王 娟,肖亞軍,劉榮雁,劉艷群
(綿陽市第三人民醫(yī)院,四川 綿陽 621000)
慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmoriary disease,COPD)是臨床上常見的一種致死性疾病。有研究指出,預(yù)計(jì)到2030 年此病將成為全球第三大致死性疾病[1]。吸煙被認(rèn)為是誘發(fā)COPD 的主要因素[2]。吸入香煙煙霧是慢性肺病發(fā)生發(fā)展的主要驅(qū)動因素,吸煙產(chǎn)生的氣體混合物由約4500 種有害成分(包括尼古丁、一氧化碳、氰化物、甲醛、可吸入顆粒物等)組成[3]。肺臟長期接觸這些有害物質(zhì)會引發(fā)多種疾病,其中包括COPD 和肺癌[4]。柚皮苷主要存在于柑橘類水果中,是一種天然的二氫類黃酮,具有抗氧化、抗微生物、抗癌和抗炎等多種作用[5-6]。有研究發(fā)現(xiàn),具有強(qiáng)大抗炎、抗氧化作用的柚皮素可用于治療支氣管損傷及炎癥反應(yīng)。相關(guān)的研究表明,柚皮素可通過激活Nrf2 通路治療百草枯誘導(dǎo)的人支氣管上皮細(xì)胞BEAS-2B病變[7]。在本文中,筆者主要是探討柚皮素對COPD 大鼠模型肺功能的保護(hù)作用。
雄性SD 大鼠,體重220±20 g,由成都達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動物有限公司提供,實(shí)驗(yàn)動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(川)2020-030,實(shí)驗(yàn)動物使用許可證號:SYXK(川)2019-189。
柚皮素(Naringenin),購自西安匯林生物科技有限公司;脂多糖,購自索萊寶科技有限公司。
BW-YLS-8A 多功能誘咳引喘儀(上海軟隆科技發(fā)展有限公司生產(chǎn));SAR-1000 多功能小動物呼吸功能測定儀(上海玉研科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn));RM2016 轉(zhuǎn)輪式切片機(jī)(德國徠卡公司生產(chǎn));PHY-Ⅲ型病理組織漂烘儀(常州市中威電子儀器有限公司生產(chǎn));DxH800 血液分析儀〔貝克曼庫爾特商貿(mào)(中國)有限公司生產(chǎn)〕。
1.4.1 分組、造模及給藥 取40 只SD 大鼠分為空白組、模型組、柚皮素低劑量組和柚皮素高劑量組,每組10 只大鼠。對除空白組大鼠外的其余各組大鼠均進(jìn)行COPD 造模。具體的造模方法是:對大鼠進(jìn)行為期1 周的適應(yīng)性喂養(yǎng)后,開始對其進(jìn)行造模。在進(jìn)行造模的第1 d 和第14 d,為其在氣管內(nèi)滴注脂多糖,每次滴注1 mg/kg。分別于進(jìn)行造模的第2 d ~第13 d、第15 d ~第28 d,對其進(jìn)行香煙煙霧暴露處理。每日在同一時(shí)間將大鼠置于煙霧箱內(nèi)進(jìn)行2 次香煙煙霧暴露,每次點(diǎn)燃10 支香煙,每次暴露0.5 h。具體的暴露方法是:將點(diǎn)燃的香煙懸掛于煙霧箱內(nèi),然后將大鼠置入煙霧箱。從首次滴注脂多糖后第1 天開始,為柚皮素低劑量組大鼠使用低劑量的柚皮素進(jìn)行灌胃(每次20 mg/kg,每天1 次),為柚皮素高劑量組大鼠使用高劑量的柚皮素進(jìn)行灌胃(每次40 mg/kg,每天1 次),為空白組大鼠與模型組大鼠使用等量的生理鹽水進(jìn)行灌胃,各組大鼠均持續(xù)灌胃28 d。
1.4.2 檢測呼吸功能指標(biāo) 在末次給藥24 h 后,使用4% 的戊巴比妥鈉對各組大鼠進(jìn)行麻醉,使用小動物呼吸功能測定儀檢測其第一秒用力呼氣量(forced expiratory volume in one second,F(xiàn)EV1)、呼吸峰值流量(peak expiratory flow,PEF)和用力肺活量(forced vital capacity, FVC)。
