衡衍 李德魁 馬淑然 蔡月超 許筱穎

·論著·

極端氣候變化對(duì)金黃地鼠血清褪黑素、IL-1、IL-6、CD3+、CD4+、CD8+的影響

衡衍 李德魁 馬淑然 蔡月超 許筱穎

目的基于“天人相應(yīng)”理論，探討極端氣候?qū)C(jī)體免疫功能的影響。方法將金黃地鼠按體重隨機(jī)分為正常氣候組、氣溫驟升組、氣溫驟降組、持續(xù)高溫組、持續(xù)低溫組、高溫高濕組、常溫高濕組共七組，借助人工氣候模擬箱，進(jìn)行極端氣候模擬，干預(yù)結(jié)束后24小時(shí)、72小時(shí)取血，測(cè)定血清褪黑素(melatonine，MT)、白細(xì)胞介素1(interleukin，IL-1)、IL-6、免疫細(xì)胞表面抗原分子T細(xì)胞亞群(cluster of differentiation，CD3+、CD4+、CD8+)的含量。結(jié)果(1)高溫高濕情況下金黃地鼠存活率為62.5%，其余情況下為100%。(2)極端氣候結(jié)束24小時(shí)，與正常氣候組相比，氣溫驟升情況下IL-1、IL-6、CD3+、CD4+有顯著差異；氣溫驟降情況下IL-1、CD8+有顯著差異；持續(xù)高溫情況下IL-1、IL-6、CD8+有顯著差異；持續(xù)低溫情況下MT、IL-1、IL-6、CD3+有顯著差異；高溫高濕情況下IL-1有顯著差異；常溫高濕情況下MT、IL-1、IL-6、CD3+、CD4+、CD8+均有顯著差異。(3)極端氣候結(jié)束72小時(shí)，與正常氣候組相比，氣溫驟升情況下CD8+有顯著差異；氣溫驟降情況下IL-1、IL-6、CD3+有顯著差異；持續(xù)高溫情況下IL-1、CD8+有顯著差異；持續(xù)低溫情況下MT、IL-6、CD3+有顯著差異；常溫高濕情況下MT、IL-1、IL-6、CD3+、CD4+、CD8+均有顯著差異。結(jié)論(1)極端氣候會(huì)對(duì)機(jī)體造成不利影響，尤以高溫高濕為甚。(2)高濕度對(duì)免疫系統(tǒng)影響較為持久。(3)不同的極端氣候?qū)ν屎谒丶懊庖吖δ艿恼{(diào)節(jié)存在一定差異性和滯后性。

極端氣候； 褪黑素； 免疫； T細(xì)胞； 白介素

“天人相應(yīng)”理論是中醫(yī)學(xué)的原創(chuàng)理論，其強(qiáng)調(diào)人與自然息息相關(guān)。如果自然界氣候發(fā)生非正常變化，超過了人體的適應(yīng)能力，六氣就成為“六淫”，誘發(fā)人體發(fā)病甚至導(dǎo)致生命終結(jié)?；诖耍凇疤烊讼鄳?yīng)”理論的指導(dǎo)下，本實(shí)驗(yàn)借助人工氣候模擬箱，對(duì)極端氣候條件下金黃地鼠血清的褪黑素和部分免疫物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定、分析，探討極端氣候?qū)瘘S地鼠免疫功能的部分影響機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物

雄性金黃地鼠，8周齡，品系LVG，級(jí)別SPF/VAF，實(shí)驗(yàn)開始前一周由北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限責(zé)任公司提供，合格證號(hào)：SCXK(京)2012-0001。

金黃地鼠均可自由進(jìn)食與攝水，飼料為倉鼠全價(jià)顆粒飼料。所有金黃地鼠購入后進(jìn)行適應(yīng)性飼養(yǎng)三天，然后再安排各組進(jìn)入人工氣候模擬箱(溫度設(shè)定為25℃，濕度設(shè)定為50%，光照參照當(dāng)天北京地區(qū)日出日落時(shí)間)飼養(yǎng)三天。

1.2 動(dòng)物分組

隨機(jī)將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分為正常氣候組(ZC組)和極端氣候組兩組。極端氣候組內(nèi)細(xì)分為氣溫驟升組(ZS組)、氣溫驟降組(ZJ組)、持續(xù)高溫組(CG組)、持續(xù)低溫組(CD組)、高溫高濕組(GWGS組)、常溫高濕組(CWGS組)六組，每組16只。

