全反式維甲酸對(duì)肺氣腫大鼠氧化應(yīng)激的影響研究.pdf

1、背景:
　　慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種多因素誘發(fā)的呼吸系統(tǒng)疾病。病變主要從肺臟開始,表現(xiàn)為氣道非特異性炎癥和持續(xù)性氣道阻塞,逐漸累及人體其他多個(gè)系統(tǒng),嚴(yán)重危害人類健康。世界衛(wèi)生組織(WHO)估計(jì),到2020年COPD將在全球十大致傷病原因中占第5位,而在20世紀(jì)90年代則僅占第12位。在美國(guó),肺氣腫的死亡順序居第4位,且呈增高趨勢(shì);在我國(guó),目前成年人COPD患病率約為3％,全國(guó)約有2500萬的COPD患者,每年因COPD死

2、亡的人數(shù)達(dá)100萬。
　　慢性阻塞性肺氣腫(以下簡(jiǎn)稱肺氣腫)是COPD的主要病理類型,以氣流受限為特征,絕大部分不可逆,并呈進(jìn)行性發(fā)展,與肺部對(duì)吸入有害氣體、有害顆?；蛳銦煙熿F出現(xiàn)氣道異常炎癥反應(yīng)相關(guān)。臨床治療多予以對(duì)癥治療,減緩疾病進(jìn)展。目前對(duì)于肺氣腫的形成發(fā)展機(jī)制,如何有效逆轉(zhuǎn)肺氣腫的病理改變,及治愈COPD的方法都是值得探討的熱點(diǎn)問題。
　　全反式維甲酸(ATRA)是維生素A在體內(nèi)的活性代謝產(chǎn)物,有著廣泛的生物學(xué)作用,

3、例如參與調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞、免疫細(xì)胞的激活,促進(jìn)發(fā)育組織上皮細(xì)胞的增殖、分化,通常用于治療皮膚病和血液系統(tǒng)腫瘤。近年來在部分動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有逆轉(zhuǎn)肺氣腫病理改變的作用,尤其是可以降低基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)的表達(dá),平衡蛋白酶/抗蛋白酶水平已有了明確的證據(jù)。但對(duì)于是否參與調(diào)節(jié)氧化/抗氧化作用報(bào)道還不多見,其機(jī)制有待于大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)和闡明,以完善ATRA治療肺氣腫的理論基礎(chǔ)。
　　目的:
　　1、本實(shí)驗(yàn)向Wistar大鼠氣管內(nèi)一次性滴入豬

4、胰蛋白酶(PPE)構(gòu)建肺氣腫大鼠模型。
　　2、在此模型基礎(chǔ)上每日腹腔內(nèi)注入不同濃度劑量的ATRA,30天后測(cè)定各組大鼠的體重,肺體積,血?dú)夥治鲋?平均肺泡面積(MAA),平均內(nèi)襯間隔(MLI),評(píng)價(jià)肺氣腫大鼠造模效果。
　　3、測(cè)定不同濃度組大鼠肺組織以及外周血超氧化物歧化酶(SOD)活力、脂質(zhì)過氧化物丙二醛(MDA)含量,分析肺氣腫大鼠氧化應(yīng)激水平與病情相關(guān)性。從氧化/抗氧化角度揭示肺氣腫發(fā)病機(jī)制。并進(jìn)一步了解不同濃度A

5、TRA抗氧化效果和治療肺氣腫的效果,從而尋找合適的ATRA治療劑量和給藥途徑。
　　方法:
　　將60只SPF級(jí)健康雄性Wistar八周齡大鼠,體重220~250克,隨機(jī)分為生理鹽水對(duì)照組(Normal Control Group,N)和模型組(Emphysema Group,E),低劑量ATRA治療組(Low-dose Treatment Group,L),中劑量ATRA治療組(middle-dose Treatment

6、Group,M),高劑量ATRA治療組(High-dose Treatment Group,H),棉籽油組(Cottonseeds Oil Treatment Group,C)各10只。向E、C、L、M、H組大鼠一次性氣管內(nèi)滴入PPE(濃度為5000u/ml)0.4ml/kg體重構(gòu)建肺氣腫大鼠模型,向N組大鼠一次性氣管內(nèi)滴入生理鹽水0.4ml/kg作為對(duì)照。之后分別給予治療組和棉籽油組大鼠腹腔內(nèi)連續(xù)注入高(2000μg/ml/kg)、中

