運(yùn)動(dòng)與吸煙對(duì)大鼠應(yīng)激反應(yīng)與肺部影像學(xué)的影響

肖曉玲，黃文英，吳 韜，萬(wàn)華喆,2，蔡祺穎

氧化應(yīng)激在關(guān)于被動(dòng)吸煙而導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病及其并發(fā)癥中的作用逐漸得到重視。氧化應(yīng)激是指體內(nèi)活性氧(ROS)產(chǎn)生和抗氧化系統(tǒng)體系之間失衡，導(dǎo)致組織損傷的一種狀態(tài)[1]。

吸煙能影響肺部的變化和肺泡的破壞，氣管纖毛的消失，粘液腺增大以及杯狀細(xì)胞數(shù)的增加，致使氣管粘膜上皮組織形態(tài)學(xué)的改變。吸煙與慢性阻塞性肺病(COPD)及慢性支氣管炎、呼吸道感染、肺纖維化、哮喘等疾病是密不可分的[2]。有研究表明，被動(dòng)吸煙的毒性物質(zhì)比主動(dòng)吸煙吸入量多幾倍到50倍。本研究旨在通過(guò)有氧運(yùn)動(dòng)與被動(dòng)吸煙對(duì)大鼠肺部組織SOD、GSH-PX、GSH、MDA酶活性檢測(cè)以及大鼠肺部X射線影像學(xué)表現(xiàn)，為運(yùn)動(dòng)防治呼吸系統(tǒng)疾病與并發(fā)癥的臨床應(yīng)用提供深入的實(shí)驗(yàn)依據(jù)以及為推行“全民健身”過(guò)程中大力提倡“有氧運(yùn)動(dòng)”提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)分組及處理因素

2月齡健康SD雄性大鼠32只，先適應(yīng)性飼養(yǎng)一周，隨機(jī)分為運(yùn)動(dòng)被動(dòng)吸煙組(ES，n=8)、被動(dòng)吸煙組(S，n=8)、運(yùn)動(dòng)組(E，n=8)、對(duì)照組(C，n=8)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類(lèi)動(dòng)物飼料喂養(yǎng)，生活期間室溫保持20-23℃，相對(duì)濕度45-55%，自然光照，隔天采用熏醋的方法進(jìn)行空氣消毒，熏醋時(shí)間為30 min/次。每天早 7∶00 通風(fēng)換氣，查看室內(nèi)溫度，清理鼠籠(每隔2天用酒精擦洗一次)，清除糞便、更換墊料，檢查SD大鼠狀況，稱(chēng)量前一天每組大鼠的攝食量及飲水量，并記錄，換上新地鼠糧及飲用水，剩料集中處理，每天飼喂都是定時(shí)定量的，由大鼠實(shí)驗(yàn)過(guò)程中自由攝取。

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

檢索、搜集、查閱大量有氧運(yùn)動(dòng)、被動(dòng)吸煙相關(guān)文獻(xiàn)和學(xué)術(shù)論文，并對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)閱讀，科學(xué)地分析，認(rèn)真地研究探討。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)法

1)被動(dòng)吸煙方案。將ES、S組分別置于自制半密閉玻璃箱中，采取靜式吸煙方式，將香煙點(diǎn)燃后，迅速把煙頭部分放入自制通氣管道管口處，以保證香煙煙霧在第一時(shí)間進(jìn)入吸煙缸，同時(shí)把一注射器(無(wú)針頭)插入煙蒂中，反復(fù)推拉，使香煙充分燃盡。燃燒香煙(江西某煙廠生產(chǎn)過(guò)濾嘴香煙)，焦油量10 mg/支、煙堿量0.8 mg/支、一氧化碳量14 mg/支。被動(dòng)吸煙早上7∶00進(jìn)行，每支煙燃燒5 min，每隔15 min點(diǎn)煙一次，每天16支，每周6天，共持續(xù)12周。煙箱規(guī)格為60 cm×40 cm×40 cm，其側(cè)面有一活動(dòng)門(mén)能留有空隙。在被動(dòng)吸煙過(guò)程中，染毒柜的側(cè)面與外界相通，以防止吸煙過(guò)程中所產(chǎn)生的病理性缺氧病變。

