慢性阻塞性肺疾病是一种常见的以持续呼吸道症状和气流受限为特征的可以预防和治疗的疾病，呼吸道症状和气流受限是由有毒颗粒或气体导致的气道和(或)肺泡异常引起的[1]。长时间病变可引起肺血管床减少、肺动脉痉挛、血管重塑，导致肺动脉高压、右心室肥大，最终发生右心功能不全[2]。目前，临床上对慢性阻塞性肺疾病的治疗以戒烟、支气管扩张、糖皮质激素、长期家庭氧疗为主，急性加重期可针对常见病原菌给予相应的抗生素控制感染治疗，减轻炎性反应，减少气道分泌物，改善通气功能，缓解呼吸困难症状[3],但临床疗效仍不理想,且长期应用糖皮质激素可出现胃肠道黏膜损伤、水肿、骨质疏松、血糖升高等并发症，对人体危害较大，因此迫切需要一种有效控制慢性阻塞性肺疾病病情进展的药物[4]。有研究报道，白藜芦醇可通过各种途径抑制机体炎性反应[5-7]，也有学者初步探讨白藜芦醇对慢性阻塞性肺疾病炎性反应的抑制作用[8-9]。本研究在前期研究基础上，从肺功能和心脏功能结构方面观察白藜芦醇对慢性阻塞性肺疾病大鼠合并肺源性心脏病大鼠的病情控制情况，现报告如下。
1 材料与方法
1.1 实验动物 健康成年雄性SD大鼠45只，购自河北省实验动物中心，合格证编号1505126。年龄49 d，体重163.7～196.4 g，平均(180.6±7.73) g；实验室温度(25.1±0.7)℃，相对湿度(52.6±3.4)%；标准饲料喂养，换水1次/2 d，换垫料1次/3 d，维持鼠笼清洁。
1.2 试剂与仪器 钻石牌香烟40条，购自河北中烟草公司；白藜芦醇100 g，购自陕西天一生物有限公司；布地奈德雾化混悬液，购自英国阿斯利康制药有限公司；碱性磷酸酶染液，购自南京建成生物工程研究所；水合氯醛、福尔马林、酒精、二甲苯等购自sigma公司。大鼠吸烟装置(JY-01型)，购自石家庄锦阳科技开发公司；AniRes2005肺功能系统，购自北京生物学实验室科技公司；Vevo2100 VisualSonics 超声检测影像系统，购自Canada科技公司；S-888E型超声雾化仪，购自南京道芬电子有限公司；饲养大鼠的饮用水、食物、垫料均购买于河北省实验动物中心。光学显微镜，购自Olympus公司；-80 ℃超低温冰箱(NU-6382E)，购自美国Nuair公司;倒置式生物显微镜，购自Olympus公司；石蜡切片机，购自LEICA公司；石蜡包埋机，购自LEICA公司；BALP检测酶联免疫吸附测定试剂盒，购自RD公司；Hitach 17060自动生化分析仪检测大鼠空腹血糖。
1.3 建模及验证 对45只健康成年SD大鼠构建慢性阻塞性肺疾病合并肺源性心脏病病理模型。建模用烟箱大小为50 cm×40 cm×30 cm，分为上下两层，中间用钢丝网隔开。下层为50 cm×40 cm×10 cm，四侧壁及底层均密闭，底层为可抽出的抽拉式封底；上层为50 cm×40 cm×20 cm，四个侧壁各有3个直径为3 cm的正圆形孔通气孔，顶部无通气孔；将20只香烟平铺于下层烟箱；将SD大鼠置于上层烟箱内被动吸烟1 h，间隔5 h重复1次，2次/d，持续16周[10]。被动吸烟过程中，为预防动物扎堆，间隔3 min敲打烟箱壁1次[11-12]。建模完成后行心脏彩色超声检测,心率、左心室收缩率、最大左心室内压变化速率显著降低；水合氯醛0.3 mL/100 g腹腔注射麻醉，放血处死大鼠。取肺组织，10%福尔马林固定，酒精脱水，二甲苯透明，石蜡包埋，切片，光镜下病理观察显示肺组织局灶性坏死炎症、肺淤血、间质增生、慢性炎细胞浸润，即肺源性心脏病造模成功[13]，45只大鼠均造模成功。
1.4 实验分组 将建模成功后的45只SD大鼠随机分为白藜芦醇组、糖皮质激素组和对照组各15只。白藜芦醇组体重173.8～189.4 g，平均(179.5±4.3) g；糖皮质激素组体重176.4～196.4 g，平均(180.1±3.1) g；对照组体重175.6～185.3 g，平均(179.2±3.5) g。3组体重差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.5 方法 白藜芦醇组给予白藜芦醇治疗30 mg·kg-1·d-1灌胃，1次/d，连续28 d。糖皮质激素组给予布地奈德4 mL(2 mg)+0.9%氯化钠注射液2 mL混合雾化吸入，1次/d，连续28 d。对照组给予0.9%氯化钠注射液2 mL灌胃，1次/d，连续28 d。
1.6 观察指标
