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.2016年2月1日；310（3）：H365-75。
doi:10.1152/ajpheart.00562.2015。 Epub 2015年12月4日。

衰老与大脑后动脉和实质小动脉的生物力学特性变化有关

贾妮斯·迪亚兹·奥特罗 1, 汉娜·加弗 2, 格雷戈里·德·芬克 2, 威廉·杰克逊 2, 安妮·M·多伦斯 2
附属公司

衰老与大脑后动脉和实质小动脉的生物力学特性变化有关

贾妮斯·迪亚兹·奥特罗等。 美国生理学杂志心脏循环生理学. .

摘要

动脉重塑被描述为动脉结构的改变，可能是随着年龄增长心血管疾病风险增加的原因。虽然中风的风险随着年龄的增长而增加，但大多数中风研究中都使用了相对年轻的动物。因此，需要更多关于衰老如何改变脑动脉生物力学特性的信息。大脑后动脉（PCA）和实质小动脉（PA）在控制脑灌注方面非常重要。我们假设老年（22-24月龄）C57bl/6小鼠的PCA和PA比年轻（3-5月龄）小鼠更硬。通过压力肌电图评估PCA和PA的生物力学特性。数据以年轻人与老年人的平均值±SE表示。在PCA中，老年小鼠的外径（155.6±3.2 vs.169.9±3.2μm）和管腔（116.4±3.6 vs.137.1±4.7μm）增加。壁应力（375.6±35.4 vs.504.7±60.0 dyn/cm（2））和动脉硬度（β系数：5.2±0.3 vs.7.6±0.9）也增加。然而，随着年龄的增长，壁应变（0.8±0.1 vs.0.6±0.1）降低。在老年小鼠的PA中，壁厚（3.9±0.3 vs.5.1±0.2μm）和面积（591.1±95.4 vs.852.8±100μm（2））增加，而应力（758.1±100.0 vs.587.2±35.1 dyn/cm（2。衰老也增加了平均动脉压和脉压。我们的结论是，年龄相关性重塑发生在大脑大动脉和小动脉中，可能会增加脑血管疾病的风险。

关键词：老化；脑血管循环；重塑；脉管系统。

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数字

图1。
图1。
衰老会增加血压，但心率不变。数据为平均值±SE(n个=4代表年轻人和n个=3（老年人）通过遥测测量的24小时平均血压或心率。双向方差分析表明年龄对所有血压都有显著影响(A–D) (*P（P）<0.05），但不适用于心率(E类)或活动(F类) (P（P）> 0.05). 血压数据记录开始于第3天遥测仪植入后。
图2。
图2。
老年小鼠夜间血压升高。数据为平均值±SE(n个=4代表年轻人和n个图1所示数据中最后8天平均动脉压（MAP）的1小时平均值（老年人为3），显示老年小鼠夜间血压显著升高。0-h时间点表示所示时间段的第一个午夜。双向方差分析表明时间和年龄具有显著的影响，其中有一个显著的交互项(P（P）<0.05）。
图3。
图3。
衰老导致大脑后动脉重构。外径(A类)，流明直径(B类)、和管腔面积(C类)随着年龄的增长而增加。墙体横截面积和厚度未发生变化(D、 E类). 老化确实降低了壁腔比(F类). 数据以平均值±SE表示***P（P）< 0.001, **P（P）< 0.01, *P（P）<0.05，双向ANOVA后进行Bonferroni事后比较。
图4。
图4。
大脑后动脉（PCA）的力学性能随着年龄的增长而发生变化。壁应力增加(A类)随着年龄的增长。老化也降低了PCA中的应变(C类). PCA随年龄增长而膨胀较小(B类). 年龄较大的小鼠的壁应力与应变降低(D类). 数据表示为平均值±SE***P（P）< 0.001, **P（P）< 0.01, *P（P）<0.05，2向方差分析，然后是Bonferroni，用于事后比较。图3中的数据用于计算PCA的机械性能。
图5。
图5。
老化增加了穿透小动脉的壁厚。外径(A类)，流明直径(B类)、和管腔面积(C类)穿通小动脉的变化不明显。墙体横截面积(D类)，壁厚(E类)、和壁流明比(F类)随着年龄的增长而增加。数据以平均值±SE表示***P（P）< 0.001, *P（P）<0.05，双向方差分析。
图6。
图6。
衰老导致穿透性小动脉的机械性能发生变化。120mmHg时，壁应力随年龄增加而增加(A类). 壁面应变(C类)、膨胀性(B类)，和应力应变(D类)保持不变。数据以平均值±SE表示*P（P）<0.05，2向方差分析，然后是Bonferroni，用于事后比较。图5中的数据用于计算PCA的机械性能。
图7。
图7。
衰老会增加大脑后动脉的血管僵硬度，血管僵硬度因动脉类型而异。大脑后动脉壁硬度随年龄增长而增加(A类)但不在穿透小动脉中(B类). β系数增加表示壁刚度增加。与大动脉相比，年轻小鼠的小动脉血管僵硬度增加(C类). 老年老鼠的情况并非如此(D类). PA，实质小动脉。数据以平均值±SE表示*P（P）< 0.05, **P（P）<0.01，学生的t吨-测试。图4和图7中的数据用于计算PCA的机械性能。
图8。
图8。
衰老可能会增加脑动脉壁中的钙含量。在一小群小鼠中，对年轻和老年小鼠的动脉进行了钙沉积计数。两组间钙沉积血管的数量或钙化百分比的增加（数据未显示）无显著差异(A类). 显示了放大40倍的典型图像(B类：阳性对照；C类：幼鼠；D类：老老鼠）。箭头表示动脉。数据以平均值±SE表示。P（P）=0.3（学生）t吨-测试；n个= 3.
图9。
图9。
衰老会增加大脑动脉中胶原沉积的百分比。在一小群小鼠中，对年轻和老年小鼠的胶原蛋白沉积百分比进行了量化。老化导致胶原蛋白沉积显著增加(A类). 显示了放大40倍的典型图像(B类：阳性对照；C类：幼鼠；D类：老老鼠）。箭头表示动脉。胶原蛋白含量增加的动脉会被染成紫色。数据以平均值±SE表示****P（P）<0.001（学生）t吨-测试；n个= 3.
图10。
图10。
衰老会降低动脉密度。在一小群小鼠中，使用异凝集素IB4定量动脉数量和毛细血管数量。在每只动物的大脑皮层采集两个图像，每个半球一个。代表性图像如上图所示。B类：控制；C类：年轻；D类：旧。数据以平均值±SE表示*P（P）<0.05，学生的t吨-测试；n个= 3.
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