1.3 方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)條件 設(shè)定ZC組溫度保持在25℃左右；ZS組溫度30分鐘內(nèi)從25℃快速上升到38℃維持6小時(shí)；ZJ組溫度30分鐘內(nèi)從25℃快速下降到4℃維持6小時(shí)；CG組溫度從25℃漸升至35℃維持72小時(shí)；CD組溫度從25℃漸降至4℃維持72小時(shí)；GWGS組溫度從25℃漸升至35℃，相對(duì)濕度由50%左右逐漸升高到85%左右，維持72小時(shí)；CWGS組溫度保持在25℃左右，相對(duì)濕度由50%左右逐漸升高到85%左右，維持72小時(shí)；以上ZC組、ZS組、ZJ組、CG組、CD組的相對(duì)濕度在實(shí)驗(yàn)過程中均保持在50%左右。

1.3.2 取材 取材按照預(yù)定計(jì)劃，分組、分批、分時(shí)進(jìn)行。各極端氣候組于干預(yù)后24小時(shí)、72小時(shí)進(jìn)行取材，其中各組的最后一次取材應(yīng)安排在晚21:00后。將金黃地鼠麻醉固定，剖開腹腔，腹主動(dòng)脈取血，靜置5小時(shí)，4℃、2500 r/min離心15分鐘，吸取上清液后置于-70℃低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定與方法 金黃地鼠褪黑素(melatonine，MT)、T細(xì)胞亞群(cluster of differentiation，CD3+、CD4+、CD8+)、白細(xì)胞介素1(Interleukin-1，IL-1)、IL-6均采用酶聯(lián)免疫法檢測(cè)，嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 極端氣候情況下金黃地鼠的生存情況統(tǒng)計(jì)

極端氣候條件下，高溫高濕組存活率明顯低于其他六組。提示高溫高濕是本課題所設(shè)計(jì)的六種極端氣候中最為容易導(dǎo)致金黃地鼠死亡的氣象條件，其對(duì)機(jī)體免疫影響可能最大，后果也最為嚴(yán)重。提示濕邪和熱邪二者共同侵犯機(jī)體，產(chǎn)生的影響要遠(yuǎn)高于單獨(dú)的寒邪、熱邪和濕邪。見表1。

2.2 極端氣候干預(yù)24小時(shí)對(duì)金黃地鼠血清免疫指標(biāo)的影響

極端氣候干預(yù)結(jié)束24小時(shí)后，與正常氣候組相比，金黃地鼠血清MT含量在持續(xù)低溫和常溫高濕情況下具有顯著性差異(P<0.05)；IL-1含量在六種極端氣候干預(yù)24小時(shí)后，均出現(xiàn)明顯上升；IL-6含量在氣溫驟升、常溫高濕情況下上升非常顯著，持續(xù)高溫、持續(xù)低溫情況下則顯著性上升(P<0.05)；CD3+則在氣溫驟升、持續(xù)低溫、常溫高濕情況下明顯上升，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；CD4+則在氣溫驟升、常溫高濕情況下明顯上升，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；CD8+在氣溫驟降、持續(xù)高溫下降非常顯著，在常溫高濕情況下明顯上升(P<0.05)。見表2、表3。

