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编号:10249536
活血化瘀中药对内毒素性休克内皮细胞的保护作用
http://www.100md.com 《中国中西医结合急救杂志》 2000年第6期
     作者:杨海贤 白景文 张宏 赵刚 侯卫 于学宽 沈伟 郭小红

    单位:天津医科大学电镜测试中心,天津 300070

    关键词:活血化瘀药;休克;内毒素性;内皮细胞;形态计测;电镜;中医药

    中国中西医结合急救杂志000614 摘要:目的:探讨活血化瘀中药对内毒素性休克大鼠肺微血管内皮细胞的保护作用。方法:选Wistar大鼠,随机平分为对照组、模型组(LPS)、地塞米松治疗组(Dex)和活血化瘀中药治疗组(AMRS)。电镜观察内皮细胞的超微结构改变,用电脑图像分析系统进行形态计测及肺微血管通透性指数(PMPI)和循环内皮细胞(CEC)数量的测定。结果:AMRS组与LPS组比较内皮细胞厚度极明显减小(P<0.001),胞饮泡体密度、细胞表面破损线密度、PMPI及CEC数量均有明显差异(P<0.01或P<0.05)。AMRS组与Dex组比,上述大多数指标有显著差异(P均<0.05),微血管内血小板聚集、纤维素沉着和白细胞粘附内皮细胞现象也明显减少。结论:在内毒素性休克中,活血化瘀中药在超微结构水平上能够改善、修复受损的内皮细胞,证实对内皮细胞具有保护作用。
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    中图分类号:R285.5;R631.4 文献标识码:A

    文章编号:1008-9691(2000)06-0343-03

    Protective effect of activating microcirculation and removing stasis medicinal herbs on the endothelial cells in endotoxin shock

    YANG Hai-xian,BAI Jing-wen,ZHANG Hong,et al.

    (Tianjin Medical University,Tianjin 300070)

    Abstract:Objective:To study protective effect of activating microcirculation and removing stasis medicinal herbs in the microvascular endothelial cells of lung in endotoxin shock.Methods:Wistar rats were divided randomly into four groups:control group (NS),endotoxin shock group (LPS),dexamethasone treatment group (Dex),and activating microcirculation and removing stasis medicinal herbs treatment group (AMRS).Electron microscope and computerized image analysis system were used to assess the ultrastructural lesion of microvascular endothelial cells of lung,quantitatively.The pulmonary microvascular permeability index (PMPI) and circulating endothelial cells (CEC) were measured respectively.Results:In comparison between AMRS and LPS group the thickness of endothelial was significantly reduced (P<0.001).AMRS group compared with LPS group disclosed very significant or significant differences in the pinocytotic vasicles volume density (VD),the destructive length density (LD) on cell surface,PMPI,and the amount of CEC (P<0.01 or P<0.05).In AMRS group compared with Dex group there were differences in most above-mentioned indexes (all P<0.05),meanwhile the platelets aggregations,fibrin depositions and adherences of neutrophils on endothelial cells within the microvascular lumens,and all of the changes were greatly decreased.Conclusions:Ultrastructurally,AMRS appears to be able to improve and heal the damaged endothelial cells,so that is possesses the protective effects on endothelial cells in endotoxin shock.
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    Key words:activating microcirculation and removing stasis medicinal herbs;endotoxin shock;endothelial cell;morphometry;electron microscopy;traditional Chinese medicine

    内毒素性休克的病理过程中,肺微血管内皮细胞功能不良,肿胀、坏死、崩解、脱落,导致肺组织严重损伤,甚至呼吸衰竭。本研究从超微形态改善角度探讨活血化瘀中药对血管内皮细胞的保护作用。

    1 材料与方法

    1.1 动物模型制备与分组:雄性Wistar大鼠(180~220 g)60只,随机平分4组。①正常对照组(NS):经尾静脉注入0.5 ml生理盐水;②模型组(LPS):经尾静脉注入内毒素(LPS,O55 B5,Sigma)4 mg/kg(溶于0.5 ml生理盐水中)[1〕;③地塞米松治疗组(Dex):腹腔注射地塞米松70 mg/kg,1小时后注射LPS(剂量、方法同上),每间隔6小时注射同剂量地塞米松1次,直至动物被处死;④活血化瘀中药治疗组(AMRS):经胃灌注活血化瘀药10 ml/kg,1小时后注射LPS 4 mg/kg,每间隔6小时再给予同剂量AMRS 1次。活血化瘀中药配方:丹参、当归、川芎、黄芪、益母草各10 g,煎制浓缩后浓度为1 kg/L(1 g/ml),分装、灭菌、低温保存。
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    1.2 标本制作:各组随机取存活动物10只,进行以下实验的标本制作。

    1.2.1 电镜标本制作:上述各组动物于注射药物24小时后被处死,分别迅速取左肺下叶组织,2.5%戊二醛多聚甲醛固定,1%四氧化锇后固定,乙醇梯度脱水,Epon812包埋,LKBⅤ超切机切片,JEOL 100CX透射电镜观察。