2)有氧運(yùn)動(dòng)方案。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物適應(yīng)性喂養(yǎng)一周，ES、E組兩大鼠在我院實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行游泳訓(xùn)練，每次在直徑75 cm白色半透明塑料水桶中進(jìn)行無(wú)負(fù)重游泳訓(xùn)練，水深40 cm,水溫33±6℃左右，每次訓(xùn)練前重新?lián)Q水。每次訓(xùn)練安排在晚上7∶00開(kāi)始,前3天適應(yīng)性游泳時(shí)間分別為15 min、15 min、20 min，第4天正式實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，時(shí)間為25 min，持續(xù)1.5周，每1.5周游泳時(shí)間增加5 min，直至第十二周，每周游泳6次，星期三休息，休息日大鼠在鼠籠中自由活動(dòng)，持續(xù)訓(xùn)練共12周。為防止大鼠在訓(xùn)練過(guò)程中偷懶，安排專(zhuān)人看護(hù)，如發(fā)現(xiàn)大鼠有飄浮水面或扒在桶邊現(xiàn)象時(shí)，立即用木棍刺激，促其游動(dòng)，以確保足夠的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和時(shí)間。

3)取材及指標(biāo)測(cè)試。各組大鼠脊椎脫臼法處死后即刻心臟取血后提取肺組織，取組織進(jìn)行10%勻漿制備，再用普通離心機(jī)或低溫離低速離心機(jī)2000 r/min左右離心10-15 min，將離心好的勻漿留上清棄下面沉淀，最后取上清液根據(jù)各指標(biāo)要求進(jìn)行SOD、GSH-PX、GSH、MDA酶活性檢測(cè)。肺部X射線照射肺部，電壓：40 KV，速度：0.8 mAs，膠中距：50 cm。

測(cè)試所涉及的儀器有：

半自動(dòng)生化分析儀 意大利產(chǎn)

HH-8 數(shù)顯恒溫水浴鍋 國(guó)華電器有限公司

低速大容量離心機(jī) Centenfuge TDL-5

數(shù)字X射線成像系統(tǒng) 德國(guó)影類(lèi)科思數(shù)字影像有限公司

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

所有數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，結(jié)果用“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果

2.1 有氧運(yùn)動(dòng)與被動(dòng)吸煙對(duì)大鼠肺部抗氧化酶活性的影響

最后一次運(yùn)動(dòng)與被動(dòng)吸煙后，脊椎脫臼法處死，打開(kāi)胸腔，心臟取血，提取肝臟。用相應(yīng)試劑盒檢測(cè)SOD、GSH-PX、GSH、MDA酶活性，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 大鼠肺部組織抗氧化酶活性變化情況

表1結(jié)果表明，大鼠肺部組織SOD酶活性，與C組相較，ES、S組活性變化明顯，與ES組相較，S、E變化也明顯，都具有非常顯著性差異(P<0.01)。大鼠肺部組織GSH-PX活性，與C組相較，S組明顯降低，具有顯著性差異(P<0.05)，其余組次變化不明顯，沒(méi)有差異(P>0.05)。大鼠肺部組織MDA酶活性，與C組相較，ES組活性變化明顯，具有顯著性差異(P<0.05)；S組明顯增強(qiáng)，具有非常顯著性差異(P<0.01)；與S組相較ES、E組活性變化明顯，都具有顯著性差異(P<0.05)。SOD/MDA比值表明，與C組相較，ES組比值具有非常顯著性差異(P<0.01)；與ES組相較E、S組比值明顯減小，具有非常顯著性差異(P<0.01)。

2.2 有氧運(yùn)動(dòng)與被動(dòng)吸煙對(duì)大鼠肺部影像學(xué)表現(xiàn)

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)與被動(dòng)吸煙干預(yù)下X線表現(xiàn)為(如圖1所示)，圖片ES：胸廓對(duì)稱(chēng)，雙側(cè)中下肺野紋理增多，增粗、稍模糊，肺野未見(jiàn)實(shí)質(zhì)性病變。兩肺門(mén)影不濃。心影大小形態(tài)正常。兩膈面光滑，肋膈角銳利；圖片S：胸廓對(duì)稱(chēng)，雙側(cè)中下肺野紋理增多，增粗、模糊，肺野未見(jiàn)實(shí)質(zhì)性病變。兩肺門(mén)影不濃。心影大小形態(tài)正常。兩膈面光滑，肋膈角銳利；圖片E、C：胸廓對(duì)稱(chēng)，雙側(cè)肺野清晰，肺紋理走向規(guī)則，未見(jiàn)實(shí)質(zhì)性病變；縱膈不寬，肺門(mén)不大，心影呈鏡面心；雙側(cè)膈面光滑，肋膈角銳利。