1.6.1 肺功能指标 水合氯醛0.3 mL/100 g腹腔注射麻醉大鼠，将其固定于操作台上，暴露大鼠颈部及舌骨下肌群，分离气管和食管并固定。于环状软骨下第二个气管环处切口气管插管并丝线固定。切开食管，灌注少量0.9%氯化钠注射液控制气流流入食管，丝线打结固定。将肺功能检测仪和食管压力传感器探头固定于气管内，基于肺顺应性测定软件分析静脉换能器转换的气道和食管内的信号[14]。肺功能检测指标包括肺顺应性(compliance of lung， CL)、最大呼气流量(peak expiratory flow,PEF)、最大呼气中段流量(maximal mid-expiratory flow curve， MMF)、0.3 s用力呼气容积/用力肺活量比值(forced expiratory volume in first 0.3 second/forced vital capacity,FEV0.3/FVC)，单次监测30 min，连续监测2次计算各参数均值。
1.6.2 心脏功能结构指标 应用Vevo2100 VisualSonics 超声检测影像系统对大鼠进行心脏超声检查。采用标准的左心室长轴切面、五腔心切面进行超声测量，同时记录心电图，以R波顶峰作为舒张末期，以T波末作为收缩期，观察心脏形态、室璧运动幅度及收缩期增厚率，测定左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)、左心室舒张末期内径(left ventricular end diastolic diameter,LVEDD)、室间隔厚度(interventricular septal thickness,IVST)和左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness,LVPWT)[15]。放血处死大鼠，完整取出心脏，去除左右心房组织和血管组织，由室间隔边缘完整剪下右心室，用滤纸吸干水分及血液，称重右心室游离壁质量、左心室和室间隔质量，计算右心室/(左心室+室间隔)[right ventricle/(left ventricular+interventricular septum)]比值[16]。
1.6.3 不良反应发生情况 抽取大鼠内眦静脉血，分离血清检测血清骨特异性碱性磷酸酶和空腹血糖水平。观察3组骨质疏松[17]、血糖升高[18]等不良反应发生情况。
1.7 统计学方法 应用SPSS 11.6统计软件处理数据。计量资料比较采用配对t检验、单因素方差分析和SNK-q检验；计数资料比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 3组肺功能指标比较 干预前，3组CL、PEF 、MMF、FEV0.3/FVC水平差异无统计学意义(P>0.05)。干预后，3组CL、PEF 、MMF水平均低于干预前，FEV0.3/FVC水平高于干预前；白藜芦醇组CL、PEF 、MMF、FEV0.3/FVC水平高于糖皮质激素组和对照组，糖皮质激素组CL、PEF 、MMF、FEV0.3/FVC水平高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。
表1 3组干预前后肺功能指标比较
Table 1 Comparison of pulmonary function indexes among three groups before and after intervention
组别 CL(mL/cmH2O)干预前干预后PEF(L/S)干预前干预后MMF(L/S)干预前干预后FEV0.3/FVC(%)干预前干预后白藜芦醇组 0.49±0.050.47±0.09*7.32±0.857.21±0.32*5.72±0.185.57±0.06*72.54±6.3984.26±4.29*糖皮质激素组0.48±0.010.42±0.04*#7.31±0.817.04±0.19*#5.69±0.075.43±0.12*#73.20±8.6781.73±2.17*#对照组 0.50±0.020.38±0.01*#△7.26±0.186.85±0.22*#△5.75±0.215.31±0.03*#△71.28±11.4972.48±5.26*#△F值 1.5009.3360.0227.8090.49740.3170.17234.077P值 0.234<0.0010.977 0.0010.612<0.0010.842<0.001