7、(1000μg/ml/kg)、低(500μg/ml/kg)濃度的ATRA和棉籽油1ml/kg體重30天。第30天測(cè)量各組大鼠體重后取各組大鼠腹主動(dòng)脈血,行血?dú)夥治?。取靜脈血測(cè)定血中超氧化物歧化酶(SOD)活力、脂質(zhì)過氧化物丙二醛(MDA)含量。再處死各組大鼠,取出肺組織,測(cè)量大鼠肺體積,測(cè)定各組大鼠肺組織中超氧化物歧化酶(SOD)活力、脂質(zhì)過氧化物丙二醛(MDA)含量并將剩余肺組織在10%中性福爾馬林固定24小時(shí)以上,常規(guī)石蠟包埋切片,

8、行HE染色,肉眼觀察光鏡下各組大鼠的肺臟的病理變化,利用病理形態(tài)學(xué)圖像分析軟件測(cè)量平均肺泡面積(MAA)、平均內(nèi)襯間隔(MLI),評(píng)價(jià)肺氣腫模型構(gòu)建效果。通過對(duì)肺氣腫大鼠氧化應(yīng)激水平和病情的相關(guān)性分析揭示肺氣腫的氧化/抗氧化失衡機(jī)制,同時(shí)利用單因素方差分析評(píng)價(jià)不同濃度ATRA對(duì)大鼠外周血和肺組織氧化應(yīng)激的影響作用以及治療效果。
　　結(jié)果:
　　1、動(dòng)脈血?dú)夥治?br>　　E、C、M、H組的PaO2、SaO2值均顯著低于N組(

9、均P<0.05),PaCO2值均顯著高于N組(均P<0.05);L組的PaO2、SaO2值較N組仍有降低(P<0.05),但較E組顯著增高(均P<0.05);L組PaCO2值較E組顯著降低(P<0.05),接近N組水平(P>0.05)。
　　2、肺體積和肺泡形態(tài)學(xué)分析
　　肺體積結(jié)果顯示與N組比較E、C、L、M、H組的肺體積明顯增大(均P<0.05),E組與C組相比,肺體積無差異(P>0.05)。L、M組較E組縮小有顯著差異

10、(P<0.05)。各組MLI、MAA的肺泡形態(tài)學(xué)比較顯示E、C、M、H組與N組比較,差異有顯著性意義(均P<0.05),L組比E組明顯縮小(P<0.05),M、H組較E組均無顯著差異(P>0.05)。
　　3、氧化應(yīng)激水平
　　肺組織中SOD活力各組結(jié)果顯示E、C、L、M、H組較N組都有不同程度的提高,且均有顯著差異(P<0.05);L組活力遠(yuǎn)大于其他各組,與N、E、C、M、H組均有顯著差異(P<0.05)。MDA含量各組結(jié)

11、果顯示E、C、L、M、H組高于N組(均P<0.05),L、M組較E組降低有顯著差異(P<0.05)。
　　血漿SOD活力各組結(jié)果顯示E、C、L、M、H組較N組都有不同程度的提高,且均有顯著差異(P<0.05),L、M、H組SOD活力無明顯差異(P>0.05),但較N、E、C組均有顯著提高(P<0.05)。血漿MDA含量各組結(jié)果顯示E、C、L、M、H組均顯著高于N組(均P<0.05),L、M組較E組降低有顯著差異(P<0.05),仍

12、高于N組(均P<0.05)。H組明顯高于其余五組(均P<0.05)。
　　結(jié)論:
　　1、采用豬胰蛋白酶一次性氣管內(nèi)滴入的方法,可成功構(gòu)建大鼠肺氣腫模型。
　　2、外周血SOD活力、肺組織SOD活力與動(dòng)脈血PO2呈線性顯著正相關(guān);而外周血MDA含量和肺組織MDA含量與動(dòng)脈血PO2呈線性顯著負(fù)相關(guān)。氧化應(yīng)激是肺氣腫大鼠動(dòng)脈血PO2降低的重要因素,是參與肺氣腫發(fā)病的重要機(jī)制之一。提示對(duì)于肺氣腫大鼠應(yīng)用ATRA抗氧化有利于提

13、高PO2,可能對(duì)病情有利。
　　3、腹腔注射ATRA治療后血漿和肺組織MDA含量表現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì),說明肺氣腫大鼠機(jī)體和局部組織都存在氧化應(yīng)激且水平變化一致;而SOD活力方面,肺組織內(nèi)變化較明顯,外周血中變化較弱,考慮可能與肺組織內(nèi)存在較多的維甲酸受體,對(duì)全反式維甲酸有較好的反應(yīng)性。提示可以通過改變給藥途徑或抗氧化藥物提高全身機(jī)體抗氧化能力。
　　4、低濃度ATRA治療肺氣腫大鼠可明顯提高SOD活力、降低MDA含量,并在修