1.4.3 肺泡灌洗液細(xì)胞分類計(jì)數(shù) 末次給藥24 h 后處死各組大鼠,收集其肺泡灌洗液,使用分析儀進(jìn)行細(xì)胞分類計(jì)數(shù),檢測肺泡灌洗液中中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞的數(shù)量。
1.4.4 病理學(xué)觀察 采集各組大鼠的肺臟樣本,將其置于4%的多聚甲醇中固定24 h,然后進(jìn)行脫水,并制作石蠟切片。使用蘇木精- 伊紅對切片進(jìn)行染色后,在顯微鏡下觀察其中肺臟組織的病理改變。
使用SPSS 25.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料用百分比(%)表示,采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
對各組大鼠進(jìn)行呼吸功能檢測后發(fā)現(xiàn),與空白組大鼠相比,模型組大鼠的FVC、FEV1、PEF 均較低,P<0.05;與模型組大鼠相比,柚皮素高劑量組大鼠的FVC、FEV1、PEF 均較高,P<0.05 ;柚皮素低劑量組大鼠與模型組大鼠的FVC、FEV1、PEF 相比,P>0.05。詳見表1。
表1 各組大鼠呼吸功能指標(biāo)的比較(± s )
表1 各組大鼠呼吸功能指標(biāo)的比較(± s )
注:*與空白組相比,P <0.05,#與模型組相比,P <0.05。
組別 FVC(L) FEV1(L) PEF(L/s)空白組(n=10) 6.853±0.462 77.85±3.72 47.51±1.30模型組(n=10) 6.013±0.111* 63.57±1.54* 35.90±4.56*柚皮素低劑量組(n=10)6.465±0.284 69.65±4.50 43.24±3.70柚皮素高劑量組(n=10)6.565±0.196# 70.43±3.68# 45.47±3.42#
進(jìn)行病理學(xué)檢查的結(jié)果顯示,空白組大鼠的肺臟組織結(jié)構(gòu)較為正常,各級支氣管結(jié)構(gòu)完整清晰,肺泡形態(tài)較為正常,肺泡上皮細(xì)胞胞質(zhì)染色均勻,胞核清晰,未見明顯的變性壞死。模型組大鼠肺臟組織的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)被破壞,支氣管結(jié)構(gòu)較為模糊,支氣管上皮細(xì)胞壞死,管腔內(nèi)可見大量細(xì)胞團(tuán)。其存在肺泡出血、破裂,肺泡上皮細(xì)胞彌漫性壞死后溶解,壞死區(qū)域大量粉染漿液滲出(內(nèi)含細(xì)胞殘片、炎癥細(xì)胞和紅細(xì)胞),支氣管及血管周圍存在明顯水腫伴炎細(xì)胞浸潤,其疏松結(jié)締組織內(nèi)可見大量淋巴細(xì)胞或中性粒細(xì)胞。柚皮素低劑量組大鼠部分區(qū)域肺泡結(jié)構(gòu)被破壞,出現(xiàn)少量支氣管上皮細(xì)胞壞死后脫落,肺泡上皮細(xì)胞小灶狀壞死,壞死區(qū)域可見肺泡結(jié)構(gòu)模糊,胞核裂解,胞質(zhì)溶解,支氣管及血管周圍輕微水腫伴淋巴細(xì)胞浸潤。柚皮素高劑量組大鼠的各級支氣管較為正常,支氣管上皮細(xì)胞排列較為整齊、緊密,存在少量肺泡上皮細(xì)胞變性壞死,壞死區(qū)域內(nèi)可見巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞或淋巴細(xì)胞散在分布,其血管或支氣管周圍出現(xiàn)輕微水腫,結(jié)締組織較松散。詳見圖1。
圖1 各組大鼠的病理學(xué)檢查結(jié)果
進(jìn)行肺泡灌洗液細(xì)胞分類計(jì)數(shù)的結(jié)果顯示,與空白組大鼠相比,模型組大鼠的肺泡灌洗液中性粒細(xì)胞百分比、嗜酸性粒細(xì)胞百分比、淋巴細(xì)胞百分比均較高,P<0.05;與模型組大鼠相比,柚皮素高劑量組大鼠的肺泡灌洗液中性粒細(xì)胞百分比、嗜酸性粒細(xì)胞百分比、淋巴細(xì)胞百分比均較低,P<0.05 ;柚皮素低劑量組大鼠與模型組大鼠的肺泡灌洗液中性粒細(xì)胞百分比、嗜酸性粒細(xì)胞百分比、淋巴細(xì)胞百分比相比,P>0.05。詳見表2。
