复方薤白胶囊对野百合碱诱导肺动脉高压大鼠ET、TNFα含量的影响
作者:孙菊光,奚肇庆,姜静,朱萱萱,洪建军,蒋萌,邹建东,徐艳,甘咏梅
[摘要]目的:探讨复方薤白胶囊对野百合碱(MCT)诱导的肺动脉高压大鼠血浆中内皮素(ET)、肿瘤坏死因子α(TNFα)含量的影响。方法:SD 大鼠60只,随机分为正常对照组、模型组、卡托普利组、复方薤白胶囊高剂量组和复方薤白胶囊低剂量组。采用MCT进行一次性腹腔注射(按60mg・kg-1)造模,22d后测定平均肺动脉压、平均右心室压以及血浆中ET、TNFα的含量,并观察肺小动脉及右心室病理变化。结果:模型组平均肺动脉压、右心室压以及血浆中ET、TNFα含量明显高于正常对照组(P<0.01)。其余各组平均肺动脉压、右心室压以及血浆中ET、TNFα含量明显低于模型组(P<0.05或P<0.01),且复方薤白胶囊高、低剂量组优于卡托普利组。结论:复方薤白胶囊能有效降低MCT诱导肺动脉高压大鼠的肺动脉压,可能的机制是抑制TNFα、ET产生,减轻MCT引起的炎性细胞浸润,改善肺小动脉及右心室重构。提示复方薤白胶囊将是防治肺动脉高压很有前途的中药,值得进一步研究。[关键词]复方薤白胶囊;野百合碱;肺动脉高压;内皮素;肿瘤坏死因子
肺动脉高压(pulmonary hypertension,PH)是慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)引起慢性肺源性心脏病的中心环节[1]。阐明PH的形成机制以及寻求理想的防治PH药物一直是COPD、肺源性心脏病防治研究中的重要研究课题[2]。近年来研究发现,肺血管内皮代谢的变化及体液因子在肺动脉高压的发生、中有重要作用[37]。本实验采用野百合碱(MCT)诱导PH大鼠模型,研究复方薤白胶囊(以下简称FFXBC)对MCT诱导的PH大鼠血清中肿瘤坏死因子α(TNFα)和内皮素(ET)含量的影响,以探讨FFXBC防治COPD、PH的可能机制。
1 材料与方法
1. 1 实验动物和药品健康SD大鼠60只,雄性,体重130~175g,鼠龄6~8周,由南京青龙山动物饲养厂提供,证号SCXK 2001 0007。FFXBC由江苏省中药剂科制剂部生产,卡托普利片由中美施贵宝制药有限公司生产,0.9%的NaCl溶液由南京小营制药厂生产,戊巴比妥钠由北京通县育才精细化工厂生产,肝素由江苏省万邦升化医药股份有限公司生产。
1.2 试剂与仪器MCT,美国Sigma公司生产,批号43606091;TNFα ELISA试剂盒由南京建成生物工程研究所提供;ET ELISA试剂盒由北京晶美生物工程有限公司提供;右心导管:聚乙烯心导管内径0.6mm,外径0.9mm,购于医学院基础医学院研究所;RM 6000多导生理仪购于日本光电公司。
1.3 方法
1.3.1 分组 健康SD大鼠60只,适应性饲养3d后根据体重由轻到重编号,借助SAS统计分析系统PROC PLAN程序进行随机分组:正常对照组10只,模型组14只,卡托普利组、FFXBC高剂量组、FFXBC低剂量组各12只。
1.3.2 造模 模型组、卡托普利组、FFXBC高剂量组、FFXBC低剂量组大鼠分别予一次性腹腔注射2%MCT(剂量60mg・kg-1)复制PH大鼠模型,正常对照组一次性腹腔注射等量生理盐水。