*P值<0.05与干预前比较(配对t检验) #P值<0.05与白藜芦醇组比较 △P值<0.05与糖皮质激素组比较(SNK-q检验)
2.2 3组心脏功能结构指标比较 干预前，3组LVEF、LVEDD、IVST、LVPWT、右心室游离壁质量、左心室+室间隔质量、RV/(LV+S)差异无统计学意义(P>0.05)；干预后，3组LVEF、LVEDD、IVST、LVPWT、右心室游离壁质量、左心室+室间隔质量、RV/(LV+S)均高于干预前，白藜芦醇组LVEF高于糖皮质激素组和对照组，LVEDD、IVST、LVPWT、右心室游离壁质量、左心室+室间隔质量、RV/(LV+S)低于糖皮质激素组和对照组，糖皮质激素组LVEF高于对照组，LVEDD、IVST、LVPWT、右心室游离壁质量、左心室+室间隔质量、RV/(LV+S)低于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。
表2 3组干预前后心脏功能结构指标比较
Table 2 Comparison of cardiac function and structure indexes among three groups before and after intervention
组别 LVEF(%)干预前干预后LVEDD(cm)干预前干预后IVST(mm)干预前干预后LVPWT(mm)干预前干预后白藜芦醇组 72.36±3.7080.31±2.01*8.85±0.609.15±0.42*2.26±0.392.43±0.07*2.66±0.272.76±0.06*糖皮质激素组71.35±3.4975.49±7.13*#8.88±0.439.56±0.47*#2.16±0.232.66±0.05*#2.50±0.302.87±0.16*#对照组 70.08±4.3871.17±4.17*#△9.02±0.289.98±0.43*#△2.37±0.282.90±0.02*#△2.71±0.592.99±0.02*#△F值 1.30313.0180.64113.3121.751318.6531.05920.118P值 0.282<0.0010.531<0.0010.186<0.0010.355<0.001组别 右心室游离壁质量(mg)干预前干预后左心室+室间隔质量(mg)干预前干预后RV/(LV+S)干预前干预后白藜芦醇组 135.27±10.22160.23±18.23*788.19±34.10816.60±12.42*0.17±0.020.19±0.02*糖皮质激素组146.42±20.46173.50±20.47*#777.69±31.30831.28±24.71*#0.18±0.010.21±0.03*#对照组 138.52±16.95188.04±25.86*#△788.30±18.29855.30±26.85*#△0.19±0.030.24±0.03*#△F值 1.8266.2210.67411.7501.07112.954P值 0.1730.0040.514<0.0010.351<0.001
*P值<0.05与干预前比较(配对t检验) #P值<0.05与白藜芦醇组比较 △P值<0.05与糖皮质激素组比较(SNK-q检验)
2.3 3组不良反应发生率比较 糖皮质激素组总不良反应发生率高于白藜芦醇组和对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。
表3 3组不良反应发生率比较
Table 3 Comparison of the incidence of adverse reactions among three groups (n=15，例数，%)
组别 骨质疏松 血糖升高总不良反应白藜芦醇组 2(13.3)2(13.3)4(26.7)糖皮质激素组6(40.0)7(46.7)13(86.7)*对照组 2(13.3)3(20.0)5(33.3)#χ2值 12.984P值 <0.001
*P值<0.05与白藜芦醇组比较 #P值<0.05与糖皮质激素组比较(χ2检验)
3 讨 论
近年有学者对我国40岁以上成年人进行调查，结果显示40岁以上成年人慢性阻塞性肺疾病发病率为8.2%[19]。随着我国老龄化进程的加速，老年人口比例急剧增加，慢性阻塞性肺疾病患者基数较大，导致肺源性心脏病严重者较多，影响社会生产力，已成为较为重要的公共卫生问题，临床急需寻找有效控制病情进展的治疗方案[20]。
