被动吸烟致大鼠肺损伤及其对细胞因子的影响
作者：庞宝森 王辰 翁心植 唐小奈 张洪玉 牛淑杰 毛燕玲 辛平 黄秀霞 张海燕
单位：庞宝森(100020 北京红十字朝阳医院)；王辰(100020 北京红十字朝阳医院)；翁心植(100020 北京红十字朝阳医院)；唐小奈(100020 北京红十字朝阳医院)；张洪玉(100020 北京红十字朝阳医院)；牛淑杰(100020 北京红十字朝阳医院)；毛燕玲(100020 北京红十字朝阳医院)；辛平(100020 北京红十字朝阳医院)；黄秀霞(100020 北京红十字朝阳医院)；张海燕(100020 北京红十字朝阳医院)
关键词：烟草烟污染；一氧化氮；肺疾病；细胞活素类
被动吸烟致大鼠肺损伤及其对细胞因子的影响 摘 要：目的 观察长期被动吸烟所致大鼠肺损伤情况及其对体内一氧化氮、白细胞介素-6、8(IL-6、IL-8)影响作用如何。方法 采用生化分光光度法测定NO-2/NO-3含量，代表大鼠体内NO水平。用酶联免疫标记法测定IL-6、IL-8含量。结果 单纯吸烟组，血清、支气管肺泡灌洗液、肺组织中的NO含量均明显低于正常对照组。 IL-6、IL-8含量均高于正常对照组。结论 长期被动吸烟可引成肺组织一定程度的损伤，并使肺组织内皮细胞分泌NO减少，肺血管受到一定的损伤。
, 百拇医药
Lung injury caused by passive smoking and its effects on cytokines in rats
PANG Baosen, WANG Chen, WENG Xinzhi, et al.
Red Cross Chaoyang Hospital, Beijing 100020, China
Abstract：Objective A rat model with chronic bronchitis was replicated by passive inhalation of cigarette smoking fume to study its long-term effects on lung injury and nitric oxide(NO), interluekin-6 (IL-6), interleukin-8 (IL-8). Methods Levels of nitrogen dioxide (NO2) and nitrogen trioxide (NO3) were measured with spectrophotometry in rats indicating their level of nitric oxide (NO). Levels of IL-6 and IL-8 were determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Results Levels of NO in serum, bronchial alveolar lavage fluid (BALF) and lung tissue in the smoking group were significantly lower than those in the normal controls (P<0.01). But, levels of IL-6 and IL-8 were higher in the smoking group than those in the controls. Conclusion Long-term passive smoking could cause injury of lung tissue to certain extent, reduction in secretion of NO in endothelial cells and damage to pulmonary vessels.
, 百拇医药
Key words：Tobacco smoke;Nitric oxide;Lung,diseases;Cytokines
吸烟是慢性阻塞性肺疾病(COPD)的重要致病因素之一[1，2]。但其引起COPD的机理尚不完全清楚，除了易感因素之外，还存在许多吸烟造成肺损伤的机制需要探索和深入的研究。目前，有关长期被动吸烟对体内NO、IL-6、IL-8含量的影响尚未见报道。现将本项研究结果报告如下。
材料与方法
1.大鼠慢支模型的复制与分组：实验动物选用Wistar雄性大鼠，体重230～300 g(购于首都医科大学动物中心)。①正常对照组，15只，不做任何处理。②单纯吸烟组，15只。
2.香烟：由北京市烟草专卖局提供的北京卷烟厂生产的金健牌香烟。
, http://www.100md.com
3.方法：慢性支气管炎模型复制：将大鼠放入80 cm×60 cm×58 cm的有机玻璃制成的染毒箱内。每天吸烟2次，每次16支，每次间隔4 h，每次30 min，连续吸烟75 d。