    1.2.2 内皮细胞形态学计测:各组分别拍摄50帧含内皮细胞的8 300倍电镜照片,应用Mais2000型电脑图像分析系统分别计测胞质厚度(cell thickness,CT)、胞饮泡体密度(volum density,VD)、基底板厚度(basal lamina thickness,BLT)及细胞表面破损的线密度(length density,LD)。计测结果进行统计学处理。

    1.2.3 循环内皮细胞(circulating endothelial cell,CEC)计数:各组于注入药物24小时后,分别从大鼠内眦取血4.5 ml,3.8%枸橼酸钠抗凝,搜集内皮细胞按文献[2〕方法进行,同一标本计数4次,取平均值,以0.9 μl中内皮细胞的个数来表示。
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    1.2.4 肺微血管通透性指数(pulmonary microvascular permeability index,PMPI)测定:各组动物于注入药物同时,即注入伊文思蓝(10 mg/kg,德国Serva公司),24小时后处死动物,测定方法按文献[3〕进行。

    2 结 果

    2.1 电镜观察结果:

    2.1.1 NS组:电镜下肺组织中微血管超微结构正常,血管内皮细胞扁平,线粒体小而少,嵴清晰,粗面内质网窄,核糖体清晰附于内质网膜上。胞质显见特征性的胞饮泡,量少,小而圆,多位于血管腔面。基底板薄而连续。

    2.1.2 LPS组:肺微血管内皮细胞超微结构明显异常,水肿,内有较多的游离水间隙。胞饮泡连续排列于细胞表面和基底面,甚至互相连通,形成穿皮性管(transendothelial channel),或泡充满整个胞浆。线粒体圆,空泡状。粗面内质网膜部分溶解。可见髓磷体。部分内皮细胞坏死,胞质脱落,基底板裸露。血管腔内可见损伤的细胞器、纤维素、血小板聚集及粘附于内皮细胞表面的中性粒细胞。基底板厚薄不一(图1)。
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    图1 LPS组肺病理变化(×7 500)

    2.1.3 Dex组:肺微血管内皮细胞结构有一定程度恢复,水肿减轻,线粒体和粗面内质网的膜溶解较LPS组轻。大多数内皮细胞仍呈水肿状,血管内偶见纤维素凝结、血小板聚集和中性粒细胞贴壁。

    2.1.4 AMRS组:肺微血管超微结构显著好转,绝大多数内皮细胞水肿较轻,线粒体、粗面内质网略扩张。胞质未见明显游离水间隙。少数细胞膜溶解、破损,血管腔见红细胞,偶见中性粒细胞,未见凝结的纤维素。基底板较薄(图2)。

    图2 AMRS组肺病理变化(×7 500)

    上述各组超微形态计测结果见表1。

    2.2 循环内皮细胞计数结果见表2。
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    2.3 肺微血管通透性指数测定结果见表2。

    3 讨 论

    内毒素性休克是以急性微循环障碍为主的临床综合征,内毒素及释放的细胞因子形成瀑布效应(cascade),引起细胞进一步的严重损伤,最终导致多系统功能不良,甚至衰竭[46〕。在这一过程中,微血管内皮细胞是机体的主导系统(master system),是关键的靶细胞(key target cell)[7〕。内皮细胞释放的内皮素(endothelin,ET)、一氧化氮(NO)等细胞因

    表1 各组血管内皮细胞的形态计测(±s) 组别

    动物数(只)

    细胞厚度(μm)
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    胞饮泡体密度

    基底板厚度(nm)

    表面破损线密度

    NS组

    10

    1.95±0.29

    8.50± 1.77

    2.04±0.64

    2.31±1.43

    LPS组

    10
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    4.63±0.64###

    59.75±13.37##

    3.93±1.16##

    25.65±5.51##

    Dex组

    10

    3.67±0.70###*

    37.45± 4.73###**

    3.46±0.78##

, 百拇医药     20.69±2.33###*

    AMRS组

    10

    2.78±0.54#***△

    31.59± 1.74###**△

    3.03±0.35

    18.01±1.81#*△

    注:与NS组比较:P<0.05,##P<0.01;与LPS组比较:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001;与Dex组比较:P<0.05表2 肺微血管通透指数、循环内皮细胞数量(±s) 组别
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    动物数

    (只)

    肺微血管

    通透指数

    循环内皮细胞数量

    (个/0.9 μl)

    NS组

    10

    1.42±0.12

    1.22±0.15

    LPS组

    10
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    2.61±0.40

    5.87±1.68

    Dex组

    10

    2.16±0.23

    4.69±0.67

    AMRS组

    10

    1.82±0.29*

    3.24±0.28*△

    注:与NS组比较:P<0.05;与LPS组比较:*P<0.05;与Dex组比较:P<0.05
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    子网络调控紊乱及超微结构上的严重损伤,导致内皮细胞功能不良(endothelial cell dysfunctions),可能是内毒素性休克过程中难以逆转和恢复的始动、关键环节[8〕。因此,改善和保护微血管内皮细胞形态及功能的完整性,是预防和治疗内毒素性休克的重要着眼点。