白藜芦醇是存在于植物中的阳光紫外线照射下产生的多酚类化合物，植物主要有葡萄、花生、松树、藜芦、桑葚、虎杖等[9]；白藜芦醇有广泛抗炎、抗氧化、清除自由基、抗肿瘤、抗血小板、抗动脉硬化及免疫调节作用，临床药用价值较大，是临床药物研发的新的研究领地。白藜芦醇可抑制机体各种炎性反应,曹曼等[7]报道白藜芦醇降低小鼠一氧化氮(nitric oxide，NO)含量，可以与钙结合，刺激前列腺素E2合成，激活ATP敏感性钾通道，改善哮喘炎性反应。白藜芦醇可逆转肺纤维化，李利华等[8]报道白藜芦醇可能通过调节转化生长因子β1(transforming growth factor-β1， TGF-β1)，从而阻断TGF-β1/解聚蛋白样金属蛋白酶1信号转导通路，减少成纤维细胞增殖、分化，抑制Ⅰ型胶原蛋白合成，减少细胞外基质在肺间质及肺泡间过度沉积，逆转肺纤维化发展。白藜芦醇可降低肺动脉高压，栗青等[21]研究报道白藜芦醇可以通过升高NO合成酶、NO的生物利用度，降低NO合成酶、氧化氮代谢产物1等提升内皮细胞功能；减少血小板衍生生长因子α/β、核因子κB及细胞外调节蛋白激酶等的表达，减少血管重构和增殖；还可以通过离子通道(钙通道、钾通道等)的调节，改善血管舒缩功能，且抑制炎症细胞因子反应，达到降低肺动脉高压的目的。白藜芦醇可提高呼吸肌力量，增加呼吸效率，李玉屏[22]研究报道慢性阻塞性肺疾病患者经常发生肌肉萎缩，呼吸肌力量逐渐减弱，体重降低，抵抗力低下。线粒体功能障碍与肌肉萎缩相关，线粒体靶向营养素可有效防止肌肉萎缩。白藜芦醇作为线粒体的营养素可以有效逆转地塞米松诱导的线粒体功能障碍和肌管萎缩，增加肌肉活动强度，提升呼吸效率。基于以上研究，认为白藜芦醇可能是控制慢性阻塞性肺疾病进展的新型有效药物，本研究观察白藜芦醇对慢性阻塞性肺疾病并发肺源性心脏病对肺功能和心脏功能结构的影响。
本研究以成年雄性SD大鼠为研究对象，构建慢性阻塞性肺疾病并发肺源性心脏病的病理模型。吸烟为慢性阻塞性肺疾病的主要危险因素，烟草中含有焦油、尼古丁、氢氰酸等化学物质，可损伤气道上皮，影响纤毛运动，促使支气管黏液腺和杯状细胞增生肥大，黏液分泌增多，气道净化能力降低，氧自由基生成增多，诱导中性粒细胞释放蛋白酶，破坏弹力纤维，诱发肺气肿形成[23]。吸烟量越大、吸烟时间越长、开始吸烟时间越早，患慢性阻塞性肺疾病的危险越大。
本研究以香烟为暴露因素，制作SD大鼠慢性阻塞性肺疾病并发肺源性心脏病的病理模型。建模成功后，随机分为白藜芦醇组、激素组及对照组。比较3组干预措施对慢性阻塞性肺疾病并发肺源性心脏病的病情控制效果。治疗后，3组CL、PEF 、MMF水平均低于干预前，FEV0.3/FVC水平高于干预前；白藜芦醇组CL、PEF 、MMF、FEV0.3/FVC水平高于糖皮质激素组和对照组，糖皮质激素组CL、PEF 、MMF、FEV0.3/FVC水平高于对照组(P<0.05)。证实相较于对照组和激素组，白藜芦醇可改善慢性阻塞性肺疾病并发肺源性心脏病的肺功能。3组LVEF、LVEDD、IVST、LVPWT、右心室游离壁质量、左心室+室间隔质量、RV/(LV+S)均高于干预前，白藜芦醇组LVEF高于糖皮质激素组和对照组，LVEDD、IVST、LVPWT、右心室游离壁质量、左心室+室间隔质量、RV/(LV+S)低于糖皮质激素组和对照组，糖皮质激素组LVEF高于对照组，LVEDD、IVST、LVPWT、右心室游离壁质量、左心室+室间隔质量、RV/(LV+S)低于对照组(P<0.05)。证实相较于对照组和激素组，白藜芦醇可延缓慢性阻塞性肺疾病并发肺源性心脏病的心功能和心脏结构破坏恶化进展速度。糖皮质激素组总不良反应发生率高于白藜芦醇组和对照组(P<0.05)。证实白藜芦醇组可避免激素用药的严重不良反应，且无其他不良反应发生，具有较好的安全性。
综上所述，白藜芦醇可改善慢性阻塞性肺疾病并发肺源性心脏病SD大鼠的肺功能、延缓心脏功能及结构恶化速度，改善预后，可避免糖皮质激素引起的高血糖、骨质疏松等严重不良反应，兼具有效性和安全性；白藜芦醇的上述作用机制尚待进一步研究证实，以期为慢性阻塞性肺疾病并发肺源性心脏病的治疗提供更为有效的临床依据，改善生活质量和预后。
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