肉鸡腹水症的研究进展

肉鸡腹水综合征（Ascitessyndrome,AS），又称肺动脉高压综合征（Pulmonaryhypertensionsyndrome,PHS），是以右心肥大-腹水形成为特征的主要发生于商品代肉仔鸡的一种综合征侯群。最初(70年代至80年代中期)主要报道于高海拔缺氧地区，近十年来在低海拔地区有关该病的报道也日趋增多，严重危害着我国的肉鸡养殖业。①1肉鸡腹水症的诱发因素①1.1绝对缺氧①高海拔地区的氧分压低，肉仔鸡因大气性缺氧使AS的发病率大幅度提高。Julian研究表明，钙、磷代谢障碍时的胸廓变形和呼吸系统严重的霉菌感染时，可因呼吸性缺氧而使AS的发病率升高。①1.2相对缺氧①喂颗粒料时因快速增重可使AS发病率明显增加。雄性肉鸡代谢率较高，需氧量大，AS发病率高。寒冷使动物耗氧量增加（试验表明，7℃时肉仔鸡耗氧量比23℃时增加93%），AS的发病率会大幅度增加。①1.3肉鸡本身的因素是AS发生的基础①AS是现代商品代肉仔鸡结构与机能矛盾的产物。肉鸡的遗传选择过去主要集中在产肉性能，饲料报酬和生长速度等方面，而忽视了对各个器官协调发展的关注，结果导致商品代肉仔鸡的呼吸和循环系统对缺氧、寒冷等不良环境刺激的适应性大为降低。特别是常因右心负荷增加诱发右心肥大和衰竭—腹水综合征。如肉仔鸡的肺系数（肺重/体重）只有同龄蛋鸡的60%，故其对缺氧的代偿适应能力较低；在寒冷和缺氧的刺激下，心肌易发生损伤（特异性反映心脏结构损害的心肌蛋白TNT的释放量增加）。①2肉鸡腹水症的发病机制①AS的临床症状及病理变化可概括三个方面：（1）全身瘀血及瘀血性肝营养不良（肝硬化）。AS患鸡典型的临床症状是腹部膨大，腹部皮肤发亮，用手触压时有波动感，病鸡被毛蓬松，不愿站立，行动缓慢，似企鹅状走动。呼吸困难，严重病例鸡冠，肉髯呈紫红色，皮肤发绀。剖检可见肝脏瘀血、肿大及纤维性硬化，腹腔积有大量的清亮或稻草色液体，液体中可混有纤维素块或絮状物。（2）右心脏肥大，扩张，心瓣膜出现病理性改变。（3）肺脏瘀血水肿。这些都是肺源性心脏病的典型特征。因此，目前一般以肺源性心脏病的发病机制解释AS的发病环节：即诱发因素→肺动脉高压（即右心负荷增加）→右心肥大和衰竭→全身瘀血及瘀血性肝营养不良，后腔静脉回流受阻及腹水形成。近年来肉鸡腹水症的研究在以下几方面取得了重要进展。①2.1心脏的病理学改变及其肥大和衰竭是AS发生发展的重要环节①右心是肺动脉压的承受中心，发生PH时右心受到的剪切压及跨壁压都升高，会代偿性地发生右心肥大。AS的各种诱发因素均可导致肉仔鸡的右心肥大（Rightv

entricularhypertrophy,RVH），各种因素导致的AS都伴有RVH，RVH是AS的重要发病环节是肯定的，因此学术上把反映RVH程度的指标（右心室重/整个心室重）称为腹水心脏指数（Ascitesheartindex,AHI）。右心衰竭是RVH及代偿不全的结果，是导致静脉回流受阻及腹水形成的关键环节，特别是当心肌和三尖瓣的肥大不同步时会导致瓣膜病，发生右心衰竭。目前对AS发病过程中右心衰竭的发生发展过程研究甚少。①同时心肌肥大是个不平衡生长过程，表现为重量增加超过了心脏交感神经元轴突的增长和毛细血管的增生；肥大的心肌细胞表面积与重量之比显著下降，细胞跨膜信号转导（特别是钙信号）等膜功能受阻；心肌线粒体数目不能随着心肌细胞体积成比例增加，以及肌球蛋白ATP酶活性下降，严重影响心肌的生物氧化和收缩功能。