黃芩黃酮對SiO2染塵小鼠肺損傷及乳酸脫氫酶的影響

谷江葉,馬文女,李巧蓮,王 迪,張鳳英!

(1.承德醫(yī)學(xué)院麻醉學(xué)專業(yè)2010級，河北承德 067000;2.指導(dǎo)教師)

矽肺是由于長期吸入大量游離二氧化硅(SiO2)引起的肺進行性纖維化疾病。黃芩的主要成分為黃酮類化合物，據(jù)報道，黃芩黃酮具有具有抗炎、抗氧化作用[1]。目前，關(guān)于黃芩黃酮對SiO2引起矽肺過程中乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性的影響國內(nèi)外的報道罕見。本研究采用注射SiO2懸液建立小鼠肺纖維化模型,觀察黃芩黃酮對小鼠血清LDH活性的影響,以期初步探討黃芩黃酮在矽肺纖維化過程中的保護作用。

1 材料與法

1.1 材料 健康雄性成年昆明種小鼠50只,體重30±3g。SiO2標(biāo)準(zhǔn)品購自美國Sigma公司(直徑<5μm占95%, 經(jīng)200℃滅活內(nèi)毒素);黃芩黃酮為承德醫(yī)學(xué)院中藥研究所提取，純度為61.8%;LDH試劑盒購自南京建成生物有限公司。

1.2 方法

1.2.1 小鼠分組:75只小鼠隨機分為正常對照組、模型對照組和黃芩黃酮治療組(低、中、高劑量),每組15只。模型對照組和黃芩黃酮治療組小鼠建立SiO2致矽肺模型。建立模型1周后，黃芩黃酮治療組小鼠分別灌胃給予不同劑量的黃芩黃酮(50mg/kg、100mg/kg、200mg/kg)，正常對照組和模型對照組給予等量的蒸餾水。

1.2.2 矽肺小鼠動物模型的建立:用濃度為4%的水合氯醛腹腔注射的方式麻醉小鼠，消毒小鼠頸部皮膚，并沿中線剪開約1cm,暴露氣管，向氣管內(nèi)一次性注入0.1ml SiO2懸液(50g/L),肌肉及其它組織復(fù)位,縫合皮膚。正常對照組小鼠，向氣管內(nèi)一次性注入0.1ml生理鹽水。

1.2.3 標(biāo)本的處理:于給藥后7d、14d、21d，每組分別取5只小鼠稱重后摘眼球取血，分離血清，-20℃保存，用于檢測LDH活性。取全肺，醫(yī)用紗布吸凈肺表面液體，稱重，計算小鼠的肺指數(shù)(肺指數(shù)=肺重/體重)。

2 結(jié)果

2.1 肺病理變化大體觀察 正常對照組小鼠雙肺呈粉紅色,表面光滑。在給藥后的第21天，肉眼觀察模型對照組及黃芩黃酮治療組的小鼠肺組織均有不同程度的病理改變，模型對照組可見肺臟表面有散在的針頭大小灰白色結(jié)節(jié),多見于中下肺野，個別小鼠的肺組織出現(xiàn)團塊狀結(jié)節(jié)，局部肺組織充血,質(zhì)韌,肺臟略增大。其中黃芩黃酮低劑量和中劑量組的病理改變與模型對照組接近，而黃芩黃酮高劑量組的病理改變略輕，肺局部組織充血明顯，有針頭大小的灰白色結(jié)節(jié)，但未見團塊狀結(jié)節(jié)。

2.2 小鼠肺指數(shù)的變化 與正常對照組比較，在給藥的不同時間點上，各組的肺指數(shù)均明顯增加，與模型對照組比較，在給藥7d時，黃芩黃酮治療組與模型對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義;但是在給藥14d及21d時黃芩治療組的高劑量組的肺指數(shù)明顯低于模型對照組。見表1。

表1 黃芩莖葉總黃酮對染矽塵小鼠肺指數(shù)的影響(n=15，±s)

表1 黃芩莖葉總黃酮對染矽塵小鼠肺指數(shù)的影響(n=15，±s)

*與正常對照比較:P<0.05;△與模型對照組比較:P<0.05

組別 劑量 7d 14d 21d(mg/kg)正常對照組 - 5.37±1.12 5.19±0.80 5.24±0.96模型對照組 - 8.42±1.09* 9.42±1.19* 9.33±1.10*高劑量 200 7.24±1.01* 7.01±0.67*△ 7.11±0.78*△黃芩黃酮治療組 中劑量 100 7.57±1.32* 7.87±1.62* 7.37±1.26*低劑量 50 8.06±1.37* 8.86±1.37* 9.08±1.27*