1.3.3 给药方法及剂量 于造模第2天开始给药。参照《中药药理研究方法》经灌胃器灌胃给药,各组药物剂量:卡托普利组为4.16mg・kg-1・d-1。FFXBC高剂量组为1.32g・kg-1・d-1,FFXBC低剂量组为0.666g・kg-1・d-1。以上各组药物按相应的药物剂量均配成1ml・(100g)-1溶液,每天1次灌胃;模型组予1ml・(100g)-1生理盐水灌胃,1 次・d-1。
1.3.4 平均肺动脉压(mPAP)和平均右心室压(mRVP)测定 每组按随机数字表法取6~8只大鼠测量肺动脉压,用2%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉,按孙波等[8]方法将一充盈1%肝素的右心导管从右颈外静脉经上腔静脉、右心房、右心室插到肺动脉,导管另一端连接生理多导仪,并连接P300型压力传感器,根据生理多导仪所显示的压力波型变化判断导管的位置。分别记录10、30、60min时的肺动脉压和右心室压,取其平均值为mPAP和mRVP。
1.3.5 ET、TNFα的含量测定 每只肺动脉压测量完毕后的大鼠行颈动脉或心脏穿刺抽血,剩余的大鼠均进行眼眶取血3ml入备有胰酞酶的试管中,应用放射免疫法测定血浆中ET、TNFα的含量(按试剂盒的要求操作)。
1.3.6 病检查 取血后立即处死大鼠,剖开胸腔取出心脏、肺脏,取右肺下叶放入10%福尔马林中固定1周,梯度乙醇脱水,取相同部位肺组织、右心室制成标本,石蜡包埋,常规切片,苏木素伊红染色,光学显微镜下观察右心室厚度、细胞形态、肺组织和肺小动脉形态学改变;每组取8只进行病理学检查。
1.4 统计学处理实验数据用x-±s表示,使用SPSS 13.0统计软件,用成组资料方差齐性检验,在此基础上进行多重t检验及两组比较t检验比较多组和两组之间的差异。
2 结 果
2.1 各组mPAP、mRVP测定结果实验结果表明:正常对照组mPAP为(16.37±2.10)mmHg (1mmHg=0.133kPa),mRVP为(35.04±2.96) mmHg,均在正常范围。模型组mPAP为(36.94±4.76) mmHg,mRVP为(36.94±4.76) mmHg,显著高于正常组,达到并超过PH诊断标准,造模成功,两组比较差异有极显著意义(P< 0.01)。卡托普利组mPAP、mRVP分别为(31.33±2.35)mmHg、(59.83±3.36) mmHg;FFXBC高、低剂量组mPAP分别为(26.16±2.75)、(27.94± 2.76) mmHg,mRVP分别为(52.5±2.42)、(61.23±4.23) mmHg。卡托普利组,FFXBC高、低剂量组与模型组相比,mPAP、mRVP显著降低,差异具有显著性意义(P< 0.01、P< 0.05),以FFXBC高、低剂量组mPAP降低更显著。说明FFXBC具有降低MCT诱导HP大鼠肺动脉压作用(表1)。表1 各组大鼠mPAP、mRVP测定结果(略)
2.2 各组大鼠血浆ET含量测定结果结果显示:模型组血浆ET含量较正常组明显升高,差异具有极显著性(P< 0.001),卡托普利组、FFXBC高剂量组、FFXBC低剂量组血浆ET含量比模型组显著降低,差异具有极显著性(P< 0.01)。实验结果表明,卡托普利、FFXBC高剂量、FFXBC低剂量均能降低MCT诱导PH大鼠血浆中ET含量,且以FFXBC高剂量组ET降低更显著(表2)。表2 各组大鼠ET含量测定结果(略)
