辛田田,杜玲玲,张晓艳,贺外信
(陕西省延安市人民医院,陕西 延安 716000)
盐酸吸入性肺损伤是一种多发于急、危重症患者的疾病,主要是由于胃液吸入肺中造成,严重者可导致死亡[1-2]。目前,临床对于该疾病并无根治手段,常采用外源性肺泡表面活性物质等药物进行治疗,虽具有一定的疗效,但仍存在效果不稳定、部分患者疗效不佳等情况[3-4]。而中医药在多种肺部疾病的预防和治疗中具有较好的效果,故筛选有效中药治疗该病可能是途径之一[5]。白及颗粒具有补肺、收敛及止血的功效,主要用于慢性气管炎、肺结核等呼吸道疾病的治疗[6]。本研究观察了白及颗粒对家兔盐酸吸入性肺损伤的预防作用,期望为该疾病的预防提供一定的实验依据,现报道如下。
1.1药物及试剂 白及颗粒购自云南省曲靖药业有限公司,批号:2014120934;肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)及C反应蛋白(CRP)检测所需试剂盒购自美国SIGMA,批号分别为9801231,98223103及98120934;谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)检测所用试剂盒均购自美国博大生物科技公司,批号分别为89110923,89119823及8978245。苏木精-伊红染色(HE染色)所需试剂购自武汉博士德公司,批号:2014110923。
1.2实验动物及分组 雄性新西兰大白兔40只,体质量1.6~2.2 kg,购自西安交通大学药学院实验动物中心,动物合格证编号:SCXK(陕)2014-1216,并由该院动物饲养中心代养。实验开始前,将上述家兔置于实验环境适应性饲养2 d,饲养条件:12 h光照/12 h黑暗,55%湿度,25 ℃,禁食不禁水。将上述40只新西兰大白兔随机分为空白组、模型组、白及颗粒高剂量组、白及颗粒中剂量组及白及颗粒低剂量组,每组8只。
1.3给药剂量 根据白及颗粒的药物说明书,该药物的治疗剂量为15 g/d,结合文献[7]中家兔使用剂量转换公式:家兔剂量=3.27×成人剂量(g/kg),成人体质量以70 kg计,故本研究家兔正常剂量=15 g/70 kg×3.27=0.70 g/kg,选取该剂量为中剂量,并设置2倍正常剂量为高剂量(1.4 g/kg),0.5倍正常剂量为低剂量(0.35 g/kg)。
1.4实验方法 采用李冰冰等[8]设计的吸入性肺损伤预防实验方法,白及颗粒高、中、低剂量组分别给予1.4 g/kg、0.70 g/kg、0.35 g/kg的白及颗粒灌胃,空白组及模型组则均给予等量生理盐水灌胃,1次/d,连续30 d。于末次灌胃12 h后,采用25%氨基甲酸乙酯耳缘静脉注射对家兔进行麻醉,并依次行气管切开与颈总动脉插管,待稳定10 min后对各组家兔行纯氧机械通气,通气参数:吸呼比为1∶2,呼吸频率为13次/min,潮气量为10 mL/kg。稳定15 min后,向白及颗粒各剂量组及模型组家兔气管中注入pH 1.0的盐酸溶液(2.0 mL/kg),注入完成后依上述通气条件进行纯氧定压机械通气,每10 min检测1次家兔血气值,至p(CO2)持续小于20 kPa为造模成功;空白组则注入等量生理盐水。造模结束后,对各组家兔继续进行5 h的纯氧机械通气,然后利用HU-90型全自动血气分析仪(日本岛津)检测各组家兔p(O2)、p(CO2)及pH值。检测结束后,采用10%氯化钾处死各组家兔,在无菌条件下迅速取其左右侧肺。左侧肺采用玻璃匀浆器制备组织匀浆,利用双抗体夹心酶联免疫吸附法检测CRP、IL-6、TNF-α及CAT含量,利用黄嘌呤氧化酶法、化学比色法分别检测SOD、GSH-Px含量;取右侧肺置于-80 ℃条件下保存,按照常规病理学处理方法,依次进行切片、脱色、烤片及HE染色,在光学显微镜下观察其病理变化。
2.1各组家兔血气指标比较 空白组、白及颗粒各剂量组p(O2)及pH均明显高于模型组而p(CO2)均明显低于模型组,且白及颗粒高剂量组p(O2)及pH均明显高于白及颗粒低剂量组,而p(CO2)明显低于白及颗粒低剂量组,但白及颗粒各剂量组p(O2)及pH均明显低于空白组而p(CO2)均明显高于空白组,差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表1。
表1 各组家兔血气指标比较
注:①与模型组比较,P<0.05;②与白及颗粒低剂量组比较,P<0.05;③与空白组比较,P<0.05;1 mmHg=0.133 kPa。
2.2各组家兔肺匀浆中炎性因子含量比较 空白组、白及颗粒各剂量组肺匀浆中CRP、IL-6、TNF-α含量均明显低于模型组,且白及颗粒高剂量组上述因子含量均明显低于白及颗粒低剂量组,但白及颗粒各剂量组各因子含量均明显高于空白组,差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表2。
