“肺与大肠相表里”机理的研究——高氧刺激对肺肠黏膜免疫因子含量表达的影响

韩俊阁 刘晓燕 张刘扛 郭霞珍

(北京中医药大学基础医学院，北京，100029)

“肺与大肠相表里”机理的研究
——高氧刺激对肺肠黏膜免疫因子含量表达的影响

韩俊阁 刘晓燕 张刘扛 郭霞珍

(北京中医药大学基础医学院，北京，100029)

目的：通过观察高氧下大鼠肺、肠黏膜细胞因子IL-1β，IL-2、IL-6、TNF-α含量的变化，探讨“肺与大肠相表里”的生物学机制。方法：实验设立正常空气组、高氧组(吸入40%浓度氧)，比较2组肺泡灌洗液、肠黏膜灌洗液中IL-1β，IL-2、IL-6、TNF-α的含量。结果：造模5 d后，大鼠肺泡灌洗液和肠黏膜灌洗液中的IL-1β、IL-2、IL-6含量均较正常空气组呈现明显下降(P<0.05)；大鼠肺泡灌洗液及肠黏膜灌洗液的TNF-α也表现为较正常空气组下降的趋势(P>0.05)。结论：肺肠之间在黏膜免疫方面具有同步性，这可能是肺与大肠表里关系的重要的生物学基础。

肺与大肠相表里；高氧；细胞因子

脏腑表里相关理论是中医学藏象学说的基本内容，“肺合大肠”的理论基础最早见于《黄帝内经》，《灵枢·本输篇》言：“肺合大肠，大肠者，传道之府”。肺为脏属阴，大肠为腑属阳，二者一脏一腑，一阴一阳，互为表里，相合为用。其表里关系，首先表现为经脉上，手阳明大肠经与手太阴肺经相互络属，见于《灵枢·经脉》：“肺手太阴之脉，……下络大肠，上膈属肺……”；“大肠手阳明之脉，……下入缺盆络肺，下膈属大肠……”[1]；其次，功能上，肺“主气、司呼吸”“通调水道”，为“水之上源”，大肠为“传导之官”，“主津”。肺主宣发、肃降功能正常，则津液得以布散，肠道得以濡润，大肠传导输化糟粕功能正常，以此共同参与水液代谢、运行气机、传导水谷等功能。生理上的相互联系与功能配合，一旦发生异常，必会引起病理上的互相影响。目前关于肺与大肠的表里关系的研究，多从临床病理方面进行论述与发现，临床上常常见肺病及肠和肠病及肺的现象，但肺肠之间病理联系的具体机制尚未明确。因此，本研究拟通过观察高氧刺激对实验动物肺肠黏膜免疫因子IL-1β，IL-2、IL-6、TNF-α含量表达的影响，试从免疫学角度探讨肺与大肠表里相关理论的实质内涵。

1 材料与方法

1.1 动物与材料

1.1.1 动物 健康雌性SD大鼠，16只，体重(200±20)g，由北京维通利华实验动物技术有限公司购入。饲料由北京维通利华实验动物中心提供的普通鼠全价颗粒饲料。

1.1.2 仪器与试剂 饲养箱-代谢笼式可变氧饲养箱(自主设计)；测氧仪(CW-2000QR，北京精微恒测氧技术开发中心)；瓶装氧气与氮气(北京朝红平气体有限公司)；低温高速离心机(美国Beckman公司)；全自动洗板机(Pw-96OA，深圳汇松)；酶标仪(Rayto RT-6000)。IL-1β，IL-2、IL-6、TNF-α试剂盒(欣博盛生物科技有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 动物分组及处理 将大鼠随机分为高氧组、正常空气组，每组各8只。

高氧组大鼠放置于氧浓度为40%(精度±0.5%)的自制封闭氧箱饲养，氧箱上部的接口，用来连接测氧仪，氧箱的两侧分别设有接口，一侧接口连接氧气和氮气，另一侧接口排气，以保持氧箱内外大气压基本一致；将大鼠提前一周入氧箱进行适应性饲养，期间氧箱开启，正常摄取食水，正式造模后，封闭氧箱，自然光照，自由摄取食水，控制氧浓度40%(精度±0.5%)，湿度50%～70%，温度22～25 ℃，每天中午定时开箱通气1 h，添加食水，钙石灰吸收CO2，更换垫料，连续饲养5 d。正常空气组大鼠置于正常空气条件下饲养，自然光照，湿度50%～70%，温度22～25 ℃，自由摄取食水。

1.2.2 取材 肺泡灌洗液:将大鼠戊巴比妥钠麻醉固定，腹主动脉取血后处死，随即开胸，暴露气管，用手术线结扎离心端，在其下方两个软骨环间作一切口，插入导管，导管与5 mL注射器连接，在支气管分叉处用手术线结扎右侧支气管，用磷酸盐缓冲液(PBS)4 mL进行左肺灌洗，注射器抽吸6遍，回收液约为2～2.5 mL，将回收液在4 ℃低温离心机上离心，3 000 r/min，离心15 min，收集上清液，-20 ℃低温冰箱储存备用。

