黃鳳玉
(廣西貴港市人民醫(yī)院,貴港 537100)
急性肺損傷性肺炎(ALI)指各種內(nèi)外應(yīng)激源導(dǎo)致的彌漫性肺泡實(shí)質(zhì)損傷和急性進(jìn)行性呼吸脅迫癥,常表現(xiàn)頑固性低氧血綜合征[1-3]。它代表了肺損傷發(fā)展延續(xù)的整個過程,是全身炎癥綜合征(SIRS)體內(nèi)失控的持續(xù)性自我放大和破壞過程,常伴隨多種炎性因子和氧自由基的釋放,會引起肺部微血管通透性增高、炎性細(xì)胞浸潤,富含多種蛋白質(zhì)的滲出液肺泡內(nèi)蓄積時[4-5],肺部正常生理狀態(tài)難以持續(xù),多發(fā)生肺水腫和透明膜,長期遷延還會導(dǎo)致間質(zhì)纖維化[6],發(fā)生肺實(shí)變,因此對急性損傷性肺炎的炎癥因子、炎性細(xì)胞和氧自由基相關(guān)指標(biāo)的檢測[7-9]可以很好地反應(yīng)機(jī)體的肺生理狀態(tài)[10-11]。本研究選用氣管內(nèi)滴灌內(nèi)毒素脂多糖(LPS)的急性肺損傷性大鼠模型,從炎癥、氧化損傷和肺生理狀態(tài)角度來觀察滇黃精對急性肺損傷性肺炎大鼠的影響,報道如下。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料 50只健康的雄性SD大鼠,體質(zhì)量185~215 g(維通利華有限公司,北京);滇黃精水提液(綠生藥業(yè)有限公司,云南);LPS(Sigma,美國);吉姆薩染液(雷根生物,北京);酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)試劑盒(康為世紀(jì)生物科技有限公司,北京);辣根過氧化物酶標(biāo)二抗(Abcam,美國)髓過氧化物酶(MPO)和丙二醛(MDA)檢測試劑盒(建成生物工程研究所,南京)。
1.2 方法 隨機(jī)分組50只SD雄性大鼠,每組10只,分別標(biāo)注:正常對照組(NCG),模型組(NMG),滇黃精低劑量組(LLG)、中劑量組(MLG)、高劑量組(HLG)。ALI模型建立:10%水合氯醛4 mL/kg腹腔注射麻醉后,將大鼠50°仰臥保定并剝離氣管,1 mL注射器緩緩滴入配好的LPS(5 mg/kg),并立即旋轉(zhuǎn),使LPS均勻分布[9,12]。對正常對照組大鼠應(yīng)氣管內(nèi)滴注等體積的生理鹽水,股動脈取血進(jìn)行血?dú)夥治觯琍aO2≤85%,PaCO2≥40%為造模成功。確定造模成功后4 h開始腹腔注射配好的滇黃精水提液,24 h后開始檢測相關(guān)指標(biāo)[12-13]。
1.3 觀察指標(biāo) 血清中各炎癥因子和氧化自由基相關(guān)指標(biāo)檢測:取大鼠左心室1 mL血液與標(biāo)準(zhǔn)品混合,加入轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-α、白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)和白介素-1β(IL-1β)單抗包被的酶標(biāo)板,室溫放置2 h后用磷酸緩沖鹽溶液(PBS)洗4次,加入抗抗體,室溫孵育2h,再用PBS洗4次,加入酶標(biāo)抗體后30min,PBS洗4次,加入A、B顯色液后加終止液,酶標(biāo)儀下檢測相應(yīng)比色值并計(jì)算各炎癥因子的含量。按說明書采用硫代巴比妥鈉酸法和亞硝酸鹽法檢測血清MDA、MPO含量和超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化酶(GSH-Px)活性[12-14]。肺泡灌流液中炎性細(xì)胞計(jì)數(shù):收集肺泡灌流液中炎性細(xì)胞時,用25%烏拉坦處死大鼠,分理出氣管和肺后切開氣管并插入塑料管,15 mL生理鹽水反復(fù)沖洗,紗布過濾回收灌洗液,吉姆薩染色后計(jì)數(shù)各炎性細(xì)胞數(shù)量。肺生理指標(biāo)檢測:股動脈取血,離心分離血清后血?dú)馍治鰞x檢測PaO2值。采血后用剪刀剪開大鼠胸腔,取出全部肺并用濾紙吸去表面殘留液體,稱質(zhì)量計(jì)算肺系數(shù)(LI):[肺質(zhì)量(mg)/大鼠體質(zhì)量(g)×10];取新鮮左肺,稱質(zhì)量后60℃烘箱連續(xù)烘干48 h后稱質(zhì)量,計(jì)算W/D[肺濕質(zhì)量(mg)/干質(zhì)量(mg)×100%]、含水量[(W-D)/W×100%]。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 使用SPSS21.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,組間比較采用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 滇黃精對急性肺損傷模型大鼠LI、W/D、肺含水量以及動脈氧分壓的影響 與正常組大鼠相比,模型組大鼠的LI、W/D、(W-D)/W明顯升高,PaO2明顯降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),說明造模成功。與ALI組相比,實(shí)驗(yàn)組大鼠的LI、W/D、(WD)/W明顯降低,PaO2明顯升高,差異具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),而且高劑量組與中劑量組相比有明顯差異(P<0.01),這種趨勢有劑量依賴性,結(jié)果見表1。