表1 極端氣候變化過程中各組金黃地鼠存活率比較

表2 極端氣候干預(yù)后24小時(shí)MT、IL-1、IL-6的變化

注： 與正常氣候組相比較，aP<0.05。

表3 極端氣候干預(yù)后24小時(shí)CD3+、CD4+、CD8+的變化

注： 與正常氣候組相比較，aP<0.05。

2.3 極端氣候干預(yù)72小時(shí)對(duì)金黃地鼠血清免疫指標(biāo)的影響

極端氣候干預(yù)結(jié)束72小時(shí)，因高溫高濕條件下金黃地鼠的低存活率導(dǎo)致數(shù)據(jù)不足以滿足統(tǒng)計(jì)需要，故該組不再參與干預(yù)結(jié)束72小時(shí)的統(tǒng)計(jì)。與正常氣候組相比，金黃地鼠血清MT含量在氣溫驟降、持續(xù)低溫和常溫高濕情況下具有顯著性差異(P<0.05)；IL-1含量在氣溫驟降情況下增加非常顯著，在持續(xù)高溫、常溫高濕兩種情況下顯著上升(P<0.05)；IL-6含量在氣溫驟降、持續(xù)低溫情況下增加非常顯著，在常溫高濕情況下顯著上升(P<0.05)；CD3+則在氣溫驟降、持續(xù)低溫、常溫高濕情況下明顯上升，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；CD4+則只在常溫高濕情況下明顯上升(P<0.05)；CD8+在氣溫驟升情況下下降非常顯著，且在持續(xù)高溫、常溫高濕情況下明顯上升(P<0.05)。見表4、表5。

表4 極端氣候干預(yù)后72小時(shí)MT、IL-1、IL-6的變化

注： 與正常氣候組相比較，aP<0.05。

表5 極端氣候干預(yù)后72小時(shí)CD3+、CD4+、CD8+的變化

注： 與正常氣候組相比較，aP<0.05。

3 討論

《素問·陰陽應(yīng)象大論》云“天有四時(shí)五行，以生長(zhǎng)收藏，以生寒暑燥濕風(fēng)”，“六氣”是萬物生存的必要條件，但氣候非正常變化，超過了人體的適應(yīng)能力就會(huì)化為“六淫”?！端貑枴ち?jié)藏象論》將六氣轉(zhuǎn)化為六淫的規(guī)律概括為“未至而至，此謂太過”“至而不至，此謂不及”[1]。但需要注意的是，六氣六淫學(xué)說是古人運(yùn)用黑箱理論的結(jié)果，其與氣溫、濕度、風(fēng)速、降水量等現(xiàn)代氣候指標(biāo)的關(guān)系猶如中醫(yī)的五臟六腑和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)解剖中的臟腑關(guān)系一樣，有交集但也有不同，并不能完全對(duì)應(yīng)[2]。

本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在不同極端氣候條件下，對(duì)其機(jī)體健康產(chǎn)生了不利影響。尤其是高溫高濕(35℃，RH85%)條件下，金黃地鼠的存活率僅為62.5%，表明在相同溫度情況下，濕度越大，金黃地鼠越容易死亡。有研究認(rèn)為[3]，高溫高濕環(huán)境下小鼠的生存指標(biāo)會(huì)顯著下降，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。此外，部分學(xué)者認(rèn)為[4-5]，在高溫高濕條件下，會(huì)增加心腦血管疾病的發(fā)病率，房曉等[6]則認(rèn)為高溫高濕還會(huì)導(dǎo)致暈動(dòng)病發(fā)病率上升。因此，應(yīng)對(duì)高溫高濕做好相關(guān)措施，以減輕機(jī)體負(fù)擔(dān)。

