肺气肿肺气虚证模型大鼠血液流变学实验研究
作者：刘向国，方志斌，蔡圣荣，王元勋
摘 要：目的：观察肺气肿肺气虚证模型大鼠血液流变学的变化，探讨其在肺气肿肺气虚证发病中的作用机制。方法：将90只SD大鼠随机分为对照1个月、2个月、3个月组和模型 1个月、2个月、3个月组，采用气管内注入脂多糖(LPS)和烟熏双因素复合制作肺气肿肺气虚证大鼠模型，观察模型大鼠血液流变学的变化。结果：与对照组相比，模型组大鼠动脉血全血黏度(高切、低切)、血浆黏度、红细胞压积、红细胞聚集指数及纤维蛋白原均升高。结论：肺气肿肺气虚证模型大鼠血液存在高黏、高浓、高聚的流变特性。
关键词：肺气肿；肺气虚证；血液流变学
肺气虚证是中医的一个常见证候，是以肺功能减退为主要特征的全身多系统功能衰退综合征。研究发现，肺气虚证是肺气肿最常见的证型，它直接影响肺气肿的发生和，贯穿于肺气肿的整个病程之中[1]，且肺气的盛衰与肺气肿病情轻重一致。本研究通过对肺气肿肺气虚证模型大鼠血液流变学变化的观察，探讨其在肺气肿肺气虚证发病中的作用机制，为肺气肿肺气虚证动物模型客观化、标准化评价及肺气虚证本质的研究提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 实验动物与分组
健康SD大鼠90只，雌雄各半，体质量200~250 g（由安徽省全椒安立实验动物有限公司提供），随机分为对照1个月、2个月、3个月组，每组10只；模型1个月、2个月、3个月组，每组20只。
1.2 仪器与试剂
MDK3200 K双通道全自动血流变仪：重庆麦迪克科技开发有限公司；脂多糖(LPS)：美国Sigma公司；造模用香烟：合肥卷烟厂生产合肥牌过滤嘴香烟，焦油含量15 mg/支，尼古丁含量1.3 mg/支。
1.3 肺气肿肺气虚证大鼠模型及对照组的制作
模型制作根据[2]、[3]、[4]中的方法，按以下步骤进行：（1）LPS气管内注入：于实验第1 d和第14 d，用乙醚吸入法麻醉大鼠后，将大鼠固定于鼠板上，修剪颈部皮毛，消毒，切开颈部皮肤，钝性分离皮下组织及胸骨舌骨肌，暴露气管，用1 mL注射器抽吸LPS (1 mg/mL)200 μL，针头刺入气管后将LPS注入，并注入少量空气以保证LPS全部进入气管，立即将鼠板竖起并适度摇动，使LPS分布尽可能均匀，在切口局部滴入庆大霉素注射液，然后缝合皮肤并用碘酒棉球消毒。（2）烟熏：LPS气管内注入的次日，将大鼠分批置于1 m3的烟室中，用锯末50 g加10支香烟烟丝混合点燃烟熏，每日烟熏30 min。对照组于实验第1 d和第14 d，按照与模型组相同的手术方法进行操作，往气管内注入等量生理盐水。手术次日，将大鼠置于无烟熏同样环境中饲养。
1.4 取材及切片
每组大鼠分别于1个月、2个月、3个月造模成功后取右下肺和肺门组织置于10 %甲醛中固定，常规冲洗、脱水、透明、浸蜡、包埋，连续5 μm厚切片、HE染色、中性树胶封片，在光镜下观察肺组织形态学变化并摄片。
2 结果
2.1 症状与体征
模型组大鼠造模15 d后先后出现精神萎靡，蜷伏少动，反应迟钝；毛失光泽、发黄、易脱落；咳嗽，气急，有些有呼吸道分泌物从口鼻流出，偶可闻及气道痰鸣音。上述症状与体征从1个月至3个月逐渐加重。对照组始终未出现上述症状与体征。
2.2 肺组织形态学观察
2.2.1 大体观察
与同时段对照组相比，肉眼见各时段模型组大鼠肺体积增大，肺边缘变钝，质软，弹性较对照组略低，且以3个月组最为明显。
2.2.2 光镜观察