因此，持久性及过度肥大的心肌不能长期维持正常功能，必将由代偿转为代偿失调而发生右心衰竭。因此，研究右心肥大的机理，干预其肥大过程是阻断AS发生发展的又一环节。①近期的研究表明，除继发性右心肥大和衰竭外，还存在右心的原发性损伤和肥大。Maxwell发现低氧环境中孵出的小鸡其心脏的损伤与AS相关，这些鸡常伴有早发性（7～20日龄）AS。Olkowski发现腹水鸡和许多正常肉鸡都有心内膜炎，而伴有严重心内膜炎的鸡群右心肥大和衰竭的发生率高。研究表明，寒冷因素及高能量饲料可在早期诱发肉鸡心内膜的损伤，并部分观察到与肺动脉高压相关性较低的右心肥大。Maxwell发现早期的肌钙蛋白T（TnT）的含量与后期AS发生率有关，而TnT是近十年来用于诊断心肌损伤的特异高敏的生化指标。这说明右心的原发性损伤及肥大在AS发病过程中有一定作用。因此，对AS发生发展过程中心脏的病理学改变及其衰竭的机理的研究，也是寻找干预AS发病环节的途径之一。①2.2肺动脉高压是AS发生发展的中心环节①AS具有肺原性心脏病的临床特点（全身瘀血、腹水形成）和病理特征（右心肥大及衰竭）。因此，Julian等提出AS发生发展的肺动脉高压（PulmouaryHypertension，PH）假说。右心肥大一般是对PH的结构性代偿，而右心衰竭是右心肥大发展的必然结果。腹水则是右心衰竭导致全身瘀血水肿的一种表现。其后的大量研究围绕这一假说展开。首要问题是确定在AS发病过程中是否存在PH。Wideman利用结扎一侧肺动脉的方法，复制了PH和AS，但由于该方法与正常生产条件下AS的发病过程区别很大，故不能准确地判定PH与AS的关系。由于直接测定肺动脉压的难度较大，因此PH是AS的重要发病环节的提法处在“高级假说”阶段。以中国农大乔健教授为首的课题组首先

建立右心导管法直接测定肺动脉压的方法，然后观察AS发生发展过程中肺动脉压的动态变化，以探讨PH与AS的关系。结果表明低温高能量饲料引起肺动脉压不断升高，最终发生AS，而右心功能呈现代偿到失代偿，进而衰竭的发展过程。从而试验证明了AS发生发展的PH假说，确立了PH是AS发病过程的中心环节。由此可发展到通过监测肺动脉压来筛选AS的有效控制药物。①2.3PH的形成机制：肺动脉重塑可能是AS患鸡PH形成的主要因素①PH一旦形成将不可避免地顺序导致右心肥大和衰竭→后腔静脉回流受阻及腹水形成。因此探索PH的形成机制，并阻断PH的产生则是AS发病机理研究及筛选有效控制药物的重要环节。肺动脉压是心输出量和肺血管阻力相互作用的结果。一般情况下肺血容量变化较小，不致于引起PH；Wideman和何诚研究表明，低温诱发AS，心输出量增加与肺动脉压的相关性不显著。血管阻力包括粘性和弹性阻力。AS患鸡血液粘度与肺动脉压的相关性较差，不是导致PH的主要因素。而弹性阻力负荷在其中所起的作用却越来越为广大研究者所重视。弹性阻力负荷由肺血管舒缩状态及血管顺应性决定。虽然高海拔地区易发生AS据认为与缺氧性肺血管收缩有关，但其他因素诱发的AS发病过程中几乎不存在肺血管收缩，而由肺动脉重塑导致的顺应性下降则可能是形成持续PH，发生AS的主要因素。①肺动脉重塑（Pulmonaryarteryremodeling），或称为肺血管重建，重要特征是肺动脉中膜平滑肌增生及非肌性小动脉肌化。重塑后的肺血管管腔缩小，血流阻力增加，顺应性下降（血管壁弹性下降，扩张性减弱），对肺循环血流增加的适应性大为降低，故极易导致PH。