    电镜下观察了肺微血管内皮细胞超微结构的改变,并进行形态学计测、微血管通透性指数及循环内皮细胞数量测定,揭示了LPS组肺微血管内皮细胞极严重的损伤,如细胞水肿导致胞质厚度增加、胞饮泡增多;与气血屏障有关的基底板厚度及内皮细胞表面破损程度LD也明显增加;严重时可见内皮细胞坏死脱落,微血管基底板裸露,使肺泡膜面积减少,导致气体弥散障碍。血管腔中可见中性粒细胞与内皮细胞粘附、纤维素及血小板聚集,后者表明微循环已出现了弥散性血管内凝血(DIC)。PMPI及CEC数量(内皮细胞损伤脱落)也显著增加。而中性粒细胞在趋化因子及粘附分子作用下粘附于内皮细胞表面,释放氧自由基、蛋白酶及炎性介质,更加重对内皮细胞和肺组织损伤〔9〕
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    地塞米松具有抗炎性细胞和炎性介质以及降低毛细血管通透性作用〔10〕,还具有保护内皮细胞和肺泡上皮细胞的作用〔1〕,临床上经常应用。本实验所见Dex组的内皮细胞超微结构已有所恢复,表1显示内皮细胞的水肿程度(CT)和内皮细胞表面破损程度(LD)与LPS组比较有好转,而胞饮泡VD明显少于LPS组。BLT、PMPI及CEC数量与LPS组比较虽无差异,但从超微结构特征和计量上显示有好转倾向。

    据报道,活血化瘀类药物对于大量的急、慢性病均有明确的防治效果〔11〕,其机制有待进一步探索。在AMRS组中,内皮细胞的水肿程度与LPS组比较有极明显差异,而胞饮泡VD、细胞表面破损LD、PMPI和CEC数量均有明显差异或差异,仅BLT未显示差异。这组动物与Dex组比较,计测的指标大多数均有差异,如:CT、胞饮泡VD、细胞表面破损LD及CEC数量。表明活血化瘀中药确实能够明显改善受损的微血管内皮细胞的超微形态和功能,对内毒素性休克中肺微血管内皮细胞有保护作用,已无可争议。
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    内皮细胞损伤是微循环紊乱的始动因素,没有内皮细胞的损伤即没有细胞因子所致的网络调节紊乱,也没有内皮细胞与白细胞的接触及炎性介质的释放,导致的多系统功能不良和衰竭的后果。因此,保护内皮细胞的结构和功能的完整,是内毒素性休克防治的首要措施,而活血化瘀中药的应用是有重要意义和价值的。

    基金项目:天津市自然科学基金资助项目(No.983609011)

    作者简介:杨海贤(1942-),女(回族),辽宁省沈阳市人,教授。长期从事超微病理学教学、科研及电镜诊断工作。曾主持和参加国家自然科学基金、市、局级科研、教学的研究课题。已发表科研及教学研究论文30余篇,专著及教材共4部,并获得国家“六五”科技攻关二等奖、市级科学进步二等奖及局级科技进步一等奖。

    参考文献:

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    [2]陈小容,邹霞英,辛达临.循环内皮细胞检测在缺氧肺血管内皮细胞损伤中的意义.中华结核和呼吸杂志,1996,19(2):78-80.

    [3]孙耕耘,毛宝龄,吕宝璋.大鼠内毒素性肺损伤中肺α1和β受体的变化.中国病理生理杂志,1993,9(5):622-626.

    [4]Deitch E A.Multiple organ failure:pathophysiology and potential therapy.Ann Surg,1992,216:117-120.

    [5]Mcmillen M A,Huribal M,Sumpio B.Common pathway of endothe-lialleukocyte interaction in shock,ischemia and reperfusion.Am J Surg,1993,166:557-559.
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    [6]次秀丽,王宝恩,张淑文,等.肿瘤坏死因子和内毒素致大鼠肠粘膜屏障损伤的中药治疗研究.中国危重病急救医学,1999,11(5):263-265.

    [7]姜勇.内毒素激活内皮细胞的信号机制的研究进展.中华医学杂志,1999,79(1):76-78.

    [8]龙海波,张训,侯凡凡.内皮素休克兔循环血一氧化氮和内皮素1的动态观察.中国危重病急救医学,1998,10(10):614-617.

    [9]Uchiba M,Okajima K,Murakami K C.Endotox-ininduced pulmonary vascular injury is mainly mediated by actvated neutrophils in rats.Thromb Res,1995,78:117-125.

    [10] Meduri G U.The role of the host defence response in the progression and outcome of ARDS:pathophysiological correlations and response to glucocorticoid treatment.Euro Respir J,1996,9:2650-2670.

    [11]崔乃杰,刘兵,白景文,等主编.实用危重病急救医学.第1版.天津:天津科技翻译出版公司,1993.360-370.

    (收稿日期:2000-10-13 修回日期:2000-11-09), http://www.100md.com