①对照组：大鼠支气管黏膜结构和肺组织结构清晰,支气管黏膜上皮排列整齐，纤毛明显可见。无支气管管腔扩张、上皮坏死脱落、纤毛脱失、炎细胞浸润等病理改变；肺泡壁无明显增厚，肺泡腔干净、匀称(见图1)。②模型组：1个月模型组大鼠细支气管壁有慢性炎性细胞轻度浸润(见图2)。2个月模型组大鼠细支气管壁有慢性炎性细胞轻至中度浸润(见图3)。3个月模型组大鼠呼吸性细支气管及肺泡管、肺泡囊扩张，其周围的肺泡间隔变薄或断裂，扩张成大小不等的囊泡，部分呼吸细支气管及肺泡管扩张呈不规则气腔，部分肺泡相互融合形成肺大泡，细支气管壁有慢性炎性细胞重度浸润，黏膜层内有杯状细胞增生，纤毛上皮破损、坏死、脱落、纤毛减少(见图4、图5)。
2.3 血液流变学变化
见表1。
图1 对照组正常肺组织（HE染色，×100）（略）
图2 1个月模型组肺组织（HE染色，×200）（略）
图3 2个月模型组肺组织（HE染色，×200）（略）
图4 3个月模型组肺组织（HE染色，×400）（略）
图5 3个月模型组肺组织（HE染色，×200）（略）
表1 各组大鼠血液流变学变化（略）
注：模型组与同时段对照组相比*P<0.05, **P<0.01
从表1可见，模型组大鼠全血黏度(高切、低切)、红细胞压积及纤维蛋白原在造模1个月后开始升高，与1个月对照组相比，有显著差异（P＜0.05 或P＜0.01）；造模2个月后进一步升高,3个月后达最高峰，与3个月对照组相比，有非常显著性差异（P＜0.01）。血浆黏度在造模1个月、2个月后轻度升高，但与同期对照组相比，无显著差异；造模3个月达最高峰，与3个月对照组相比，有显著差异（P＜0.05）。红细胞聚集指数在造模1个月后开始升高，但与1个月对照组相比，无显著差异；造模2个月后进一步升高，3个月后达最高峰，与同期对照组相比，有非常显著性差异（P＜0.01）。
3 讨论
由模型组动物的症状、体征及肺组织形态学改变可以看出，模型组动物的证候符合肺气虚证诊断标准；肺组织形态大体和光镜观察出现慢性支气管炎和肺气肿的病改变。这种造模方法既符合西医肺气肿“病”的病理模型特点，又与中医肺气虚“证”的证候基本相符，所以本试验动物造模是成功的。
祖国医学认为：肺主气、司呼吸，肺朝百脉。血的运行依赖于气的推动，肺主一身之气，故血液的运行又依赖于肺气的敷布和调节。肺气肿属中医“肺胀”范畴。多因肺气郁滞，脾失健运，津液不归正化而成。日久肺虚及肾，肺不主气，肾不纳气，气机升降失常，进而导致心脉失畅则血郁为瘀。
肺气肿肺气虚证模型大鼠因肺气亏损，运血无力而见“血瘀”之现象，血液流变学的改变表现为高黏、高浓、高聚的流变特性。其机理可能是由于肺气肿肺气虚证模型大鼠血气失调，出现PO2下降、PCO2升高，促使肾脏的肾小球旁器释放红细胞生长素，刺激骨髓使红细胞增加，使红细胞压积也随之增高，导致血黏度升高，血液处于高凝状态。同时由于肺部细菌反复感染，使免疫球蛋白如IgA、IgG等大量增加，如同时伴高凝状态，则凝血物质和纤维蛋白原增多，二者导致血浆黏度增高。慢性缺氧继发红细胞增多，加之血浆黏度增高的共同影响导致全血黏度增高。在血液黏度测定中，一般认为高切黏度代表红细胞的变形能力，低切黏度反映红细胞的聚集情况。缺氧时，红细胞膜的能量代谢障碍，韧性改变，红细胞膜变脆，变形性下降，聚集性增加。血液流变学异常改变的综合表现主要是血黏度升高，由于血液黏度增高，导致血管内血液流动阻力增大，组织有效灌流量不足，造成组织缺氧、微循环障碍和血栓形成，微循环中的微血管改变又能促进血液流变学的进一步改变，造成血瘀，加重了呼吸机能的减退和缺氧，从而形成恶性循环[5-6]。
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