2.2 各組大鼠肺泡灌流液中炎性細(xì)胞的數(shù)量 數(shù)據(jù)顯示,模型組大鼠的肺泡灌流液中單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞細(xì)胞數(shù)量顯著增加(P<0.01),而滇黃精使用的各實(shí)驗(yàn)組炎性細(xì)胞數(shù)量均下降(P<0.01),而且高劑量組與中劑量組相比有明顯差異(P<0.05),這種趨勢有劑量依賴性,見表2。
表2 大鼠肺泡灌流液中炎性細(xì)胞數(shù)量Tab.2 Number of inflammatory cellsin rat alveolar perfusate(106/L
注:與正常組相比,*P<0.01;與模型組相比,#P<0.01;與中劑量組相比,△P<0.05。
組別 動物數(shù) 單核細(xì)胞 中性粒細(xì)胞 淋巴細(xì)胞 巨噬細(xì)胞正常對照組 10 2.0±0.5 3.3±0.2 2.7±0.4 3.2±0.6模型組 10 13.1±1.2* 41.9±2.9* 18.7±2.1*29.6±1.3*低劑量組 10 12.6±0.2# 40.8±2.3# 18.3±2.5# 28.7±1.4#中劑量組 10 6.3±0.7# 16.4±2.6# 6.7±1.9# 12.5±1.4#高劑量組 10 3.6±0.3#△ 4.2±0.4#△ 3.4±1.2#△ 4.3±1.7#△
2.3 各組大鼠血清中炎癥因子水平 數(shù)據(jù)顯示,模型組大鼠血清中TGF-α、IL-6、IL-1β比對照組高,IL-10水平低(P<0.05),而實(shí)驗(yàn)組大鼠的血清中TGF-α、IL-6、IL-1β水平比模型組低,IL-10水平高(P<0.05),高劑量組與中劑量組相比有明顯差異(P<0.05),這種趨勢有劑量依賴性。見表3。
2.4 各組大鼠血清中SOD、MDA、MPO以及GSHPx水平 數(shù)據(jù)顯示,模型組大鼠血清中MDA、MPO比對照組高,SOD、GSH-Px比對照組低(P<0.05);而實(shí)驗(yàn)組大鼠的血清中MDA、MPO水平比模型組低,SOD、GSH-Px水平高(P<0.05),高劑量組與中劑量組相比有明顯差異(P<0.05),這種趨勢有劑量依賴性。見表4。
表3 各組大鼠血清中炎癥因子水平Tab.3 Inflammatory factorsin serum of ratsin each group(pg/mL
表3 各組大鼠血清中炎癥因子水平Tab.3 Inflammatory factorsin serum of ratsin each group(pg/mL
注:與正常組相比,*P<0.05;與模型組相比,#P<0.05;與中劑量組相比,△P<0.01。
組別 動物數(shù) TGF-α IL-6 IL-10 IL-1β正常對照組 10 25.80±1.68 18.88±1.74 114.80±4.63 25.42±1.68模型組 10 84.35±2.13* 103.54±4.47* 74.25±2.15*342.72±4.81*低劑量組 10 75.92±2.91# 89.23±4.21# 87.61±3.11#275.53±5.01#中劑量組 10 57.66±2.83# 60.62±3.85# 90.17±2.42#163.42±5.25#高劑量組 10 43.52±2.36#△ 89.23±4.21#△99.19±3.22#△ 73.74±4.92#△
表4 各組大鼠血清中SOD、MDA、MPO以及GSH-Px水平Tab.4 SOD,MDA,MPO and GSH-px levelsin serum of ratsin each grouppg/mL
表4 各組大鼠血清中SOD、MDA、MPO以及GSH-Px水平Tab.4 SOD,MDA,MPO and GSH-px levelsin serum of ratsin each grouppg/mL
注:與正常組相比,*P<0.05;與模型組相比,#P<0.05;與中劑量組相比,△P<0.01。
GSH-Px(U/mgport)正常對照組 10 0.97±0.43 0.62±0.08 85.06±1.73 53.24±2.08模型組 10 2.66±0.23*2.87±0.11*52.96±1.44*43.01±1.99*低劑量組 10 1.82±0.26# 2.06±0.34#70.52±1.92#48.99±2.13#中劑量組 10 1.32±0.34# 1.22±0.23#76.24±2.16#50.82±2.06#高劑量組 10 1.11±0.65#△0.81±0.26#△83.11±2.42#△52.16±1.34#△組別 動物數(shù) MDA(ng/mgport)MPO(U/mgport)SOD(U/mgport)