肠黏膜粘液:将大鼠戊巴比妥钠麻醉固定，腹主动脉取血后处死，取盲肠上部5 cm处回肠10 cm，用冷双蒸水和PBS液依次流动冲洗后平铺于定性滤纸上，沿回肠纵轴剪开，再用PBS液冲洗，用清洁盖玻片轻轻刮取肠黏膜表面粘液，用冻存管收集刮取肠黏膜粘液，加入适量PBS液并小心搅拌使其充分溶解，在4 ℃低温离心机上离心，3 000 r/min，离心15 min，收集上清液-20 ℃低温冰箱储存备检。

1.2.3 指标检测 将收集的肺泡灌洗液和肠黏膜灌洗液，分别用酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测其中IL-1β，IL-2、IL-6、TNF-α含量。

2 结果

2.1 2组大鼠肺泡灌洗液、肠黏膜灌洗液IL-1β表达的比较 与正常空气组的测定值比较，在高氧状态下的大鼠肺泡灌洗液和肠黏膜灌洗液的IL-1β含量表达，均呈现明显下降(P<0.05)，两者变化具有一致性。结果见表1。

表1 2组大鼠肺泡灌洗液、肠黏膜灌洗液IL-1β 表达的比较

注：与正常空气组比较，**P<0.01。

2.2 2组大鼠肺泡灌洗液、肠黏膜灌洗液IL-2表达的比较 与正常空气组的测定值相比较，在高氧状态下的大鼠肺泡灌洗液和肠黏膜灌洗液的IL-2含量表达，均明显呈现下降(P<0.05)，两者变化具有一致性。结果见表2。

表2 2组大鼠肺泡灌洗液、肠黏膜灌洗液IL-2 表达的比较

注：与正常空气组比较，**P<0.01，*P<0.05。

2.3 2组大鼠肺泡灌洗液、肠黏膜灌洗液IL-6表达的比较 与正常空气组的测定值相比较，在高氧状态下的大鼠肺泡灌洗液的IL-6表达，明显呈现下降趋势(P<0.05)；大鼠肠黏膜灌洗液的IL-6表达也呈现下降趋势，但与正常空气组大鼠肠黏膜灌洗液的IL-6表达差异没有统计学意义(P>0.05)。结果见表3。

表3 2组大鼠肺泡灌洗液、肠黏膜灌洗液IL-6 表达的比较

注：与正常空气组比较，*P<0.05。

2.4 2组大鼠肺泡灌洗液、肠黏膜灌洗液TNF-α表达的比较 与正常空气组的测定值相比较，在高氧状态下的大鼠肺泡灌洗液及肠黏膜灌洗液的TNF-α表达，均呈现出下降趋势，但差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表4。

表4 2组大鼠肺泡灌洗液、肠黏膜灌洗液TNF-α 表达的比较

3 讨论

“肺与大肠相表里”是中医脏腑相关理论的重要组成部分。不仅因为经络上手阳明大肠经与手太阴肺经相互络属，更因为肺、肠生理、病理上的相互联系与影响。生理上，肺主宣发、肃降，其功能的正常发挥有助于肠道传导功能的行使；大肠为“传导之官”，其传导功能正常反过来有利于肺气的宣降。病理上，常常可见到肺病及肠和肠病及肺的现象，不但历代典籍较多著述，如《素问·咳论》曰：“肺咳不已，则大肠受之……”；又《黄帝内经灵枢集注·卷五》云：“大肠为肺之腑而主大便，邪痹于大肠，故上则为气喘争，而下为飧泻也。故大肠之病，亦能上逆而反遗于肺。”唐宗海《中西汇通医经精义·脏腑所合》论曰：“盖邪热不从大便而泻，上壅于喉，宜泻大肠，此大肠所以为传道肺气之府也。”[2]在临床上，肺病及肠、肠病及肺也是常见的病理现象，治疗则可通过肺病治肠、肠病治肺来实现；如哮喘发作期及COPD急性发作期的患者，多合并排便异常，或便结不通，或泄泻下利[3-4]，通过“通腑”“降泻”“利气”“除壅”等治法，多能达到良好治疗效果；郜峦[5]通过对肺、肠相互致病的相关有效文献检索统计发现，在便秘、泄泻等肠系疾病发生的患者中，咳嗽、喘促等肺系症状出现的频率均大于20%；慢性结肠炎大肠湿热型，通过清肺、解毒、除湿之法治疗，往往收到良好疗效[6]；老年性便秘，从补肺润肺健脾着手，则疗效显著[7]；而应用大承气汤通腑泄浊亦能改善呼吸窘迫综合征实验动物的肺组织病变情况及提高动脉氧分压[8]。但是，关于肺与大肠表里关系的内在生物学机理，目前尚不明确。

