吸入布地奈德对幼年大鼠气道重塑的影响

来源:用户上传      作者: 魏兵 尚云晓 李淼 张晗 李娜

　　【摘要】目的：探讨吸入布地奈德对幼年大鼠哮喘气道重塑的影响。方法：幼年SD大鼠随机分为模型组、对照组、布地奈德组，每组8只，采用HE染色和计算机图像分析系统观察测定支气管壁及平滑肌面积，应用样本碱水解法测定羟脯氨酸含量。结果：（1）模型组Wat/Pbm及Wam/Pbm均较对照组增加，差异有显著性（P<0.01），布地奈德组Wat/Pbm及Wam/Pbm与模型组比较明显减轻 （P<0.05）；（2） 模型组羟脯氨酸含量高于对照组（P<0.01），布地奈德组羟脯氨酸含量较模型组明显减少（P<0.01）。结论：早期应用布地奈德，能显著抑制气道壁平滑肌的增厚、胶原沉积。
　　【关键词】哮喘;气道重塑;幼年大鼠;布地奈德
　　【中图分类号】R562.25 【文献标识码】A 【文章编号】1008-6455（2011）12-0076-02
　　The effect of budesonide to asthmatic airway remodeling rat
　　Wei Bing Shang Yunxiao Zhang Miao2 et al
　　【Abstract】Objective:To explore the effect of the budesonide to asthmatic airway remodeling rat. Methods:SD rat were divided into three groups, model group, control group and budesonide treatment group, 8 each group. HE staining and image analysis were used to measure Wat/Pbm and Wam/Pbm to compare bronchial wall and smooth muscle area in defferent groups and hydroxyproline content were determinated in different groups. Results:1 The Wat/Pbm and Wam/Pbm in model group were all increased than in control group, the differences between groups were statistically significant （P<0.01）; The Wat/Pbm and Wam/Pbm in budesonide treatment group decreased than in model group, the differences between groups were statistically significant （P<0.05）;2 hydroxyproline content in model group increased than in control group （P<0.01）, but which in budesonide treatment group decreased than in model group （P<0.01）. Conclusion:Early budesonide applicated earlier can significantly inhibit the airway smooth wall thickening and collagen deposition.
　　【Key words】Asthma;Airway remolding; Young rats; Budesonide
　　起初人们认为只有重症、长期哮喘患者才会引起气道重塑，但近年研究发现,哮喘呼吸道组织结构的改变不仅存在于重型哮喘,而且轻型哮喘也存在不同程度的气道重塑的组织学改变。在患者就医并被初次诊断为哮喘时,其气道重塑的特点与慢性长期哮喘并无明显差别。儿童与成人哮喘的网状基底膜厚度相似〖1，2〗。提示气道重塑在哮喘的发病机制中起重要作用，哮喘气道重塑的机制及治疗已成为当前国内、外研究的重点，气道重塑在儿童哮喘中的作用也不容忽视。目前长期控制哮喘发作最常用的药物是吸入性糖皮质激素，其对气道炎症的抑制作用已毋庸置疑，但在气道重塑中的作用意见尚不一致。本实验旨在探讨吸入性糖皮质激素在幼年哮喘气道重塑的作用。
　　1 材料与方法
　　1.1 动物及分组:健康幼年雌性SD大鼠，体重60～80g，购于中国医科大学实验动物中心。根据随机化分配原则，将24只大鼠按体重编号，采用随机排列表法分为模型组、对照组、布地奈德组共3组，每组8只。
　　1.2 致敏、激发程序:模型组大鼠分别于第1天、第8天腹腔注射抗原致敏液1m1（含卵蛋白100mg、氢氧化铝100 mg、灭活的百日咳杆菌5×109个）。对照组注射等体积生理盐水。从第15天开始，将大鼠置于一自制密闭容器（20cm×20cm×20cm）中，以1%卵蛋白超声雾化吸入，每次30min，每周三次。对照组用生理盐水代替卵蛋白。布地奈德组每次激发前30min，给予布地奈德混悬液0 64 mL /kg，加生理盐水至2 ml，放入百瑞PRONEB压缩吸入机驱动雾化吸入。共8w。
　　1.3 标本采集与检测:每组大鼠于末次激发24h内腹腔注射1%戊巴比妥钠40mg/Kg麻醉，打开胸腔，右肺中叶置于4%多聚甲醛中用于HE染色，找到完整的支气管横截面，采用图像采集系统（MetaMorph/BX41，日本）采集图像，测定支气管基底膜周径（Pbm）、总管壁面积（WAt）及平滑肌面积（WAm ），并用Pbm将测量值标化，分别以WAt/ Pbm,及WAm/ Pbm代表相应管壁层的厚度。剩余肺组织应用样本碱水解法测定羟脯氨酸含量。
　　1.4 统计学分析:应用SSPS13.0 统计软件进行统计学处理，数据以均值±标准差（x±s）表示，两样本均数间比较采用t检验， P<0.05有统计学意义。
　　2 结果
　　2.1 光镜组织形态学观察:对照组各级支气管上皮完整，炎症细胞浸润少见，模型组支气管痉挛明显，管腔缩窄，内膜皱袋增多，部分上皮细胞脱落，平滑肌增厚，支气管管壁周围有较多炎症细胞浸润，平滑肌明显增厚。布地奈德组较哮喘组炎症细胞浸润明显减轻。见图1-3。
　　2.2 图像分析结果:模型组Wat/Pbm及Wam/Pbm均较对照组增加，差异有显著性（P< 0.01）。布地奈德组Wat/Pbm及Wam/Pbm与模型组比较明显减轻 （P<0.05）,见表1。
　　表1 各组大鼠气道壁厚度和平滑肌厚度的比较（x±s）
　　
　　**与对照组比较P<0.01，△与模型组比较P<0.05
　　2.3 肺组织羟脯氨酸含量的变化:模型组羟脯氨酸含量高于对照组（P<0.01），布地奈德组羟脯氨酸含量较模型组明显减少（P<0.01）。见表2。
　　表2 各组大鼠肺组织羟脯氨酸含量的变化
　　
　　**与对照组比较P<0.01，△△与哮喘组比较P<0.01
　　3 讨论
　　气道重塑（ airway remodeling）的病理改变主要表现为平滑肌和基底膜增厚［3］，James等［4］的研究发现，气道在不同收缩和舒张状态下其基底膜周径仍相对保持不变。据此，我们测量基底膜周径来对管壁面积和平滑肌面积进行标准化，以消除气道不同收缩程度对测量结果的影响。基底膜增厚主要是指细胞外基质成分，特别是胶原纤维的大量沉积。羟脯氨酸是胶原蛋白的主要成份之一，约占其氨基酸总量的13%，其他除弹性蛋白含有少量羟脯氨酸外（约1% ），均不含羟脯氨酸，因此组织中羟脯氨酸含量可作为其胶原组织代谢的重要指标。本研究以幼年SD大鼠为研究对象，应用卵蛋白作为致敏原，以氢氧化铝为免疫佐剂，以卵蛋白反复激发，于雾化8 w处死大鼠，结果显示，模型组大鼠支气管壁、平滑肌层均较对照组明显增厚，羟脯氨酸含量增高，表明幼年哮喘气道重塑模型制作成功。