急性損傷性肺炎是一種致病因素引起全身炎性反應(yīng)綜合征集中于肺部表現(xiàn)的疾病[1,3],多表現(xiàn)肺部或全身炎癥反應(yīng)的過度失控,參與其中的炎性細(xì)胞主要有中性粒細(xì)胞(也叫多核白細(xì)胞)、肺單核巨噬細(xì)胞、肺泡上皮細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞等。應(yīng)激原刺激后機(jī)體常產(chǎn)生大量炎性介質(zhì),如TNF-α、IL-1β、IL-6,而抗炎因子IL-10多表現(xiàn)為低表達(dá)[4-5]。這些炎癥因子在肺局部的活化,啟動了“細(xì)胞和細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)”系統(tǒng),進(jìn)而啟動“瀑布樣”炎癥連鎖反應(yīng),增強(qiáng)肺組織細(xì)胞通透性,使大量高蛋白液體進(jìn)入肺部,改變肺部生理穩(wěn)態(tài),誘發(fā)急性肺水腫,多表現(xiàn)為LI、W/D、(W-D)/D和PaO2的改變。急性肺損傷發(fā)生時,多引起機(jī)體氧自由基的損傷,增強(qiáng)肺組織氧化應(yīng)激水平,通過直接、間接作用導(dǎo)致肺組織損傷。MDA是自然狀態(tài)下體內(nèi)氧自由基過度氧化胞膜脂肪酸引起,它與體內(nèi)氧自由基損傷水平呈正相關(guān)[7]。而機(jī)體過度氧化會降低SOD和GSH-Px的活性[15],兩者均為抗過氧化物質(zhì),活性降低時,過氧化反應(yīng)增強(qiáng),體內(nèi)氧化-抗氧化平衡向氧化方向偏移,使體內(nèi)的氧化損傷不斷惡化。LPS是一種革蘭陰性菌的胞外成分,主要活性物質(zhì)是脂多糖,近年來研究人員多采用LPS的注射建立感染后ALI模型,誘發(fā)多種炎性因子和氧自由基的釋放。急性損傷性肺炎常用的造模方法有4種——霧化吸入法、氣管滴入法、腹腔注射法和尾靜脈注射法[9]。研究表明,經(jīng)支氣管低注導(dǎo)致的肺損傷模型病理指標(biāo)最明顯,最符合本研究對模型動物的實(shí)驗(yàn)要求,而且直接支氣管注射的方法會減少對機(jī)體其他部位的毒副作用,還能有效降低死亡率[8-11],因此本研究采用氣管滴注LPS的方法制作ALI模型。
黃精主要活性成分有多糖、氨基酸、黃酮、蒽醌類化合物等[12],黃精多糖可以抗病毒、降血糖血脂增強(qiáng)機(jī)體免疫力。黃精總皂苷可以抗氧化、改善機(jī)體血糖水平,有效調(diào)節(jié)機(jī)體的穩(wěn)態(tài),降低機(jī)體損傷時氧化水平,而滇黃精水提液可以很好地保持黃精各種活性成分的生理生化特性,不使其因?yàn)榧庸适Щ虿糠謫适Щ钚裕_(dá)到更加客觀地評價滇黃精功效的作用。因此本研究選取不同濃度的滇黃精水提液,觀察其在24 h內(nèi)對ALI模型小鼠的炎性狀態(tài)、氧化水平和肺生理的改善效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn),滇黃精注射的各實(shí)驗(yàn)組中,促炎因子IL-1β、IL-6、TGF-α明顯高于模型組大鼠,作為抗炎因子的IL-10水平低于模型組(P<0.05),這說明滇黃精可以通過促進(jìn)炎癥因子、炎性反應(yīng)進(jìn)程來充分發(fā)揮炎癥的保護(hù)作用,從而降低機(jī)體應(yīng)激水平,維持機(jī)體穩(wěn)態(tài),而且高劑量組的這種趨勢明顯優(yōu)于中劑量組(P<0.05),說明24 h內(nèi)滇黃精對急性肺損傷大鼠模型的這種保護(hù)作用有劑量依賴傾向。肺生理指標(biāo)和各分組內(nèi)炎性細(xì)胞的數(shù)量差別也佐證了這點(diǎn)。造模成功大鼠注射滇黃精后肺泡灌流液中MDA和MPO水平下降(P<0.05),說明滇黃精的注入降低了大鼠體內(nèi)的氧化損傷水平,抗過氧化物SOD和GSH-Px活性增強(qiáng)也說明實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)的過氧化反應(yīng)降低(P<0.05),進(jìn)一步闡明了滇黃精對LPS誘導(dǎo)急性肺損傷性大鼠模型的氧自由基影響。
綜上所述,滇黃精可以有效改善LPS誘導(dǎo)的急性肺損傷性大鼠模型體內(nèi)的炎癥反應(yīng)水平,避免炎性細(xì)胞在肺泡局灶的過度堆積,降低炎癥反應(yīng)對機(jī)體的氧自由基損傷,降低機(jī)體發(fā)生肺水腫的可能性,從而遏制了疾病的進(jìn)一步發(fā)展。