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肺气虚证动物模型建立及其本质研究综述

来源:《中华现代中医学杂志》 作者: 2009-8-24
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摘要: 【摘要】 综述了近年来有关肺气虚证的动物模型的研制方法和肺气虚证动物模型的症状体征、免疫功能、血液流变学、呼吸功能、病理形态的变化以及肺气虚证动物模型的影像学改变与基因表达细胞信号传导、蛋白质合成、内皮素关系的实验研究进展,分析了目前面临的问题,并对今后的研究思路和方向提出了观点。 ......


【摘要】  综述了近年来有关肺气虚证的动物模型的研制方法和肺气虚证动物模型的症状体征、免疫功能、血液流变学、呼吸功能、病理形态的变化以及肺气虚证动物模型的影像学改变与基因表达细胞信号传导、蛋白质合成、内皮素关系的实验研究进展,分析了目前面临的问题,并对今后的研究思路和方向提出了观点。

【关键词】  肺气虚证;动物模型;实验研究;综述

肺气虚证是肺系疾病的常见病证,是中医肺系证候研究的主要基础证型。本证发展缓慢,多是渐进性、持续性,进而累及多系统、多脏器功能障碍,后果严重,难以逆转。肺气虚证动物模型的研制和证本质的研究具有重要临床意义。本文概述有关肺气虚证的动物模型研制方法、证本质的研究成果和现状,分析目前面临的问题,并对今后的研究思路和方向提出个人观点。

    1  肺气虚证动物模型的研制

  肺气虚证动物模型是肺系病实验研究的基础。归纳文献,目前的造模方法有如下几种:王氏[1,2]根据《医用实验动物学》中慢性支气管炎的动物模型,结合中医理论,将大鼠和家兔复制成模拟肺气虚证模型。方法如下:将家兔和大鼠分别放入特制的烟室中,以刨花、锯末、烟叶点燃熏烟,家兔熏烟时间加倍。观察并记录症状、体重的变化,测定免疫学、血液流变学、肺组织血流量、血流动力学、呼吸动力学等指标。结果发现模型大鼠的改变符合临床肺气虚病人的症状。徐氏[3]、孔氏[4]认为证是多种致病因素作用于人体的结果,提出用多因素造模。方法如下:用SO2、风、寒刺激,观察一般情况,结果发现大鼠除具有王氏模型的症状外,并表现为易感、身疲乏力、体表温度下降。杨氏[5,6]提出了一种小鼠的肺气虚证简易模型。采用香烟烟雾刺激,观察小鼠活动情况、毛发光泽、易感乏力、免疫能力、微循环情况、病理改变。结果发现小鼠神情困顿、呼吸无力、动作迟缓、毛发松散少光泽,检测表明小鼠肺功能衰弱,免疫功能降低,微循环障碍。其改变符合肺气虚患者的临床症状。刘进等[7]用气管内两次滴入脂多糖复合烟熏4周的方法建立慢性阻塞肺病肺气虚大鼠模型。

    2  肺气虚证本质的研究

  肺气虚证本质的研究,从现有的文献资料归纳,主要限于以下几个方面的研究:肺气虚与症状体征的关系、肺气虚与免疫功能的关系、与血液流变学的关系、与呼吸功能的关系、与病理形态以及影像学改变、基因表达细胞信号传导、蛋白质合成、内皮素的关系。

    2.1  肺气虚与免疫功能的关系  在免疫细胞方面,王氏[1]通过观察,发现肺气虚证模型大鼠的大小细胞吞噬率均下降,T淋转率降低,与健康组比较有显著差异。以后徐氏的研究得到了相同的结果[8]。在免疫球蛋白方面,王氏[1]还发现病模大鼠的外周血IgG、IgM下降,呼吸道SIgA降低[1]。在补体方面,王氏还发现病模大鼠的红细胞C3b受体花环率下降,李氏[9]通过对肺气虚证患者红细胞Cb受体花环率测定,也得到了相同的结果,认为其原因可能与抗氧化酶活性降低有关。

    2.2  肺气虚与血液流变学的关系  气能行血,气虚往往导致血液运行不畅,血流缓慢甚至产生瘀血证。以下肺气虚与血液流变学的研究证明肺气虚与心血管系统存在潜在关系。在血液流变方面,王氏[2]通过观察,发现肺气虚证模型大鼠多伴有全血黏度比、血浆黏度比、全血还原黏度、红细胞电泳时间、红细胞压积等明显升高。杨氏[6]、王氏[10]等在以后的实验中,证实了上述结果。在微循环方面,杨氏[11]通过观察发现,肺气虚模型小鼠表现为微细动脉口径缩小、血流速度减缓、毛细血管条数减少等微循环障碍。

    2.3  肺气虚与呼吸功能的关系  肺的生理功能为主气,司呼吸,主宣发和肃降,通调水道,朝百脉,主治节。其中肺主气、司呼吸是肺最基本的生理功能。肺气虚必然导致呼吸功能的不同程度损害。运用现代医学手段来研究肺呼吸的情况,为我们研究肺气虚证本质提供了思路和可能。呼吸功能检测包括肺功能测定、气道反应性测定、血气分析及肺阻抗血流图等。笔者试从这几方面并结合现代研究成果对肺气虚证与呼吸功能的关系做一探讨。