　　有研究发现,哮喘患者早期规范吸入激素可降低黏膜下肌成纤维细胞聚集及气道新生血管形成，抑制气道壁层粘连蛋白的增加,但不能有效阻止气道高反应性的加重〖5〗。而Vanacker等〖6〗却发现丙酸氟替卡松治疗能有效地阻止气道高反应性的增加。尚云晓等〖7〗研究表明，吸入丙酸倍氯米松雾化溶液具有显著下调哮喘豚鼠肺组织中SP mRNA表达及降低哮喘豚鼠血浆、BALF及肺组织中SP含量的作用。以上研究提示尽早使用抗炎药物有利于控制哮喘的病理进程。
　　布地奈德是新型的脂溶性糖皮质激素，经驱动雾化后，雾粒仅4μm大小，能迅速而均匀地到达小气道，被气道上皮吸收，被广泛应用于支气管哮喘的治疗。本研究显示，哮喘模型布地奈本实验应用幼年气道重塑模型，观察糖皮质激素布地奈德对幼年哮喘大鼠气道重塑的影响。结果显示，布地奈德组Wat/Pbm及Wam/Pbm与模型组比较有所减轻 （P<0.05），羟脯氨酸含量较模型组明显减少（P<0.01）。提示早期应用布地奈德，能显著抑制气道壁平滑肌的增厚、胶原沉积，布地奈德可能是通过抑制炎症反应从而改善气道重塑的。但与对照组比较，布地奈德组的气道重塑病理表现仍较显著。表明吸入糖皮质激素对幼年气道重塑的改善有一定的作用，但并不能完全逆转已形成的平滑肌增生、胶原沉积等气道重塑的病理学改变。
　　因此，早期吸入糖皮质激素对幼年气道重塑的进一步发展有一定的抑制作用，应尽早应用，但因其在气道重塑中的不完全作用，还应联合其他药物，深入研究感觉哮喘气道重塑的机制可为选择更有效的针对性防治措施提供新的理论依据。
　　参考文献
　　[1] Payne DN,Rogers AV,Adelroth E,et al.Early thickening of the reticular basement membrane in children with difficult asthma.Am J Respir Crit Care Med, 2003;167（1）:78-82
　　［2］ Fedorov IA,Wilson SJ,Davies DE,et al.Epithelial stress and structural remodelling in childhood asthma.Thorax,2005;60（5）:389-394
　　［3］ Elias JA. Airway remodeling in asthma. Unanswered questions. Am J Respir Crit Care Med, 2000;161 （3 Pt 2）:S168-171
　　［4］ James AL,Hogg JC,Dunn LA,et al.The use of the internal perimeter to compare airway size and calculate smooth muscle shortening.Am Rev Respir Dis, 1988,138（1）:136-139
　　［5］ Christie PE,Jonas M,Tsai CH,et al.Increase in laminin expression in allergic airway remodeling and decrease by dexamethasone.Eur Respir J,2004;24（1）:107-115
　　［6］ Vanacker NJ,Palmans E,Kips JC,et al.Fluticasone inhibits but does not reverse allergen-induced structural airway changes.Am J Respir Crit Care Med,2001;163 （3 Pt 1）::674-679
　　［7］ 尚云晓,王艳,韩晓华,等. 吸入糖皮质激素对哮喘豚鼠肺内SP含量及基因表达的影响研究. 中国当代儿科杂志，2004；6 （1）: 19-22

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