此外，黏滯是濕邪的重要致病特點(diǎn)?！端貑枴の逍羞\(yùn)大論篇》曰“中央生濕，濕生土……其性靜兼，其德為濡”，濕性屬靜，感而停滯體內(nèi)，難以祛除。故濕邪為患，多蘊(yùn)蒸不化，膠著難解，導(dǎo)致病程較長(zhǎng)。從中醫(yī)角度講，濕性黏滯的根本原因在于正氣損耗。張六通等[7]通過制造外濕大鼠模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)濕邪能夠使IL-2的誘生、活性下降，腸道菌群紊亂，骨骼肌線粒體活性下降，機(jī)體抗病能力減弱。通過對(duì)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，六種人工模擬極端氣候中，常溫高濕情況下，MT、CD3+、CD4+、CD8+、IL-1、IL-6等免疫指標(biāo)在干預(yù)結(jié)束72小時(shí)后，仍與正常氣候組有顯著性差異，而在其他情況下則大部分已恢復(fù)至正常水平，這在一定程度上從現(xiàn)代免疫學(xué)角度證明了中醫(yī)學(xué)“濕性黏滯”觀點(diǎn)的科學(xué)性。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示氣溫驟升、氣溫驟降、持續(xù)高溫及高溫高濕結(jié)束后24小時(shí)，褪黑素未出現(xiàn)明顯變化；氣溫驟降后72小時(shí)，出現(xiàn)明顯升高。在持續(xù)低溫、常溫高濕干預(yù)結(jié)束24小時(shí)、72小時(shí)，MT含量一直維持在較高水平。可見，不同極端氣候干預(yù)后，褪黑素呈現(xiàn)出不同的應(yīng)答反應(yīng)，但都不低于正常水平。本團(tuán)隊(duì)之前對(duì)極端氣候條件干預(yù)過程中和干預(yù)后立即對(duì)大鼠肺臟MT的水平進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)其MT水平一般低于正常水平，且都存在差異性[8]。表明可能在極端氣候干預(yù)時(shí)，褪黑素水平下降，免疫力降低，但干預(yù)一旦結(jié)束超過24小時(shí)，褪黑素水平就基本恢復(fù)正常。氣溫驟降、持續(xù)低溫和常溫高濕三種極端氣候干預(yù)72小時(shí)后IL-1、IL-6含量仍顯著高于正常水平，而在其他情況下已恢復(fù)。而本團(tuán)隊(duì)之前對(duì)極端氣候條件干預(yù)過程中和干預(yù)后立即大鼠肺臟IL-6水平進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)在氣溫驟變時(shí)，其水平未發(fā)生顯著變化[8]，表明IL-6可能在氣溫驟變時(shí)存在一定的滯后性，機(jī)體免疫力并未快速增強(qiáng)，這也部分解釋了氣溫驟變時(shí)免疫力低下人群中的發(fā)病率高的原因。吳紀(jì)珍等[9]認(rèn)為血清T細(xì)胞亞群測(cè)定能夠較好地對(duì)細(xì)胞免疫情況進(jìn)行反映，其中CD4+與CD8+互相制約、互相誘導(dǎo)，對(duì)機(jī)體免疫功能的位置至關(guān)重要。如果CD4+和CD4+/CD8+降低或者CD8+上升時(shí)，導(dǎo)致其協(xié)助淋巴細(xì)胞活化和促進(jìn)B細(xì)胞合成抗體的能力降低，造成機(jī)體免疫功能降低[10]。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，各種極端氣候均會(huì)對(duì)T細(xì)胞產(chǎn)生影響。綜合所有檢測(cè)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，不同的極端氣候結(jié)束后對(duì)褪黑素與免疫功能的調(diào)節(jié)存在一定差異性，以常溫高濕最為顯著，其次為氣溫驟降和常溫高濕，再次為氣溫驟升和持續(xù)低溫，但高溫高濕免疫指標(biāo)變化雖不顯著，危險(xiǎn)性卻最大。此外不同的極端氣候?qū)C(jī)體免疫功能的影響可能具有不同的滯后效應(yīng)，滯后期較短者小于24小時(shí)，較長(zhǎng)者可以超過72小時(shí)。

綜上，極端環(huán)境變化對(duì)金黃地鼠的免疫功能存在著程度不一的影響，干預(yù)因素不同能夠誘發(fā)相應(yīng)的免疫因子應(yīng)答。高溫高濕對(duì)機(jī)體的危害性最為顯著，而高濕度則能夠在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)影響機(jī)體免疫力，部分解釋了免疫性疾病的季節(jié)性發(fā)病規(guī)律，及極端氣候發(fā)生時(shí)免疫力低下人群中的高發(fā)病率，為此類疾病的臨床預(yù)防和治療提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

[1] 張登本, 孫理軍, 李翠娟.《黃帝內(nèi)經(jīng)》六淫理論的發(fā)生及其意義 [J]. 中華中醫(yī)藥學(xué)刊, 2006, 24(11): 1981-1982.

[2] 周銘心, 單麗娟, 宋曉平, 等. 西北燥證外感病因六淫構(gòu)成情況因子分析[J]. 新疆醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào), 2006, 29(12): 1123-1127.

[3] 周美娟, 丁振華. 高溫高濕環(huán)境對(duì)受照小鼠生存的影響[J]. 第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào), 2004, 23(4): 361-363.

[4] 郭琳芳, 董惠青. 南寧市居民心腦血管疾病與氣象要素關(guān)系探討[J]. 廣西預(yù)防醫(yī)學(xué), 2000, 6(6): 341-343.

