Changes in the Lung after Pulmonary Hypertension Induced by Obstruction of the Pulmonary Vein in Rats

Background: Experimental studies of vascular remodeling in the pulmonary arteries have been performed actively. These models required a persistent vascular insult for intimal injury induced by chronic hypoxia, monocrotaline intoxication or chronic air embolism and characterized medial hypertrophy and neointimal formation by active synthesis of the extracellular matrix protein. The purpose of this study was to determine the pattern of pulmonary vascular remodeling after obstruction of the pulmonary vein. Material and Method: Obstruction of the right pulmonary vein with a metal clip was performed in Sprague-Dawley rats $(352{\pm}18g,\;n=10)$ to cause pulmonary vascular disease. Fifteen days later, experimental studies were done and finally the both lungs and hearts were extirpated for experimental measurement. Pulmonary arterial pressure, weight ratio of right ventricle (RV) to left ventricle (LV) and ventricular septum (S) (RV/LV +S weight ratio), and pulmonary artery morphology (percent wall thickness, %WT) were evaluated and compared with normal control groups. Result: Pulmonary hypertension $(38{\pm}12mmHg\;vs\;13{\pm}4mmHg;\;p<0.05)$ and right ventricular hypertrophy (right ventricular/left ventricular and septal weight ratio, $0.52{\pm}0.07\;vs\;0.35{\pm}0.04;\;p<0.05$) with hypertrophy of the muscular layer of the pulmonary arterial wall (percent wall thickness, $22.4{\pm}6.7%\;vs\;6.7{\pm}3.4%;\;p<0.05$) were developed by 15 days after obstruction of the pulmonary vein. Conclusion: Obstruction of the pulmonary vein developed elevation of pulmonary blood pressure and medial hypertrophy of the pulmonary artery. These results are a part of the characteristic vascular remodeling. Theses results demonstrate that obstruction of the pulmonary vein can develope not only high pulmoanry blood flow of contralateral lung but also intima injury inducing vascular remodeling.

흰쥐에서 폐정맥 폐쇄에 의해 유도된 폐동맥고혈압 발생 후의 폐장의 변화

배경: 저산소증, 공기색전증, monocrotaline 약물 주입 등에 의해 혈관 내막의 손상을 일으켜 폐동맥내세포외간질 단백질 합성을 활성화시키고 혈관의 중막비후나 신생내막의 형성을 일으키는 혈관개조(vascular remodeling) 실험이 활발하게 진행되고 있다. 본 연구는 폐정맥을 폐쇄시킨 후 변화된 혈류에 의해 폐장이 어떻게 반응하는지 확인하고자 동물실험을 실시하였다. 대상 및 방법: $352{\pm}18g$의 흰쥐(n=10)를 이용하여 ketamine 근육내 주사로 마취하여 정중흉골절개술을 시행하고 심장을 노출시킨 후 우측 폐정맥을 크립을 이용하여 폐쇄하였으며, 15일 후 폐동맥압, 좌심실과 심실중격 대비 우심실 무게비(RV/LV+Sweight ratio), 말초 폐동맥의 외측지름대비 벽두께비(percent wall thickness (%WT)) 등을 측정하여 대조군(n=5)과 비교하였다. 결과: 폐정맥 폐쇄군의 폐동맥압은 38{\pm}12 mmHg로 대조군의 $13{\pm}4mmHg$에 비해 의의 있게 증가되었다(p<0.05). 좌심실과 심실중격 대비 우심실 무게비는 대조군의 $0.35{\pm}0.04$에 비해 $0.52{\pm}0.07$로 통계적으로 유의한 우심실 비대 소견을 보였고(p<0.05), 말초 폐동맥의 외측지름대비 벽두께비는 폐쇄군이 $22.4{\pm}6.7%$로 대조군의 $6.7{\pm}3.4%$에 비해 증가되었다(p<0.05). 결론: 한쪽 폐의 폐정맥 폐쇄는 폐동맥고혈압, 우심실 비대, 말초 폐동맥의 중막 비후 소견을 유도하였다. 이는 폐동맥 혈관개조의 병리학적 특성을 나타내는 것으로 일측 폐정맥을 폐쇄하는 경우 반대측 폐장의 폐혈류량 증가뿐만 아니라 혈관개조를 유발하는 내막의 손상을 동반함을 알 수 있었다.