慢性阻塞性肺疾病大鼠模型的优化与评价及补肺健脾方对膈肌功能的影响

发布时间：2019-03-29 21:18

【摘要】：目的 1建立一种新的更为贴近临床发病机制的COPD大鼠模型并评价其特点与远期稳定性,为深入开展COPD研究提供研究基础。 2基于香烟熏吸联合反复细菌感染制作的COPD大鼠模型,探讨补肺健脾方改善膈肌功能障碍的作用机制。方法 1大鼠随机分为对照(Control)组、香烟熏吸(CSI)组、反复细菌感染(RBI)组和香烟熏吸联合反复细菌感染(CCR)组,每组40只,分别采用单纯吸烟、单纯反复细菌感染和香烟熏吸联合反复细菌感染的方法制作稳定期COPD大鼠模型,并每4周检测肺功能,肺部病理包括支气管壁厚度、支气管管腔狭窄程度、单位面积的肺泡数量、肺泡大小、肺小血管壁厚度以及第8周时肺组织Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原沉积情况等。 2大鼠随机分为对照(CG)组、模型(MG)组、补肺健脾高剂量(HDG)组、中剂量(MDG)组、低剂量(LDG)组和氨茶碱(AG)组,采用实验一中CCR组的方法制作COPD稳定期模型,于第9周开始补肺健脾方3个剂量和氨茶碱干预,共12周。检测大鼠肺功能、肺脏病理(包括支气管壁厚度、支气管管腔狭窄程度、单位面积的肺泡数量、肺泡大小、肺小血管壁厚度)、膈肌病理和细胞超微结构、膈神经放电、呼吸运动、离体膈肌的张力和耐力、膈肌三磷酸腺苷(ATP)脱氢酶和琥珀酸脱氢酶(SDH)活性、膈肌细胞内活性氧(ROS)和钙离子(Ca2+)浓度等。结果 1第8周时CSI组、RBI组和CCR组大鼠TV. PEF和EF50均较Control组显著降低(P0.05或P0.01), CCR组TV和EF50下降趋势较CSI组和RBI组明显(P0.05或P0.01)。三个模型组大鼠肺组织第8周均可见明显病理改变,随时间进行性加重,且CCR组病理改变较CSI组和RBI组更为明显,表现在支气管壁增厚、支气管管腔狭窄,单位面积肺泡数量减少和肺泡直径增大、肺小血管壁增厚等(P0.05或P0.01)CCR组Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ胶原表达较Control组有显著升高(P0.05或P0.01),CSI组和RBI组胶原沉积均有增加趋势,但无显著性差异,CCR组Ⅲ型胶原沉积较CSI组和RBI组显著升高(P0.01)。三模型组COPD大鼠RVHI组明显降低(P0.05或P0.01) 2 MG、HDG、MDG、LDG和AG组大鼠TV、PEF、EF50较CG组大鼠明显降低(P0.05或P0.01)。高、中剂量补肺健脾方可以显著提高TV、PEF、EF50(P0.05或P0.01)。MG组大鼠动脉血中PCO2明显升高(P0.01),PO2明显降低(P0.01),补肺健脾方可以显著降低PCO2,提高PO2,以高、中剂量组尤为突出(P0.05或P0.01),量效关系明显(P0.05或P0.01)。MG组大鼠肺脏病理改变明显,补肺健脾方可以明显改善肺部病理表现,且以高、中剂量组疗效更优。MG组膈肌病理和超微结构改变明显,高、中剂量补肺健脾方较氨茶碱可以显著改善上述表现。MG组大鼠RVHI显著降低(P0.01),补肺健脾方可以显著改善RVHI,其中以高剂量组和中剂量组更为显著(P0.05或P0.01),优于氨茶碱组(P0.05或P0.01)。MG组大鼠膈神经放电持续时间和间期延长(P0.05或P0.01),而放电面积和幅度下降(P0.01),补肺健脾方高剂量组和中剂量组膈神经放电时间和间期缩短,放电面积和放电幅度提高(P0.05或P0.01),效果优于氨茶碱组(P0.05或P0.01)。