表2 各組大鼠肺泡灌洗液細(xì)胞分類計(jì)數(shù)結(jié)果的比較(%,± s )
表2 各組大鼠肺泡灌洗液細(xì)胞分類計(jì)數(shù)結(jié)果的比較(%,± s )
注:*與空白組相比,P <0.05,#與模型組相比,P <0.05。
組別 中性粒細(xì)胞 嗜酸性粒細(xì)胞 淋巴細(xì)胞空白組(n=10) 45.88±1.91 0.42±0.13 29.95±2.53模型組(n=10) 59.12±1.95* 1.19±0.38* 37.70±1.34*柚皮素低劑量組(n=10)57.25±4.15 0.98±0.30 33.30±1.74柚皮素高劑量組(n=10)52.97±4.01# 0.63±0.29# 31.99±1.52#
吸煙是慢性肺病的主要誘因。與其他慢性肺病相比,COPD 在吸煙者或長期吸入煙霧人群中的總體發(fā)病率更高[8]。有研究指出,孕婦在孕期接觸香煙煙霧對胎兒的發(fā)育有害[9]。相關(guān)的研究表明,吸煙會促使淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞在呼吸道內(nèi)聚集,誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的釋放,進(jìn)而可引起氣道炎癥反應(yīng),加重呼吸道及肺臟細(xì)胞的損傷,嚴(yán)重時(shí)可誘發(fā)COPD[10]。COPD 患者的主要臨床表現(xiàn)為不可逆性呼吸氣流受限。進(jìn)行肺功能檢測是臨床上診斷COPD 的主要手段[11]。本研究使用FVC、FEV1、PEF這三種肺功能指標(biāo)評價(jià)COPD 大鼠模型的肺功能及為其使用柚皮素的效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn),與空白組大鼠相比,模型組大鼠的FVC、FEV1、PEF 均較低,P<0.05。這與相關(guān)研究的結(jié)果一致[12]。與模型組大鼠相比,柚皮素高劑量組大鼠的FVC、FEV1、PEF 均較高,P<0.05;柚皮素低劑量組大鼠與模型組大鼠的FVC、FEV1、PEF 相比,P>0.05。這表明,高劑量的柚皮素能顯著提高COPD 大鼠模型的肺功能,而低劑量的柚皮素對其肺功能的改善效果不明顯。目前,臨床上對COPD 的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明。但有研究發(fā)現(xiàn),在COPD 發(fā)生發(fā)展的過程中,促炎細(xì)胞因子起著重要的作用。這些細(xì)胞因子可對肺臟結(jié)構(gòu)造成破壞,導(dǎo)致肺臟功能喪失[13]。本研究發(fā)現(xiàn),模型組大鼠的肺臟組織出現(xiàn)大面積壞死,肺泡與支氣管結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞,這正是造成其肺功能下降的原因。無論是進(jìn)行病理學(xué)檢查還是肺泡灌洗液細(xì)胞計(jì)數(shù)的結(jié)果都顯示,模型組大鼠的肺臟組織中存在大量的中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞,這些炎性細(xì)胞可導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的大量釋放,從而可造成肺臟的結(jié)構(gòu)性損傷。筆者認(rèn)為,高劑量的柚皮素能減少肺臟中中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的數(shù)量,從根本上清除促炎因子產(chǎn)生的源頭,同時(shí)修復(fù)已經(jīng)損壞的支氣管與肺泡結(jié)構(gòu),為肺功能的恢復(fù)創(chuàng)造有利條件。
綜上所述,高劑量的柚皮素能減少COPD 大鼠模型肺臟中中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的數(shù)量,修復(fù)其被破壞的肺臟結(jié)構(gòu),改善其肺功能。