4.光镜标本制备：于吸烟实验结束次日，各组随机取大鼠5只，取相同部位肺组织，用4%甲醛固定，送病理科，由专业人员做病理切片，光镜观察肺组织病理变化情况。
5.各项指标检测：NO检测采用生化分光光度法测定NO-2/NO-3含量，表示大鼠体内NO水平。IL-6、IL-8检测，采用酶联免疫酶标法。
6.10%肺匀浆制备：取各组大鼠右肺组织1 g，用冷盐水制备成10%的肺匀浆(匀浆器为宁波新芝科器研究所生产的DY-891型匀浆器)。
7.支气管肺泡灌洗液的制备：将大鼠剖胸取肺，用生理盐水洗去表面血渍，从气管缓缓注入15 ml冷盐水，反复抽吸3次，最终回收量可达10 ml，4℃离心(1 500 r/min,15 min)取上清做液体成分检测。
, 百拇医药
8.统计处理：实验数据以
±s表示，用t检验判定两组均数差异有显著性。
结果
1.光镜观察：光镜所见大鼠慢支的组织病理学改变与文献报道相近[3]。光镜观察单纯吸烟组，肺内细支气管、终末细支气管均出现不同程度的慢性炎性细胞和中性粒细胞浸润；黏膜上皮细胞严重受损，纤毛细胞变性、坏死；杯状细胞增生，肺边缘可见支气管扩张，肺泡壁也明显扩张，呈现明显的肺气肿。
2.各项检测指标变化情况见表1、表2、表3。
表1 各组大鼠血清IL-6、IL-8、NO变化情况(±s，n=15)
, 百拇医药
组别
IL-6 (ng/L)
IL-8 (ng/L)
NO (μmol/L)
正常对照组
260±3
110±1
11.6±2.6
单纯吸烟组
480±3*
330±6**
4.0±1.1*
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单纯吸烟组与正常对照组比较，* P<0.01，** P<0.05
表2 各组大鼠支气管肺泡灌洗液中IL-6、IL-8、NO变化情况(±s，n=15)
组别
IL-6 (ng/L)
IL-8 (ng/L)
NO (μmol/L)
正常对照组
280±1
, 百拇医药
110±1
8.6±1.3
单纯吸烟组
1 060±1*
240±3*
4.6±1.0*
单纯吸烟组与正常对照组比较，* P<0.01
表3 各组大鼠肺组织中IL-6、IL-8、NO变化情况(±s，n=15)
, 百拇医药
组别
IL-6 (ng/L)
IL-8 (ng/L)
NO (μmol/L)
正常对照组
300±6
160±3
9.8±1.2
单纯吸烟组
1 040±7*
1 100±20*
4.2±0.6*
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单纯吸烟组与正常对照组比较，* P<0.01
讨论
现已公认，吸烟为慢性阻塞性肺疾病(COPD)的最主要的致病因素。吸烟能使支气管上皮纤毛变短，不规则，纤毛运动发生障碍、能削弱肺泡吞噬细胞的吞噬、灭菌作用。降低局部及全身免疫力，能引起支气管痉挛，增加气道阻力，从而形成COPD的病理过程。但是目前吸烟引起COPD发生的机理，还不十分清楚。一氧化氮(NO)是近年来发现的具有多种生理功能的化学分子，它可以松弛血管平滑肌、抑制血小板聚集，参与记忆过程、细胞毒效应和免疫调节作用等。尤其是NO产生异常与许多种疾病的发生与发展有关[4]。当前吸烟对机体内NO含量的影响，国内外报道不一。目前有学者认为烟草中的有害物质可以造成血管内皮结构的严重破坏，长期吸烟者血管内皮细胞合成和释放NO减少[5]。本项研究表明，长期吸烟形成慢性支气管炎的大鼠模型，其血液中、肺组织中NO含量均明显低于正常对照组。在临床COPD形成过程中NO起着重要的病生理作用，吸烟可以引起肺血管收缩和肺动脉高压[6]。此项研究表明NO的合成和释放减少是形成COPD的重要因素之一。
, 百拇医药
IL-6、IL-8是近年来发现的具有多种功能的细胞因子，有广泛的生物学活性，在机体免疫应答、炎症反应、肿瘤免疫中起重要作用，并与其他细胞因子相互协调，共同构成复杂的细胞因子网络。它的合成和分泌异常与多种疾病有关。
IL-6是一种具有多种生物学活性的细胞因子，它是重要的炎症介质，可以导致机体一系列免疫、病理损害[7]。IL-8是近年来发现的一种对炎性细胞具有趋化作用的细胞因子，在炎症反应及变态反应中具有重要的调节作用。有关吸烟对这两种细胞因子含量的影响，目前尚未见报道，本项研究表明，吸烟大鼠的血液和肺组织中IL-6、IL-8含量均明显增高，提示这两种细胞因子均参与了吸烟引起的大鼠肺损伤过程。
本项研究表明，长期吸烟可以使NO合成和释放减少，并使IL-6、IL-8炎性介质的分泌，造成机体内氧化与抗氧化失衡。提示这些病理变化过程，可能是COPD发生的重要因素之一。本项研究为临床预防COPD的发生提供了一定的科学依据。
, http://www.100md.com
参考文献
[1]Higgins M.Epidemiology of COPD. State of the art.Chest,1984,85 Suppl 6: 3S-8S.