MG组大鼠吸气时间和呼气时间延长(P0.01),呼吸频率降低(P0.01),高、中剂量补肺健脾方可以显著缩短呼气和吸气时间,提高呼吸频率(P0.05或P0.01),疗效优于氨茶碱组。MG组大鼠呼吸幅度和呼吸面积明显降低(P0.01),高、中剂量补肺健脾方可以显著增强呼吸幅度和呼吸面积(P0.05或P0.01),剂量依赖显著(P0.01),且疗效优于氨茶碱组(P0.05或P0.01)。MG组大鼠膈肌张力和耐力明显降低(P0.01),高、中剂量补肺健脾方可以显著提高大鼠膈肌张力和耐力(P0.05或P0.01),剂量依赖显著(P0.05或P0.01),且疗效优于氨茶碱组(P0.05或P0.01)。MG组大鼠膈肌I,IIA型纤维比例显著增加(P0.01),IIB型纤维比例显著减少(P0.01),补肺健脾方高、中剂量可以明显改善上述纤维比例(P0.05或P0.01),剂量依赖显著(P0.05或P0.01),且优于氨茶碱组(P0.01)。MG组大鼠膈肌ATP酶活性明显降低(P0.01),SDH活性显著升高(P0.01),高、中剂量补肺健脾方可以显著改善上述酶活性(P0.05或P0.01),且优于氨茶碱组(P0.05或P0.01)。MG组大鼠膈肌细胞ROS水平明显升高(P0.01),高、中剂量补肺健脾方可以显著降低ROS水平(P0.01),疗效优于氨茶碱组(P0.055或P0.01)。MG组大鼠膈肌细胞内Ca2+浓度显著降低(P0.01),高、中剂量补肺健脾方可以显著提高Ca2+浓度(P0.05或P0.01),剂量依赖显著(P0.05或P0.01),且疗效优于氨茶碱组(P0.01)。相关分析表明：膈肌疲劳指数(FI)与呼气时间(r=0.701,P=0.000).ROS(r=0.700,P=0.000),ROS与膈神经放电间期(r=0,527,P=0.000)、呼气时间(r=0.660,P=0.000)；呼吸幅度与呼吸面积(r=0.743,P=0.000).Pt(r=0.731,P=0.000).PO(r=0.795,P=0.000).ATP(r=0.670,P=0.000).膈肌细胞内钙离子浓度(r=0.772,P=0.000),呼吸面积与Pt(r=0.599,P=0.000) PO(r=0.656,P=0.000).膈肌细胞内钙离子浓度(r=0.645,P=0.000),Pt与PO(r =0.882,P=0.000).ATP(r=0.730,P=0.000).膈肌细胞内钙离子浓度(r=0.813,P=0.000),Pt与ATP(r=0.790,P=0.000).膈肌细胞内钙离子浓度(r=0.880,P=0.000),ATP与膈肌细胞内钙离子浓度(r=0.810,P=0.000)呈显著正相关且相关关系密切(相关系数r0.5) 结论 1吸烟联合反复细菌感染方法能够在较短的时间内复制出COPD多种病理,并且肺功能和病理发展平稳,有良好的优势和远期稳定性。本模型将为COPD远期研究的开展提供依据和研究基础。 2膈(呼吸)肌疲劳的发生机制可能与膈神经放电间期延长,膈肌ATP酶活性和细胞内Ca2+浓度降低,SDH和细胞内ROS升高等有关。 3补肺健脾方可以显著改善COPD大鼠膈肌功能,其作用机制可能与改善膈神经放电,提高膈肌ATP酶活性和细胞内Ca2+浓度,抑制ROS表达等有关。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：北京中医药大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R285.5;R-332

【引证文献】