling the branches of hepatic artery and portal vein on dogs’ liver structure and function       YANG Wenjun， NI Haizhen， YU Zhengping， et al.  Department of Genery Surgery， the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical College， Wenzhou 325000

    Abstract   Objective  To study the effects of double handling the branches of hepatic artery and portal vein on dogs liver structure and function. Methods  Twenty-five bastard dogs were randomly divided into control group and experiment group. The animals were killed on the 1st， 2nd， 3rd， 7th and 14th day， respectively. Liver morphologic structures were observed and liver lobes were weighed. To determine the contents of plasma ALT， the degree of hepatic regeneration and apoptosis were observed under light microscope. The ultrastructural changes of liver were observed under electron microscope. Results  After double handling the branches of hepatic artery and portal vein， the left lobes were progressively atrophied， whereas the right lobes underwent compensatory regeneration， the total liver weight maintained at the level of sham-operated animals throughout the experiment. Plasma ALT levels increased mildly on the 2nd and 3rd days and recovered normal shortly. Dogs killed 1d after operation showed mild necrosis throughout the sections of left lobes; there were enormous apoptotic hepatocytes around necrosis. There was remarkable hepatocytes regeneration in right lobes after operation， the liver structure almost kept normal. There were typical apoptotic changes in the early stages and evident fibrosis changes in the advanced stages in left lobes under electron microscope. Conclusion  Handling the branches of hepatic artery and portal vein can produce atrophy of the deprived lobes through hepatocytes apoptosis， whereas the perfused lobes undergoes compensatory regeneration， the total liver weight and function maintain normal.

    Key words   portal vein； hepatic artery； apoptosis； regeneration； liver neoplasms； dog 肝动脉栓塞或门静脉插管化疗已广泛应用于肝脏肿瘤患者的治疗，尤其是对已失去手术切除治疗时机的晚期肝癌患者，在临床上已取得较好的疗效，同时为二期手术切除赢得机会[1-2]。基于目前对肝脏肿瘤由肝动脉和门静脉双重血供的认识，我们用犬进行实验，观察双重处理肝动脉和门静脉分支后对犬肝脏结构和功能的影响。

    1  材料和方法

    1.1  实验动物分组及处理  成年杂种犬25只，质量（10±2）kg，由温州医学院实验动物中心提供，动物在术前12 h禁食，自由饮水。随机分为2组：假手术对照组（10只），实验组（15只）。采用3%戊巴比妥钠40 mg/kg体质量，静脉注射麻醉。经上腹部正中切口入腹，暴露出肝十二指肠韧带，分离出供应左半肝脏的肝动脉左支，用4号丝线结扎；分离出供应左半肝脏的门静脉左支，用长0.5 cm人工血管环绕其缝合1周，使其周径缩小70%；保留供应肝右叶的肝动脉右支和门静脉右支，左半肝脏约占全肝质量的70%。假手术组仅游离出肝动脉和门静脉左支，不处理即关腹。各组动物分别于术后1，2，3，7，14 d分批处死，取血浆标本和肝脏组织作相应检测和  观察。

    1.2  肝脏大体结构观察  观察肝脏的色泽和质地，用电子天平称称取肝脏的质量(精确到0.1 g)，换算为肝质量g/100 g体质量，计算出左、右半肝所占的百分比。

    1.3  肝脏功能测定  采用全自动血生化分析仪测定肝脏功能。

    1.4  光学显微镜观察  取肝左叶和右叶组织分切后用10%甲醛固定，常规石蜡包埋切片，HE染色，观察肝脏显微结构的改变，对右叶肝脏进行有丝分裂指数评价，即在显微视野下计算每1 000个肝细胞中处于有丝分裂的细胞数。

    1.5  电子显微镜观察  取肝左叶组织分切成     1 mm×1 mm×1 mm大小标本，制成超薄切片，醋酸双氧铀和枸橼酸铅双重染色，透射电镜下观察左侧肝脏超微结构的改变，重点观察肝细胞的凋亡情况。