[2]王强.β-胡萝卜素增强细胞间隙连接通讯与抑制癌变.国外医学卫生学分册，1998，25：77-79.
[3]任勃，马淑扬，甘萍.β-胡萝卜素对吸烟所致小鼠慢性支气管炎的影响.中国病理生理杂志，1996，12：81-84.
[4]McCall T, Vallance P. Nitric oxide takes centre-stage with newly defined roles . Trends Pharmacol Sci,1992,13:1-6.
[5]Morohave T,Kogiyma K, Ohgushi M,et al. Cigarette smoke extract contracts isolated porceine comnary arteries by superoxide anion-mediliated degralation of EDRF. Am J Physiod, 1994,266:874-876.
[6]王迪浔.吸烟引起的肺血管反应性变化.中华结核和呼吸杂志，1991，14：267-268.
[7]刘林英.内毒素所致急性肺损伤大鼠白细胞介素-6含量改变.中国病理生理杂志，1997，13：729-731.
收稿日期：1999-08-18, 百拇医药
单位：庞宝森(100020 北京红十字朝阳医院)；王辰(100020 北京红十字朝阳医院)；翁心植(100020 北京红十字朝阳医院)；唐小奈(100020 北京红十字朝阳医院)；张洪玉(100020 北京红十字朝阳医院)；牛淑杰(100020 北京红十字朝阳医院)；毛燕玲(100020 北京红十字朝阳医院)；辛平(100020 北京红十字朝阳医院)；黄秀霞(100020 北京红十字朝阳医院)；张海燕(100020 北京红十字朝阳医院)
关键词：烟草烟污染；一氧化氮；肺疾病；细胞活素类
被动吸烟致大鼠肺损伤及其对细胞因子的影响 摘 要：目的 观察长期被动吸烟所致大鼠肺损伤情况及其对体内一氧化氮、白细胞介素-6、8(IL-6、IL-8)影响作用如何。方法 采用生化分光光度法测定NO-2/NO-3含量，代表大鼠体内NO水平。用酶联免疫标记法测定IL-6、IL-8含量。结果 单纯吸烟组，血清、支气管肺泡灌洗液、肺组织中的NO含量均明显低于正常对照组。 IL-6、IL-8含量均高于正常对照组。结论 长期被动吸烟可引成肺组织一定程度的损伤，并使肺组织内皮细胞分泌NO减少，肺血管受到一定的损伤。
, 百拇医药
Lung injury caused by passive smoking and its effects on cytokines in rats
PANG Baosen, WANG Chen, WENG Xinzhi, et al.