2.3 LDH活性的動態(tài)變化 與正常對照組比較，模型對照組的LDH出現(xiàn)明顯升高，且呈動態(tài)變化，7d時肺內(nèi)LDH出現(xiàn)升高，14d達(dá)最高水平，21d時有所降低但維持在較高水平，黃芩黃酮治療組小鼠血清LDH也出現(xiàn)了出現(xiàn)升高，14d時達(dá)最高水平，21d時有所下降，黃芩黃酮高劑量組現(xiàn)象更為明顯，與正常對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。在各時間點上黃芩黃酮高劑量組的LDH水平均明顯低于模型對照組(P<0.05)。見表2。

表2 黃芩黃酮對小鼠血清LDH的影響(n=5，±s)

表2 黃芩黃酮對小鼠血清LDH的影響(n=5，±s)

*與正常對照比較:P<0.05;△與模型對照組比較:P<0.05

組別 劑量 7d 14d 21d正常對照組 - 2140.35±320.3 2201.30±420.36 2100.50±392.36模型對照組 - 3440.68±352.47* 3692.82±382.47* 3289.08±381.05*高劑量 200 2824.85±380.57*△ 2806.78±390.57*△ 2313.56±418.28△黃芩黃酮治療組 中劑量 100 3118.64±400.60* 3088.42±397.57* 2630.89±409.87低劑量 50 3241.81±319.47* 3590.11±401.41* 2901.58±420.01*

3 討論

矽肺是由于在生產(chǎn)過程中長期吸入游離SiO2含量較高的粉塵達(dá)一定量后所引起的以肺組織纖維化為主的全身性疾病,呈進行性發(fā)展,不僅嚴(yán)重危害矽塵接觸工人的健康,嚴(yán)重降低其勞動能力和生活質(zhì)量[2-3]。矽肺的肺組織纖維化以成纖維細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)在肺組織內(nèi)沉積過多為特征。建立矽肺動物模型,對于研究矽肺病因、發(fā)病機制及預(yù)防、治療十分重要。小鼠以體型小,便于大批量飼養(yǎng)管理、生活周期短、取材便利等特點成為理想的矽肺實驗性動物。由于小鼠生理條件的限制,非氣管暴露式方法難于實現(xiàn)。國內(nèi)外目前已趨向于使用小鼠的開放式模型。本研究通過暴露氣管,經(jīng)軟骨間隙向氣管內(nèi)一次性注入0.1ml SiO2懸液(50g/L)后縫合皮膚的方式成功建立小鼠矽肺動物模型,模型組小鼠雙肺可見散在的點狀出血,表面有粟粒大小的灰白色結(jié)節(jié)。

在生理狀態(tài)下，細(xì)胞的新陳代謝使血漿中含有一定量的LDH，但是處于一個正常值范圍，一旦組織細(xì)胞損傷，血漿中將含有大量的LDH 分子，肺實質(zhì)和間質(zhì)細(xì)胞受損后可產(chǎn)生大量LDH，因此檢測血清中LDH活性是反映肺組織損傷程度的指標(biāo)之一[4]。Mura等研究發(fā)現(xiàn)，肺損傷小鼠的血漿LDH水平明顯高于對照組[5]。本研究建立矽肺動物模型后,7d時肺內(nèi)LDH出現(xiàn)升高，14d明顯升高，至21d時仍然維持在較高水平，與Mura 等研究結(jié)論一致。另有研究表明黃芩黃酮具有具有抗炎、抗氧化作用[2]。本實驗中給予染塵小鼠黃芩黃酮處理后,觀察其對肺損傷是否有阻抑作用，結(jié)果表明,高劑量的黃芩黃酮能減輕SiO2誘導(dǎo)的矽肺炎癥反應(yīng),降低LDH的活性，減輕肺組織的損傷，對矽肺纖維化過程有一定的阻礙作用，中、低劑量組的上述作用不明顯。該研究結(jié)果為矽肺的防治及輔助治療,開拓了新的途徑。

[1]王玉剛，吳昊，孟甄,等．黃芩總黃酮對金葡菌肺感染模式識別受體TLR2/Nod2及其相關(guān)炎性因子表達(dá)的影響[J]中國藥理學(xué)通報，2009,25(7):866-870．

[2]Goldyn SR, Condos R, Rom WN. The burden of exposure relate diffuse lung disease[J]. Semin RespirCrit Care Med, 2008 29(6):591-602.

[3]Mossman BT,Churg A.Mechanisms in the pathogenesis o asbestosis and silicosis[J].Am J Respir Crit Care Med,1998,157(5pt1):1666-1680.

[4]蔣龍元，周天恩，張萌，等.乳酸清除率和乳酸脫氫酶對急性肺損傷預(yù)后的評估[J].中華危重癥醫(yī)學(xué)雜志(電子版)2010,3(2):90-94.

[5]Mura M,Andrade CF,Han B,et al.Intestinal ischemia-reperfusion induced acute lung injury and oncotic cell death in multipl organs[J]. Shock, 2007, 28 (2): 227-238.