2.3 各组大鼠血浆TNFα含量测定结果结果显示:模型组血浆中TNFα含量比正常组明显升高,差异具有极显著性(P< 0.001),卡托普利组、FFXBC高剂量组TNFα含量较模型组显著降低(P< 0.05)。FFXBC低剂量组TNFα含量较模型组无显著降低(P>0.05)。结果表明,卡托普利、FFXBC高剂量能降低MCT诱导PH大鼠血浆中TNFα含量,FFXBC低剂量组TNFα含量降低不显著(表3)。
2.4 右心室和肺小动脉病理检查结果(光镜下)正常对照组肺动脉管壁菲薄,内皮细胞扁平连续,细胞分布均匀,大小厚薄较一致;右心室心肌细胞横纹清晰,核居中,右心室无增厚。模型组右心室明显肥厚,可见一些肥大的心肌细胞,核轻度增大及深染,心 表3 各组大鼠TNFα含量测定结果(略)肌间质见炎性细胞浸润及轻度水肿;肺小动脉壁增厚伴玻璃样变,管腔狭窄甚至闭塞,肺组织可见大量炎性细胞浸润,以淋巴细胞为主。其余组与模型组相比心肌肥厚和心肌水肿减轻,肺小动脉管壁增厚、管腔狭窄减轻,肺组织炎性细胞浸润减轻,且以FFXBC高剂量组改善明显。
3 讨 论
COPD是呼吸系统常见病、多发病,后期常并发慢性肺源性心脏病,受到了世界各国的重视[9]。COPD引起HP与低氧性肺血管收缩及肺血管重建有关,其病理特征主要包括肺小动脉壁中膜平滑肌细胞增生肥厚、外膜弹力纤维和胶原沉积增多,使肺动脉压力持续增高,形成慢性肺心病[10]。而PH则是COPD为慢性肺源性心脏病的病理生理关键性环节,如果能在疾病早期及时发现并进行适当的防治,就有可能使病变逆转或阻断病变的进一步发展。1967年Hayshi等[11]成功建立了MCT诱导的大鼠PH及肺损伤模型。MCT导致的PH与COPD的PH机理基本相似,模型稳定,易于控制,因此多被采用进行COPD引起HP、肺心病的研究[12]。ET是迄今所知体内最强的缩血管物质,具有强烈收缩肺动脉、促进肺动脉外膜成纤维细胞增生和纤维化的作用[13];MCT可刺激体循环血管产生ET,直接作用于肺血管平滑肌细胞ETA样受体,引起肺血管收缩和中膜增生,导致肺血管阻力增加,引起PH和肺心病[14]。而TNFα是有着广泛生物学作用的多向性细胞因子,将它注入动物体内可导致急性肺损伤、HP和心率增快[1516]。慢性缺氧HP大鼠中TNFα可增加肺血管对缺氧的反应性,抑制肺动脉内皮依赖性舒张反应[17]。COPD病人的低氧血症、HP、右心室肥厚与TNFα活化及产生增多有关[18]。本实验结果表明正常对照组的mPAP和mRVP在正常范围,模型组mPAP和mRVP均升高,且明显地高于正常组;血浆中ET、TNFα含量明显升高,肺小动脉壁增厚伴玻璃样变,管腔狭窄甚至闭塞,肺组织可见大量炎性细胞浸润,以淋巴细胞为主,以上结果均与报道相似。模型组与正常组比较差异具有极显著意义。卡托普利组,FFXBC高、低剂量组与模型组相比,其mPAP、 mRVP及血浆中ET、TNFα含量均降低,右心室肥厚、肺小动脉壁肥厚、肺部炎症反应均减轻,差异具有显著性意义,以FFXBC高剂量组效果显著。FFXBC由薤白、栝蒌、半夏、黄连等组成,经过药学研究进行提取,工艺经正交试验优化,并采用喷雾干燥、干法制粒等新工艺制成胶囊(专利产品,专利号:ZL02160139.9,规格:0.35g・粒-1),具有解痉平喘、止咳化痰、抗菌消炎等作用。本实验研究表明,FFXBC能有效降低MCT诱导的HP模型大鼠肺动脉压。其作用机制可能是通过减少ET、TNFα产生,减轻MCT引起的炎症反应,抑制肺小动脉、右心室肥厚,改善其重构,提示FFXBC将是防治COPD HP的很有前途的中药,值得深入研究。
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