Red Cross Chaoyang Hospital, Beijing 100020, China
Abstract：Objective A rat model with chronic bronchitis was replicated by passive inhalation of cigarette smoking fume to study its long-term effects on lung injury and nitric oxide(NO), interluekin-6 (IL-6), interleukin-8 (IL-8). Methods Levels of nitrogen dioxide (NO2) and nitrogen trioxide (NO3) were measured with spectrophotometry in rats indicating their level of nitric oxide (NO). Levels of IL-6 and IL-8 were determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Results Levels of NO in serum, bronchial alveolar lavage fluid (BALF) and lung tissue in the smoking group were significantly lower than those in the normal controls (P<0.01). But, levels of IL-6 and IL-8 were higher in the smoking group than those in the controls. Conclusion Long-term passive smoking could cause injury of lung tissue to certain extent, reduction in secretion of NO in endothelial cells and damage to pulmonary vessels.
, 百拇医药
Key words：Tobacco smoke;Nitric oxide;Lung,diseases;Cytokines
吸烟是慢性阻塞性肺疾病(COPD)的重要致病因素之一[1，2]。但其引起COPD的机理尚不完全清楚，除了易感因素之外，还存在许多吸烟造成肺损伤的机制需要探索和深入的研究。目前，有关长期被动吸烟对体内NO、IL-6、IL-8含量的影响尚未见报道。现将本项研究结果报告如下。
材料与方法
1.大鼠慢支模型的复制与分组：实验动物选用Wistar雄性大鼠，体重230～300 g(购于首都医科大学动物中心)。①正常对照组，15只，不做任何处理。②单纯吸烟组，15只。
2.香烟：由北京市烟草专卖局提供的北京卷烟厂生产的金健牌香烟。
, http://www.100md.com
3.方法：慢性支气管炎模型复制：将大鼠放入80 cm×60 cm×58 cm的有机玻璃制成的染毒箱内。每天吸烟2次，每次16支，每次间隔4 h，每次30 min，连续吸烟75 d。
4.光镜标本制备：于吸烟实验结束次日，各组随机取大鼠5只，取相同部位肺组织，用4%甲醛固定，送病理科，由专业人员做病理切片，光镜观察肺组织病理变化情况。
5.各项指标检测：NO检测采用生化分光光度法测定NO-2/NO-3含量，表示大鼠体内NO水平。IL-6、IL-8检测，采用酶联免疫酶标法。
6.10%肺匀浆制备：取各组大鼠右肺组织1 g，用冷盐水制备成10%的肺匀浆(匀浆器为宁波新芝科器研究所生产的DY-891型匀浆器)。
7.支气管肺泡灌洗液的制备：将大鼠剖胸取肺，用生理盐水洗去表面血渍，从气管缓缓注入15 ml冷盐水，反复抽吸3次，最终回收量可达10 ml，4℃离心(1 500 r/min,15 min)取上清做液体成分检测。
, 百拇医药
8.统计处理：实验数据以
±s表示，用t检验判定两组均数差异有显著性。结果
1.光镜观察：光镜所见大鼠慢支的组织病理学改变与文献报道相近[3]。光镜观察单纯吸烟组，肺内细支气管、终末细支气管均出现不同程度的慢性炎性细胞和中性粒细胞浸润；黏膜上皮细胞严重受损，纤毛细胞变性、坏死；杯状细胞增生，肺边缘可见支气管扩张，肺泡壁也明显扩张，呈现明显的肺气肿。
2.各项检测指标变化情况见表1、表2、表3。
表1 各组大鼠血清IL-6、IL-8、NO变化情况(
±s，n=15), 百拇医药
组别
IL-6 (ng/L)
IL-8 (ng/L)
NO (μmol/L)
正常对照组
260±3
110±1
11.6±2.6
单纯吸烟组
480±3*
330±6**
4.0±1.1*