表2 各组家兔肺匀浆中炎性因子含量比较
注:①与模型组比较,P<0.05;②与白及颗粒低剂量组比较,P<0.05;③与空白组比较,P<0.05。
2.3各组家兔肺匀浆中氧化应激因子含量比较空白组、白及颗粒各剂量组肺匀浆中SOD、CAT及GSH-Px含量均明显高于模型组, 且白及颗粒高剂量组上述因子含量均明显高于白及颗粒低剂量组,但白及颗粒各剂量组各因子含量均明显低于空白组,差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表3。
组别nSODCATGSH-Px空白组8112.13±9.29①22.60±2.11①182.12±24.23①模型组851.22±6.306.89±0.6171.77±33.80白及颗粒低剂量组873.34±6.85①③11.36±1.15①③92.14±9.98①③白及颗粒中剂量组881.31±8.02①③15.92±1.47①③119.24±11.03①③白及颗粒高剂量组8100.39±9.16①②③17.69±1.54①②③157.45±15.32①②③
注:①与模型组比较,P<0.05;②与白及颗粒低剂量组比较,P<0.05;③与空白组比较,P<0.05。
2.4各组家兔肺组织病理学比较 HE染色显示,空白组家兔肺组织结构清晰完整,肺泡壁光滑且肺泡腔无白细胞及渗出液;模型组家兔肺泡腔中存在大量炎性细胞浸润,肺泡壁增厚且充血严重,肺泡间隔不均;白及颗粒各剂量组家兔肺泡均呈不同程度的萎陷、组织水肿及炎性浸润,但程度明显轻于模型组,且白及颗粒高剂量组明显轻于中剂量组和低剂量组,而中剂量组明显轻于低剂量组。见图1~5。
盐酸吸入性肺损伤是临床麻醉及昏迷患者常见的并发症之一,其主要发病机制为胃液倒吸入肺后,胃液中主要成分盐酸对肺组织产生直接损伤,诱导患者肺血管内皮及肺泡内炎性细胞大量分泌并释放白细胞介素等各类型炎性递质,激活中性粒细胞及多形核白细胞并聚集于肺组织中,产生大量的活性氧自由基及蛋白酶等物质,导致患者肺部出现严重损伤,最终引起肺水肿、肺部氧合功能障碍及顽固性低氧等,直接威胁患者生命[9-11]。目前,临床对于该疾病并无根治方法,常采用糖皮质激素及外源性肺泡表面活性物质等进行治疗。Holms等[12]认为,可在盐酸吸入性肺损伤高危人群中先使用药物对可能发生的疾病进行预防,并通过该预防方法减轻盐酸吸入后所产生的肺部损伤。
图1 空白组家兔肺组织HE染色(HE,×400)
图2 模型组家兔肺组织HE染色(HE,×400)
图3 白及颗粒低剂量组家兔肺组织HE染色(HE,×400)
图4 白及颗粒中剂量组家兔肺组织HE染色(HE,×400)
图5 白及颗粒高剂量组家兔肺组织HE染色(HE,×400)
白及颗粒主要由白及、百合、海浮石、浙贝母、紫菀、百部、三七、桔梗、功劳木及甘草等药材组成。现代药学研究结果表明,白及中所含白及多糖具有较好的抗氧化应激活性,可有效缓解组织损伤[13];百合中百合多糖则可抗炎、抗氧化,改善局部微循环[14];浙贝母中多类黄酮成分能够有效增加肺组织对局部炎性反应的耐受性[15];三七中三七皂苷则可增加机体SOD等抗氧化应激因子的合成,改善氧自由基对损伤肺组织的损害[16]。鉴于白及颗粒具有较好的抗炎、抗氧化应激及肺部保护活性的化学成分基础,笔者对其用于盐酸吸入性肺损伤的预防作用进行了探讨。
本研究采用的新西兰家兔模型是盐酸吸入性肺损伤的常用模型,与小鼠及大鼠相比较,尽管实验成本增加,但具有更好的可操作性,实验结果更为准确[17]。目前研究表明,急性肺损伤后,肺部CRP、IL-6及TNF-α等炎性因子的含量急剧增高,可进一步介导肺组织中脂类递质及氧自由基的释放,加速肺损伤[18]。SOD、CAT及GSH-Px均是机体重要的氧化应激指标,可有效清除机体氧自由基,缓解由于氧自由基所造成的机体损伤[19]。本实验结果显示,白及颗粒各剂量组p(CO2)和肺匀浆中IL-6、TNF-α、CRP含量均明显低于模型组,p(O2)、pH和肺匀浆中SOD、CAT、GSH-Px含量均明显高于模型组,且白及颗粒高剂量组p(CO2)和肺匀浆中IL-6、TNF-α、CRP含量均明显低于白及颗粒低剂量组,p(O2)、pH和肺匀浆中SOD、CAT、GSH-Px含量均明显高于白及颗粒低剂量组;肺组织病理切片观察显示白及颗粒各剂量组肺损伤情况明显轻于模型组。提示白及颗粒可预防盐酸吸入所致炎症反应、氧化应激紊乱及肺部损伤。然而其具体作用机制尚不明确,预防效果的有效成分亦未研究清楚,对于药物的物质基础还有待进一步探索;另外本研究仅对该药物的预防作用进行了探讨,而对于其治疗作用则未进行探讨,与临床实际应用仍存在着一定的差距,后续还需要对白及颗粒用于盐酸吸入性肺损伤治疗作用及其给药方式进行进一步研究。