PM2.5对大鼠气道粘液分泌的影响及氢气干预作用研究

发布时间：2018-12-12 12:39

【摘要】：目的:近年来大气可吸入细颗粒物(PM2.5)对健康的影响日益受到关注。呼吸系统作为大气污染物进入的门户及直接作用的靶器官,PM2.5对其的危害可谓首当其冲。气道黏液物质作为呼吸系统固有免疫的重要组成部分,可粘附吸入的颗粒物,对机体起到保护作用,但PM2.5过度刺激气道时,就会导致黏液的高分泌,粘液长期分泌聚集,便会对机体产生危害。目前国内外关于PM2.5如何影响气道粘液高分泌的机制研究有限,同时对如何预防及降低PM2.5诱发的气道黏液高分泌的研究也相对较少。近年来有研究表明,氢气(H_2)能够选择性地清除羟自由基和绝大多数具有细胞毒性的活性氧。也有研究证实H_2可缓解吸烟引起的大鼠气道粘液高分泌,但其是否也可以减轻PM2.5暴露引起的气道粘液分泌,目前尚缺乏证据支持。本研究采用PM2.5实时在线富集暴露系统,通过口鼻吸入方式给予大鼠高浓度PM2.5暴露,探究高浓度PM2.5暴露对大鼠气道粘液分泌的影响及相关机制。同时部分大鼠在PM2.5暴露后予以H_2吸入,观察H_2对粘液分泌的干预效果。方法:1实验动物分组及暴露方案:35只雄性Wistar大鼠随机分为5组:清洁空气对照组(FA组)、PM2.5暴露组、PM2.5暴露+H_2组、PM2.5暴露+O2组、H_2对照组,每组7只。PM2.5暴露相关组:接受预设浓度PM2.5(1500μg/m3)暴露,每天连续5小时,5天/周,25天;PM2.5暴露+H_2组:在PM2.5暴露基础上,暴露后吸入含66%H_2的氢氧混合气2小时,以探究吸入H_2对PM2.5所诱发的大鼠气道粘液分泌、呼吸力学和肺功能、气道炎症以及肺部氧化应激等方面影响的干预效果;PM2.5暴露+O2组:为排除氢氧混合气中O2对实验可能造成的干扰,在PM2.5暴露后,吸入含33%O2的氮氧混合气2小时;清洁空气暴露组:在同等条件下,接受高过滤清洁空气的暴露;H_2对照组:在清洁空气组基础上,吸入66%H_2的氢氧混合气2小时,以排除H_2本身对实验可能存在的干扰。2检测指标及方法:最后一次暴露结束后对大鼠进行呼吸力学及肺功能相关参数的测定;大鼠处死后左肺行肺泡灌洗,收集肺泡灌洗液进行炎症因子TNF-a、IL-8、IL-2、IL-1β、IL-10、MMP-12以及氧化应激指标SOD、8-iso-PG含量的测定;右肺下叶行福尔马林固定,用于肺组织病理、PAS染色、MUC5AC免疫组化染色;右肺上叶用于肺组织均浆并进行氧化应激指标MDA含量的测定;右肺中叶用于MUC5AC RT-PCR评价气道粘液分泌情况。3数据分析:采用SPSS 21.0统计软件对所有数据进行统计分析。对于计量资料数据用均数土标准差来表示。符合正态方差齐的计量资料采用单因素方差分析(One-Way ANOVA),进一步两两比较均采用使用SNK法;不符合正态或方差不齐的计量资料,采用非参数检验(Kruskal-Wallis Test)。以P0.05为具有统计学意义。统计图表绘制使用WPS软件进行。结果:1呼吸力学及肺功能:PM组及PM+O组呼吸力学参数Rrs、Ers值较FA组都有显著性增高(P0.01),PM+H组大鼠Rrs、Ers值相对于PM、PM+O组均显著性降低(P0.01);同时肺功能检测发现,PM组及PM+O组大鼠FVC及PEF值较FA组均有显著下降(P0.01),PM+H组FVC、PEF值较PM、PM+O组均有显著增加(P分别0.01、0.05)。2气道粘液分泌:肺组织病理PAS染色、MUC5AC免疫组化染色、MUC5AC RT-PCR显示:PM组、PM+O组气道粘液分泌量、MUC5AC的含量及MUC5AC-m RNA的表达较FA组均明显增加(P0.01),在H_2吸入后气道粘液分泌量、MUC5AC蛋白及m RNA表达量明显下降(P0.01)。3肺部炎症:肺组织病理HE染色结果显示:PM组及PM+O组肺部炎症评分较FA组明显增高(P0.01);PM+H组较PM组及PM+O组肺部炎症评分明显下降(P0.01);PM组及PM+O组肺部炎症因子TNF-a、IL-8、IL-2、IL-1β、IL-10的水平较FA组均明显增高(P0.01);PM+H组TNF-a、IL-2、IL-1β、IL-10的水平较PM、PM+O组均明显减少(P0.01),PM+H组IL-8的水平较PM、PM+O组也有统计学差异的降低(P0.05)。4肺部氧化应激:PM组、PM+O组肺组织中MDA、SOD、8-iso-PG的含量均较FA组明显增加(P0.01),在H_2吸入后上述指标均有显著下降(P0.01)。结论:1亚急性PM2.5暴露可诱发大鼠气道粘液分泌显著增多,这与PM2.5诱发的气道炎症及氧化应激有关。2 H_2吸入可减轻PM2.5所诱导的气道粘液分泌以及PM2.5对气道炎症、氧化应激及肺功能的影响。目前关于H_2的研究并未发现其对人体会产生任何健康危害,这使得H_2吸入极有望应用到PM2.5对人体造成危害的防治中。
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【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R56

【参考文献】