    1.6  统计学方法  结果以x±s表示，采用SPSS10.0版统计软件包进行方差分析，两组间均数比较采用t检验。

    2  结果

    2.1  肝脏大体结构改变  左半肝脏术后颜色即明显变暗，与右半肝脏之间有一明显分界线，术后即开始萎缩变小，随时间推移其占全肝百分比逐渐减少，同时右半肝脏明显增生，随时间推移其质量逐渐增加，占全肝百分比也逐渐上升。全肝总质量仅在术后第2~3天低于对照组，很快即恢复至正常水平，与对照组相比差异无统计学意义。见表1。

    2.2  肝脏功能的改变  对照组术后肝脏功能无明显改变，实验组在术后2~3 d出现一过性的血清ALT升高，很快即恢复至正常水平。见表2。

    2.3  HE染色光学显微镜观察  对照组肝脏显示正常的肝脏结构。左半肝脏术后1 d开始出现少量的点、片状坏死和炎细胞浸润，主要位于中央静脉周围。坏死周围出现较多的肝细胞凋亡，细胞核固缩。1~2周后，坏死完全被吸收，肝血窦明显缩小变窄，肝叶明显变小。右半肝脏的肝小叶结构保持完整，术后1 d开始肝细胞增殖明显，有较多的分裂相存在，术后3 d达高峰，在以后较长时间内保持较高水平。见图1。

    2.4  电子显微镜观察  对照组肝脏显示正常的超微结构，左半肝脏的早期超微结构基本保持正常，在局部出现点状的坏死区，内质网和线粒体肿胀明显。术后1 d即可见到较多凋亡的肝细胞，细胞皱缩、染色质边集、浓缩、核裂解成碎片。术后1周可见Disse间隙内有胶原纤维沉积，肝血窦明显收缩变窄。在术后2周出现明显的纤维化改变，大量胶原纤维沉积于Disse间隙、汇管区、肝细胞间及肝细胞内。

    3  讨论

     原发性肝癌恶性程度高、发展快，多数病例在确诊时已属中晚期。仅有15%~30%的病例适合手术切除，而手术切除复发率高达50%以上，对不能切除的原发性肝癌采用多种方法综合治疗已成共识[3]。在临床上，肝动脉栓塞化疗或门静脉插管化疗已广泛应用于肝癌患者的治疗，或为二期手术切除做准备以扩大手术切除范围和防止肝脏功能衰竭，即所谓的降期后切除，已取得较好的疗效。

    近年来的研究表明，肝癌组织具有肝动脉和门静脉双重血液供应，其主要血液供应来自于肝动脉，约占90%~100%；门静脉是肝癌发生肝内转移的主要途径，同时肝癌的肝内动脉系统和门静脉系统之间存在吻合支，TACE或肝动脉结扎后，可引起门静脉血向肝动脉倒流，可阻碍癌灶的缺血坏死，是目前单用TACE治疗肝癌效果较差的原因之一[4]。因此，肝动脉和门静脉双重干预可能会显著提高肝癌的疗效和预后。

    本研究试图通过对肝动脉和门静脉分支双重处理，以阻断左半肝脏的动脉血供（肝癌组织的主要血供来源）和70%的门静脉血供，而仅保留其30%的门静脉血供，观察肝脏结构和功能的改变。在实验中证实，左半肝脏逐渐萎缩变小，对侧则成比例地代偿性增生肥大，而全肝总质量基本维持于恒定水平，肝脏功能基本保持正常。因此，对于正常肝脏而言，阻断占全肝70%左半肝脏的肝动脉及其70%的门静脉血流是安全可行的。一方面通过结扎肝动脉分支阻断供应该侧肝脏肿瘤的主要血供，同时通过阻断该侧肝脏70%的门静脉血供，导致该侧肝脏萎缩的同时引起对侧肝脏的代偿性增生，从而提高二期手术的安全性[5]；另一方面，由于保留了该侧肝脏30%门静脉血供，避免了肝脏发生急性缺血和坏死，使肝细胞主要以一种近似于正常死亡——即凋亡的方式逐渐萎缩变小，从而保持肝脏功能于正常范围。因此，该方法作为晚期肝癌的降期处理可能在临床上具有非常重要的意义。

