全反式維甲酸對肺氣腫大鼠氧化應激的影響研究.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系統(tǒng),嚴重危害人類健康。世界衛(wèi)生組織(WHO)估計,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90年代則僅占第12位。在美國,肺氣腫的死亡順序居第4位,且呈增高趨勢;在我國,目前成年人COPD患病率約為3％,全國約有2500萬的COPD患者,每年因COPD死

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

3、例如參與調節(jié)炎癥細胞、免疫細胞的激活,促進發(fā)育組織上皮細胞的增殖、分化,通常用于治療皮膚病和血液系統(tǒng)腫瘤。近年來在部分動物實驗中發(fā)現(xiàn)有逆轉肺氣腫病理改變的作用,尤其是可以降低基質金屬蛋白酶(MMP)的表達,平衡蛋白酶/抗蛋白酶水平已有了明確的證據(jù)。但對于是否參與調節(jié)氧化/抗氧化作用報道還不多見,其機制有待于大量實驗證實和闡明,以完善ATRA治療肺氣腫的理論基礎。
　　目的:
　　1、本實驗向Wistar大鼠氣管內一次性滴入豬

4、胰蛋白酶(PPE)構建肺氣腫大鼠模型。
　　2、在此模型基礎上每日腹腔內注入不同濃度劑量的ATRA,30天后測定各組大鼠的體重,肺體積,血氣分析值,平均肺泡面積(MAA),平均內襯間隔(MLI),評價肺氣腫大鼠造模效果。
　　3、測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、脂質過氧化物丙二醛(MDA)含量,分析肺氣腫大鼠氧化應激水平與病情相關性。從氧化/抗氧化角度揭示肺氣腫發(fā)病機制。并進一步了解不同濃度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級健康雄性Wistar八周齡大鼠,體重220~250克,隨機分為生理鹽水對照組(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滴入PPE(濃度為5000u/ml)0.4ml/kg體重構建肺氣腫大鼠模型,向N組大鼠一次性氣管內滴入生理鹽水0.4ml/kg作為對照。之后分別給予治療組和棉籽油組大鼠腹腔內連續(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天測量各組大鼠體重后取各組大鼠腹主動脈血,行血氣分析。取靜脈血測定血中超氧化物歧化酶(SOD)活力、脂質過氧化物丙二醛(MDA)含量。再處死各組大鼠,取出肺組織,測量大鼠肺體積,測定各組大鼠肺組織中超氧化物歧化酶(SOD)活力、脂質過氧化物丙二醛(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)學圖像分析軟件測量平均肺泡面積(MAA)、平均內襯間隔(MLI),評價肺氣腫模型構建效果。通過對肺氣腫大鼠氧化應激水平和病情的相關性分析揭示肺氣腫的氧化/抗氧化失衡機制,同時利用單因素方差分析評價不同濃度ATRA對大鼠外周血和肺組織氧化應激的影響作用以及治療效果。
　　結果:
　　1、動脈血氣分析
　　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)學分析
　　肺體積結果顯示與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、氧化應激水平
　　肺組織中SOD活力各組結果顯示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

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)。
　　結論:
　　1、采用豬胰蛋白酶一次性氣管內滴入的方法,可成功構建大鼠肺氣腫模型。
　　2、外周血SOD活力、肺組織SOD活力與動脈血PO2呈線性顯著正相關;而外周血MDA含量和肺組織MDA含量與動脈血PO2呈線性顯著負相關。氧化應激是肺氣腫大鼠動脈血PO2降低的重要因素,是參與肺氣腫發(fā)病的重要機制之一。提示對于肺氣腫大鼠應用ATRA抗氧化有利于提

13、高PO2,可能對病情有利。
　　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,說明肺氣腫大鼠機體和局部組織都存在氧化應激且水平變化一致;而SOD活力方面,肺組織內變化較明顯,外周血中變化較弱,考慮可能與肺組織內存在較多的維甲酸受體,對全反式維甲酸有較好的反應性。提示可以通過改變給藥途徑或抗氧化藥物提高全身機體抗氧化能力。
　　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