医学研究表明，人类和哺乳动物的肺动脉重塑一般是肺动脉对肺动脉压升高的适应性反应，是形成稳定PH，导致右心肥大及衰竭的基础。在AS与肺动脉重塑研究方面，Peacock和Enkvetchakul研究表明，亚临床腹水鸡和腹水鸡肺动脉中膜肥大。何诚等应用图像分析仪测定PH鸡及腹水鸡肺动脉，发现直径为50～100μm、100～200μm的肺动脉中膜平滑肌肥大，管腔面积减少，外膜肌原纤维和弹力纤维增多。李锦春、王小龙等发现高钠饮水相关的PH肉鸡，其肺动脉发生重塑。因此，肉鸡肺动脉重塑可能进一步增加肺血管阻力，从而在形成稳定PH及AS发生发展中起重要作用。由上可知，虽然有研究表明，PH患鸡及腹水鸡肺血管也发生了重塑,但在肉鸡腹水综合征发生发展过程中，肺血管重塑产生与演化的动态变化，以及肺血管重塑与肉鸡肺动脉高压形成的关系还不清楚。①2.4钙信号转导在肺血管重建和右心肥大过程中的作用①近十年来，细胞

信号系统研究引起了国内外生物学界极为广泛的关注，细胞信号转导（Signaltransduction）的概念已渗透到生物学的各个领域。（1）细胞信号系统在生物体的代谢、机能调控上起着重要作用。因为生物体内的大分子、细胞器、细胞、组织和器官在空间上是相互隔离的，生物体与环境之间更是如此。据信息论观点两个空间隔离的组分之间相互影响和协调，必然存在着信号的传输或信息的交流。（2）生物个体的所有细胞都来自同一受精卵，其遗传结构完全一致。各种组织细胞之所以表现出不同的形态与功能，以及同一种细胞在不同病理条件下功能与形态的代偿与适应，主要取决于细胞信号系统对基因表达的调控。人类的基因组计划已经初步完成，因此在遗传密码破译及转录、翻译的基本规律获得突破之后，如何调控细胞信号系统，控制细胞的基因表达及增殖、分化、发育就成为生物学的最大挑战。①细胞信号转导是指细胞感受、转导环境刺激和胞间信号的分子途径及其在生物个体发育过程中对基因表达和代谢生理反应的调控作用。生物体的细胞信号系统主要包括：腺苷酸环化酶系统、肌醇脂质信号系统、钙信号系统以及气态信号分子NO等。Rasmussen在钙受体蛋白-钙调素（又称钙调蛋白Calmodulin,CaM）的发现和功能研究的基础上提出了Ca2+第二信使学说。近年来，Ca2+信号系统已成为信号转导研究中的热点问题。这是因为Ca2+信号系统不仅调控着细胞的增殖和分化及众多生理功能，而且还是联系其他信号系统的桥梁。Ca2+信号系统的转导模式为：各种环境刺激和胞间信号通过影响Ca2+的跨膜转运，使胞内Ca2+（此处Ca2+为第二信使）浓度升高，继而与钙结合蛋白（CaM是最重要的一种）结合，然后通过Ca2+·CaM依赖性蛋白酶调控下游信号及细胞功能。①AS发生发展过程的主要环节大多受Ca2+信号系统的调节，如PH形成过程中的肺动脉平滑肌收缩和肺血管平滑肌增殖，右心肥大过程中的细胞增殖以及右心衰竭过程中心肌兴奋-收缩偶联障碍等都与Ca2+信号系统有关。研究发现，在AS患鸡心肺总钙含量增加，同时胞内游离钙出现超载现象；中药川芎的有效成分川芎嗪（为较弱的钙通道阻断剂）对肉鸡肺动脉平滑肌细胞Ca2+跨膜转运有一定影响。提示钙信号可能参与了AS的发病过程。本研究将全面地研究钙信号系统与肺血管重建和右心肥大的关系，并寻找有效的钙通道阻断药物，干预AS的发病过程。为开发相应的细胞信号转导药物打下基础。①2.5癌基因的表达与肺血管结构重建及右心肥大的关系①癌基因（Oncogene）原指细胞或病毒中存在的,能诱导正常细胞发生恶性转化的基