体表黏膜屏障，作为抵御外来抗原的第一道防线，当机体受到外界条件的刺激或影响时，首先出现相应的改变。研究表明，呼吸道、胃肠道连同泌尿生殖道黏膜等，共同执行局部特异性免疫功能，并通过淋巴系统归巢发生联系，构成黏膜免疫系统[9]。该系统中黏膜局部的免疫细胞在刺激条件下合成和分泌细胞因子(CK)，包括白介素(IL)、肿瘤坏死因子(TNF)、干扰素(IFN)等物质，作为细胞间信号传递分子，主要调节免疫应答、参与免疫细胞分化发育、介导炎症反应、参与组织修复等多种功能[10]。在“肺与大肠相表里”的相关研究中发现，IL-1、TNF-α在肺病(哮喘)、肠病(便秘)大鼠血清中含量均显著高于正常对照组大鼠，但肺肠合病(哮喘合并便秘)大鼠血清中其含量显著高于单纯肺病或肠病组，由此认为IL-1、TNF-α可能是肺与大肠相关的共同物质基础[11]。

组织胚胎学研究已证实，肺、气管由原肠的前肠发展而成，因此，肺、气管与肠的结构来源相同，可被认为是“肺合大肠”的组织结构基础[12]；而我们的前期研究显示，肺与大肠相表里在组织发生学上表现为肺与回肠、结肠的组织同源性[13]，因此本实验选取肺泡灌洗液与回肠黏膜灌洗液进行观察。实验结果显示，在高氧(40%氧浓度)条件下，大鼠肺泡灌洗液、肠黏膜灌洗液中IL-1β、IL-2、IL-6含量的表达，与正常空气组大鼠比较，均呈现明显降低(P<0.05)。而且在高氧条件下，细胞因子TNF-α无论在大鼠肺泡灌洗液还是在肠黏膜灌洗液中含量的表达，也都表现为较正常空气组下降的趋势。由此表明，肺与大肠在高氧刺激下表现为黏膜免疫功能的共同下降。

吴氏等在实验研究中也显示[14]，实验动物在吸入高浓度氧后，血清、肺组织及肺泡灌洗液中细胞因子的表达出现相应的变化，表现为细胞因子IL-1、IL-2、IL-6及TNF-α等出现先升高后降低的动态变化趋势，高峰时间多在24 h，而48～72 h后逐渐下降，说明细胞因子在机体急性刺激早期阶段应激性升高，而随着高氧暴露时间延长，免疫力逐渐降低，细胞因子表达开始下降；而TNF-α为机体前炎性细胞因子，主要参与早期炎症反应过程，同时能促进其他细胞因子如白介素的分泌，因此在慢性高氧刺激后期变化趋势不明显[15]。本研究实验数据同样支持这一结果：本研究中实验大鼠是在40%氧浓度下饲养5 d，属于慢性高氧刺激，因此其肺、肠黏膜分泌IL-1β、IL-2、IL-6、TNF-α的含量表现出了较正常空气组均减低，其中IL-1β、IL-2、IL-6的降低更显著。

综上，实验结果表明，高氧刺激影响机体的免疫功能，慢性高氧使肺的免疫功能降低，而肠的免疫功能随之也相应降低。由此说明，肺肠之间在黏膜免疫方面具有同步性，这为中医“肺与大肠相表里”的理论提供了实验依据。

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(2014-06-20收稿 责任编辑：张文婷)

Mechanism Research on ‘Lung and Large Intestine being interior-exteriorly Related’——Effect of Hyperoxia on the Expression of CK of Lung and Intestinal Mucosa

Han Junge,Liu Xiaoyan,Zhang Liukang,Guo Xiazhen

(SchoolofBasicMedicalSciences,BeijingUniversityofChineseMedicine,N0.11EastRoadofNorth3rdRingRoad,Beijing100029,China)

Objective:To observe the hyperoxia stimulus to lung and intestinal mucosa of rats and the changes of the content of cytokines IL-1beta,IL-2,IL-6,TNF alpha,so as to explore the biological mechanisms of ‘Lung and Large Intestine being interior-exteriorly related’.Methods:The experiment set up two groups-normal group and the hyperoxia one-which the oxygen concentration was 40%.The content of IL-1beta,IL-2,IL-6,the TNF alpha of Bronchoalveolar lavage fluid and intestinal mucosa lavage fluid was compared.Results:After 5 days,compared with normal group,IL-1beta,IL-2 and IL-6 levels of both the Bronchoalveolar lavage fluid and intestinal mucosa lavage fluid dropped significantly (P<0.05),and TNF alpha of both the Bronchoalveolar lavage fluid and Intestinal mucosa lavage fluid showed a trend of decline.Conclusion:Lung and Large Intestine have the synchronicity from the perspective of mucosal immunity,and it may be the important biological basis for lung and large intestine exterior-interior relationship.

Lung and Large Intestine being interior-exteriorly related; Hyperoxia；Cytokines

国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(编号：2009CB522706)

韩俊阁，女，在读博士，研究方向：四时五脏阴阳的文献整理和实验研究，E-mail:hanjunge@163.com

郭霞珍，女，教授，博士研究生导师，E-mail：guoxiazhen@126.com

R223.1；R2-031；R392.11

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.01.021