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单纯吸烟组与正常对照组比较，* P<0.01，** P<0.05
表2 各组大鼠支气管肺泡灌洗液中IL-6、IL-8、NO变化情况(
±s，n=15)组别
IL-6 (ng/L)
IL-8 (ng/L)
NO (μmol/L)
正常对照组
280±1
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110±1
8.6±1.3
单纯吸烟组
1 060±1*
240±3*
4.6±1.0*
单纯吸烟组与正常对照组比较，* P<0.01
表3 各组大鼠肺组织中IL-6、IL-8、NO变化情况(
±s，n=15), 百拇医药
组别
IL-6 (ng/L)
IL-8 (ng/L)
NO (μmol/L)
正常对照组
300±6
160±3
9.8±1.2
单纯吸烟组
1 040±7*
1 100±20*
4.2±0.6*
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单纯吸烟组与正常对照组比较，* P<0.01
讨论
现已公认，吸烟为慢性阻塞性肺疾病(COPD)的最主要的致病因素。吸烟能使支气管上皮纤毛变短，不规则，纤毛运动发生障碍、能削弱肺泡吞噬细胞的吞噬、灭菌作用。降低局部及全身免疫力，能引起支气管痉挛，增加气道阻力，从而形成COPD的病理过程。但是目前吸烟引起COPD发生的机理，还不十分清楚。一氧化氮(NO)是近年来发现的具有多种生理功能的化学分子，它可以松弛血管平滑肌、抑制血小板聚集，参与记忆过程、细胞毒效应和免疫调节作用等。尤其是NO产生异常与许多种疾病的发生与发展有关[4]。当前吸烟对机体内NO含量的影响，国内外报道不一。目前有学者认为烟草中的有害物质可以造成血管内皮结构的严重破坏，长期吸烟者血管内皮细胞合成和释放NO减少[5]。本项研究表明，长期吸烟形成慢性支气管炎的大鼠模型，其血液中、肺组织中NO含量均明显低于正常对照组。在临床COPD形成过程中NO起着重要的病生理作用，吸烟可以引起肺血管收缩和肺动脉高压[6]。此项研究表明NO的合成和释放减少是形成COPD的重要因素之一。
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IL-6、IL-8是近年来发现的具有多种功能的细胞因子，有广泛的生物学活性，在机体免疫应答、炎症反应、肿瘤免疫中起重要作用，并与其他细胞因子相互协调，共同构成复杂的细胞因子网络。它的合成和分泌异常与多种疾病有关。
IL-6是一种具有多种生物学活性的细胞因子，它是重要的炎症介质，可以导致机体一系列免疫、病理损害[7]。IL-8是近年来发现的一种对炎性细胞具有趋化作用的细胞因子，在炎症反应及变态反应中具有重要的调节作用。有关吸烟对这两种细胞因子含量的影响，目前尚未见报道，本项研究表明，吸烟大鼠的血液和肺组织中IL-6、IL-8含量均明显增高，提示这两种细胞因子均参与了吸烟引起的大鼠肺损伤过程。
本项研究表明，长期吸烟可以使NO合成和释放减少，并使IL-6、IL-8炎性介质的分泌，造成机体内氧化与抗氧化失衡。提示这些病理变化过程，可能是COPD发生的重要因素之一。本项研究为临床预防COPD的发生提供了一定的科学依据。
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参考文献
[1]Higgins M.Epidemiology of COPD. State of the art.Chest,1984,85 Suppl 6: 3S-8S.
[2]王强.β-胡萝卜素增强细胞间隙连接通讯与抑制癌变.国外医学卫生学分册，1998，25：77-79.
[3]任勃，马淑扬，甘萍.β-胡萝卜素对吸烟所致小鼠慢性支气管炎的影响.中国病理生理杂志，1996，12：81-84.
[4]McCall T, Vallance P. Nitric oxide takes centre-stage with newly defined roles . Trends Pharmacol Sci,1992,13:1-6.
[5]Morohave T,Kogiyma K, Ohgushi M,et al. Cigarette smoke extract contracts isolated porceine comnary arteries by superoxide anion-mediliated degralation of EDRF. Am J Physiod, 1994,266:874-876.
[6]王迪浔.吸烟引起的肺血管反应性变化.中华结核和呼吸杂志，1991，14：267-268.
[7]刘林英.内毒素所致急性肺损伤大鼠白细胞介素-6含量改变.中国病理生理杂志，1997，13：729-731.
收稿日期：1999-08-18, 百拇医药