[5] 李慶泉, 盛麗, 何燕. 氣象因素對(duì)急性心肌梗死發(fā)病的影響及因時(shí)護(hù)理措施[J]. 中華護(hù)理雜志, 1998, 32(11): 621.

[6] 房曉, 羅琳, 張雷, 等. 濕熱環(huán)境對(duì)暈動(dòng)病發(fā)病的影響[J]. 第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào), 2010，(6): 612-614.

[7] 張六通, 梅家俊. 外濕致病機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 中醫(yī)雜志, 1999, 40(8): 496-498.

[8] 蔡月超.基于“天人相應(yīng)”理論的極端氣候變化對(duì)大鼠肺臟免疫功能的影晌[D].北京：北京中醫(yī)藥大學(xué),2015.

[9] 吳紀(jì)珍,張羅獻(xiàn),馬利軍,等.老年人慢性阻塞性肺病患者免疫功能測(cè)定及其意義[J]. 醫(yī)藥論壇雜志,2005,25(23):10-12.[10] 王成秀, 符州, 謝琴, 等.50例危重新生兒T細(xì)胞亞群及免疫抗體的檢測(cè)[J]. 第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 29(24): 2360.

(本文編輯： 王馨瑤)

InfluenceofextremeclimatevariationsonserumMT、IL-1、IL-6、CD3+、CD4+、CD8+ofgoldenhamster

HENGYan,LIDekui,MAShuran,etal.

SchoolofBasicMedicalSciences，BeijingUniversityofChineseMedicine，Beijing100029，China

Correspondingauthor:XUXiaoying，E-mail:xxy2006stone@ 163.com

ObjectiveTo explore the influences of extreme climate variations on immunity functions of organism based on correspondence between nature and human theory.MethodsThe golden hamsters were randomly divided into ZC group, ZS group, ZJ group, CG group, CD group, GWGS group, GWGS group. Limatic simulation chambers was used to simulate extreme climates. Samples were collected after 24 hours and 72 hours respectively． MT、IL-1、IL-6、CD3+、CD4+、CD8+of serum was detected．Results(1)Survival rate of golden hamster was 62.5% in hot and humid conditions, the remaining groups was 100%.(2)24 hours after the extreme climate, compared with ZC group, the content of IL-1, IL-6, CD3+, CD4+in ZS group were significantly different; IL-1, CD8+was significantly different in ZJ group; IL-1, IL-6, CD8+was significantly different in CG group; MT, IL-1, L-6, CD3+was significantly different in CD group; IL-1 was significantly different in GWGS group; MT, IL-1, IL-6, CD3+, CD4+, CD8+was significantly different in CWGS group.(3)72 hours after the extreme climate, compared with ZC group, CD8+was significantly different in ZS group; IL-1, IL-6, CD3+was significantly different in ZJ group; IL-1, CD8+was significantly different in CG group; MT, IL-6, CD3+was significantly different in CD group; MT, IL-1, IL-6, CD3+, CD4+, CD8+was significantly different in CWGS group.Conclusion(1) Extreme climate can have adverse effects on the body, especially in high temperature and high humidity.(2)High humidity has a long-lasting effect on the immune system.(3)There are some differences and hysteresis quality in the regulation of melatonin and immune function in different extreme climates.

Extreme climate； Melatonin； Immunity； T lymphocytes； Interleukin

國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金(30901887)；國(guó)家留學(xué)基金委員會(huì)資金；北京中醫(yī)藥大學(xué)自主選題(2013-JYBZZ-JS-115)

100029 北京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院[衡衍(碩士研究生)、李德魁、馬淑然、蔡月超、許筱穎]；重慶郵電大學(xué)醫(yī)院中醫(yī)骨傷科(衡衍)

衡衍(1983-)，2013級(jí)在讀碩士研究生。研究方向：天人相應(yīng)理論的文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)及臨床研究；中醫(yī)骨傷的臨床研究。E-mail：hengyan83@163.com

許筱穎(1974-)，女，博士，副教授，副主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師，北京市第四批老中醫(yī)藥專家學(xué)術(shù)繼承人。研究方向：天人相應(yīng)理論的文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)及臨床研究。E-mail：xxy2006stone@163.com

R122.2

A

10.3969/j.issn.1674-1749.2017.08.004

2016-09-12)