    左半肝脏在术后即开始明显萎缩变小，早期即开始出现大量的肝细胞凋亡，凋亡多位于小叶中央静脉周围，因为此部位的肝细胞位于肝血窦的远端，血氧浓度较低，在血流减少和相对低氧时，最先和最易受到影响而死亡。可见，肝脏萎缩的直接原因，在早期主要是由于肝细胞的大量凋亡引起肝细胞的数量减少，晚期肝血窦的收缩变窄以及肝细胞的体积减小可能起一定的作用。

    右半肝脏在术后早期即开始增殖，其增殖速度与结扎侧的萎缩成比例，从而维持了肝脏的总质量和肝脏功能。出现这种精细调节的确切机制目前尚不清楚，可能与肝动脉缓冲反应有关，肝脏血流量可能是维持肝脏质量的一种重要调节因素[6]。启动肝脏增殖过程的确切机制尚不完全清楚，现在越来越关注到转录因子的作用，其中核因子-?资B(nuclear factor kappaB，NF-?资B)及其所调控的相关细胞因子，如TNF-?琢，IL-6和HGF等可能在其中具有重要意义[7-9]。

    肝动脉和门静脉分支双重处理可以同时引起处理侧肝细胞凋亡和未处理侧肝细胞明显增殖，而肝脏的结构和功能基本保持正常，这为我们临床上晚期肝脏肿瘤的降期处理提供理论依据。全面阐明与深刻理解肝脏这一精细调节机制，将为我们对肿瘤的发生和治疗等病理现象提供更加深刻的认识。

【参考文献】[1] Hatsuno T， Kaneko T， Inoue S， et al. Changes in hepatic lobe volume in hepatocellular carcinoma after transcatheter arterial and percutaneous transhepatic portal embolization[J]. Hepatogastroenterology，2004，51(6)：1820-1824.

[2] Kokudo N， Makuuchi M. Current role of portal vein embolization/hepatic artery chemoembolization[J]. Surg Clin North Am， 2004，84(2)：643-657.

[3] Tanaka H， Hirohashi K， Kubo S， et al. Preoperative portal vein embolization improves prognosis after right hepatectomy for hepatocellular carcinoma in patients with impaired hepatic function[J]. Br J Surg，2000，87(3)：879-882.

[4] Guo WJ， Yu EX， Liu LM， et al. Comparison between chemoembolization combined with radiotherapy and chemoembolization alone for large hepatocellular carcinoma[J]. World J Gastroenterol，2003，9(8)：1697-1701.

[5] 杨文军，梁华平，时德，等. 近70%门静脉分支高位结扎对大鼠肝脏结构和功能的影响[J]. 中华普通外科杂志，2003，18（7）：424-26.

[6] Rocheleau B， Ethier C， Houle P， et al. Hepatic artery buffer response following left portal vein ligation：its role in liver tissue homeostasis[J]. Am J Physiol，1999，277(Gastrointest.Liver Physiol.40)：G1000-1007.

[7] Shah R， Gonzales F， Golez E， et al. The antidiabetic agent rosiglitazone upregulates SERCA2 and enhances TNF-alpha- and LPS-induced NF-kappaB-dependent transcription and TNF-alpha-induced IL-6 secretion in ventricular myocytes[J]. Cell Physiol Biochem，2005，15(1)：41-50.

[8] Cressman DE， Greenbaum LE， DeAngelis RA， et al. Liver failure and defective hepatocyte regeneration in interleukin-6- deficient mice[J]. Science，1996，274(10)：1379-1383.

[9] 杨文军，梁华平，时德，等. 核因子-кB在70%门静脉分支高位结扎后大鼠肝脏增殖与凋亡中的意义[J]. 中华肝胆外科杂志，2004，10（1）：41-44.