因,由于这类基因当初从某些致癌病毒和肿瘤细胞中得到分离鉴定,并与肿瘤细胞生长、分化及调控有着极为密切的关系而得名。①后来研究发现，癌基因广泛存在于从低等到高等动物的细胞中,而且其结构差异很小，高度保守。其编码产物（即癌蛋白）在细胞生长、增殖、应答和功能调节中具有极其重要的作用。只是在不正常的时空条件下过度表达才诱导细胞的恶性转化，分裂失控，发生肿瘤。目前的癌基因的概念及其内涵已远远超出了当初的范围，凡是编码与细胞生长分化有关的关键性调控蛋白质（如生长因子、细胞内信息分子及转录调节因子等）的正常细胞基因都可归属于癌基因的范畴。近来，采用分子生物学的原理和方法，尤其是重组DNA技术，人们对恶性肿瘤及心血管疾病的本质有了更深刻的认识。发现两类看似不同的疾病，本质上都与细胞的增殖有关。癌基因与血管平滑肌增殖、心脏肥大关系的研究已成为分子生物学的另一热点。①癌基因c-jun和c-fos属于核内蛋白类癌基因，它们的编码产物为核内DNA结合蛋白，在核内的信息传递过程中起重要作用，可促进与细胞增殖有关的基因开放，从而产生细胞增殖效应。大量研究表明c-jun和c-fos在血管平滑肌及心肌细胞增殖的早期转录和表达增强（约提高5～8倍），故又称为早期反应基因。导致血管平滑肌与心肌细胞增殖的血管活性肽，如ET、AT-Ⅱ，在体内外都有极强的诱导这两种癌基因表达的作用；自由基及脂质过氧化物可直接或间接（通过释放血管活性物质）激活c-jun和c-fos，并导致细胞增殖。低氧及高脂处理大鼠，从7天开始就可观察到其肺及心肌内的c-jun和c-fos表达增强，14天时可增加6倍左右，继而发生细胞增殖。用肺动脉结扎法造成大鼠的PH，1天后即出现心肌、肺内c-jun和c-fos的大量表达，随之观察到心肌细胞、肺血管平滑肌细胞的增殖和肥大。因此，尽管目前关于心肌和血管平滑肌细胞分化、增殖机理还有待进一步研究，但c-jun和c-fos等一系列癌基因的异常表达是其重要环节。肺血管平滑肌增殖导致的肺血管结构重建以及心肌细胞肥大与增殖导致的右心肥大是AS发病过程的两个重要环节，但对其与细胞癌基因活化和表达关系的研究却较少。乔健等研究发现，低温诱导肉鸡腹水症时低温组肉鸡各段肺动脉血管平滑肌细胞c-fos和c-jun在mRNA和蛋白表达从不同时间开始显著或极显著高于对照组，且低温处理期间，低温组肉鸡20～50µm和50～100µm肺动脉血管平滑肌细胞c-Fos蛋白表达的阳性指数与细胞增殖指数显著相关（P<0.05），各段肺动脉血管平滑肌细胞c-Jun蛋白表达的阳性指数与细胞增殖

指数显著或极显著相关。结果表明环境低温诱发的肉鸡肺动脉血管平滑肌细胞c-fos和c-jun的表达参与了血管平滑肌细胞增殖的调控。通过免疫组化和原位杂交技术初步探讨c-fos和c-jun在AS肉鸡右心肥大和衰竭过程中的变化对其表达的影响。结果发现，在22、29、36、43和50日龄时，与对照组肉鸡相比，低温组肉鸡右心室心肌细胞c-fos/c-jun蛋白和mRNA的平均光密度值显著或极显著升高（P<0.05；P<0.01），其mRNA的阳性面积百分比也极显著升高（P<0.01）。结果表明，c-fos和c-jun癌基因在右心肥大和衰竭中起着重要作用。有理由相信，癌基因和AS相关性研究将极大加深对该病发病过程的认识，同时也为该领域的研究提供一种新思路。