圖1 長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)與被動(dòng)吸煙干預(yù)下X線表現(xiàn)

3 分析討論

有氧運(yùn)動(dòng)是人體在氧氣充分供應(yīng)的情況下進(jìn)行的體育鍛煉,它不但提高機(jī)體的抗氧化能力，而且減少了自由基的生成。SOD和GSH-PX可以清除體內(nèi)O2-和H2O2等自由基，以維持機(jī)體自由基代謝平衡。有大量的研究表明：有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以提高抗氧化酶SOD活性，對(duì)自由基產(chǎn)生良好的適應(yīng)；作為同樣能清除H2O2的抗氧化酶GSH-PX在老年運(yùn)動(dòng)大鼠中更容易被誘導(dǎo)生成，并清除H2O2，同樣大量研究表明：有氧運(yùn)動(dòng)同樣可以提高抗氧化酶GSH-PX活性，清除自由基對(duì)機(jī)體的傷害[3-7]。香煙煙霧中主要成分之一的煙焦油，俗稱(chēng)“煙油子”，它可吸附在吸煙者的氣管、支氣管和肺泡表面產(chǎn)生物理、化學(xué)性的刺激，損害人體的呼吸功能。膜毒理學(xué)研究表明香煙有害成分進(jìn)入機(jī)體，促使體內(nèi)產(chǎn)生大量自由基或本身轉(zhuǎn)化為自由基。毛邵春[8]等人發(fā)現(xiàn)煙氣中的自由基是吸煙過(guò)程中對(duì)呼吸道危害較為嚴(yán)重的煙氣產(chǎn)物，它可以直接或間接攻擊黏膜、損傷細(xì)胞,并可導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生。王勤等[9]通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)觀察20名健康男性急性吸煙前后超氧化物歧化酶( SOD)，丙二醛( MDA)的研究顯示吸煙者較不吸煙者氧自由基生成增多，急性吸煙使體內(nèi)氧自由基生成增多,吸煙者M(jìn)DA 變化更加顯著。本文通過(guò)觀察有氧運(yùn)動(dòng)與被動(dòng)吸煙及其交互影響的干預(yù)下研究結(jié)果表明，與對(duì)照組相較各組次酶活性變化明顯。由此可知，被動(dòng)吸煙促進(jìn)機(jī)體氧化應(yīng)激的發(fā)生，而規(guī)律有氧運(yùn)動(dòng)能提高機(jī)體抗氧化酶活性，提高機(jī)體自由基清除能力，減少細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化，延緩機(jī)體氧化應(yīng)激。

吸煙肺是指由于吸煙而引起的肺部病理的改變。吸煙影響最明顯的是肺部小氣道功能，這是由于香煙中大量的有害物質(zhì)容易聚集在小氣道內(nèi)，導(dǎo)致炎癥細(xì)胞活性增強(qiáng)，釋放各種介質(zhì)，從而破壞肺部結(jié)構(gòu)特征，最終使機(jī)體產(chǎn)生氣道肺實(shí)質(zhì)和肺血管的慢性炎癥[10]。關(guān)于吸煙肺與非吸煙肺X線表現(xiàn)通常使用“肺紋理增加”這一放射學(xué)名次來(lái)描述，對(duì)于重度吸煙肺的X線表現(xiàn)可見(jiàn)肺野紋理增多，增粗、模糊[11]。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)與被動(dòng)吸煙干預(yù)下發(fā)現(xiàn)： ES、S組與E、C組X線表現(xiàn)突出與前人結(jié)果一致，且其中ES組雙側(cè)中下肺野紋理增多，增粗、稍模糊,C組X線表現(xiàn)程度更顯著?？梢?jiàn)，被動(dòng)吸煙能明顯引起肺部病理的改變，有氧運(yùn)動(dòng)能明顯改善肺野紋理狀況，減少肺部疾病。

4 結(jié)語(yǔ)

有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)被動(dòng)吸煙大鼠肺部有保護(hù)作用，能增強(qiáng)被動(dòng)吸煙大鼠肺部抗氧化清除自由基能力，明顯改善雙側(cè)中下肺野紋理狀況減少肺部疾病。

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