    2.3.1  肺功能测定  由于动物检测在操作上有一定的难度,因此,对肺气虚证与肺功能关系的研究,仍大部分在临床研究范围。苏氏[12]通过临床观察发现:肺气虚证患者各项肺功能指标均异常,不仅有明显的小气道通气功能障碍,而且大气道通气功能也有明显异常,且有不少患者已发展成换气功能障碍,从而导致机体处于低氧状态。王氏[13]在临床观察中发现了相同的结果。并据此提出了通气功能损害的标准,将肺气盛衰也相应分为5级,作为肺气虚证的临床分级判断标准。

    2.3.2  气道反应性测定  气道反应性是指气道对于各种物理、化学、药物或生物刺激的收缩反应。若这种刺激在正常人呈无反应或反应程度很轻,而在某些人却引起了明显的支气管缩窄,即称为气道高反应性。该项测定目前未见动物实验报道。

    2.3.3  血气分析  李氏[14]通过采用卵白蛋白(OVA)复制哮喘模型并加以改良法,建立肺气虚证模型豚鼠与正常对照组两组动物进行肺功能与血气分析的检测。观测肺气虚证模型豚鼠肺功能与血气分析的变化。结果显示与对照组比较,模型组肺功能指标吸气阻力(Ri)与呼气阻力(Re)均显著增加,第0.3秒用力呼气容积(FEV0.3)及肺顺应性(Cldyn)下降,血气分析中氧分压(PO2)、氧饱和度(SaO2)及酸碱值(pH)降低,而二氧化碳分压(PCO2)则升高。结论:肺气虚证有一定的肺功能损害,并呈现低氧与高碳酸血症。

    2.3.4  肺阻抗血流图  肺阻抗血流图又称肺积压图,系利用抗生素技术检测肺血管在心动周期中的血流容积的变化,是一种无创检测肺循环血流动力学的生理物理新技术。该项测定目前尚未用于动物实验。

    2.4  肺气虚的病理形态改变  杨氏[6]通过对肺气虚证模型大鼠的病理形态观察,发现镜下可见支气管腔扩张,黏膜上皮坏死脱落,纤毛脱失,黏膜下及管壁组织疏松、水肿,可见大量炎性细胞浸润;肺泡壁明显增厚,血管扩张充血,大量炎细胞浸润。李氏、高氏[15,16]发现除上述病理改变外,并有气管和支气管的腺体肥大,导管扩张,杯状细胞增生,气管和支气管壁及肺间质性炎症细胞浸润,管壁血管扩张充血等。李氏[4]还利用扫描电镜对病模大鼠进行了观察,发现气管黏膜纤毛细胞数量显著减少,纤毛变细、变形,排列紊乱、倒伏、黏连等,严重者纤毛中断、脱落,纤毛细胞数量减少,出现成片的刷细胞,杯状细胞增多,分泌增加,可见灶状鳞化区域,胞浆充满黏液颗粒,黏膜及黏膜下层浆细胞浸润,结缔组织增生。以后徐氏[8]的实验证实了上述超微结构的变化。孔氏[4]用益气药物干预病模大鼠,结果发现可明显减轻气管黏膜的超微结构病变,改善损伤的黏液-纤毛装置。

    2.5  肺气虚与内皮素的关系  李氏[17]采用肺气虚证大鼠模型观察肺气虚与ET-1的关系,结果发现肺气虚证大鼠血浆ET-1含量明显高于健康组,并随着肺气虚证的逐渐形成,血浆ET-1的含量也呈上升趋势。用补肺汤干扰可明显改善ET-1含量的上升趋势。据此,提出血浆ET测定可作为肺气虚证辨证和疗效观察的客观指标之一。ET与肺气虚的内在联系已经证实,能否将ET-1的含量测定作为肺气虚证的客观指标,目前没有结论。

    2.6  肺气虚与影像学的关系  李氏[18]采用两次气管内注入脂多糖及熏烟的复合刺激法建立肺气虚证模型大鼠并摄片结果发现横膈前肋、横膈后肋积分及肋间隙两组相比,差异有高度统计意义,得出结论肺气虚大鼠有明显的肺气肿影像学表现。

    2.7  肺气虚与基因表达、细胞信号传导、蛋白质合成的关系  刘氏[19]通过肺气肿肺气虚证大鼠模型,检测肺组织中MMP-2和MMP-9的表达。探讨基质金属蛋白酶在肺气肿肺气虚证发病中的变化。结果显示模型组大鼠支气管和肺组织中MMP-2和MMP-9在造模1个月后开始表达,并逐步升高,与同时段对照组相比,差异有显著性。得出MMP-2和MMP-9在肺气肿肺气虚证模型大鼠支气管和肺组织表达增多,活性增强。在肺气肿形成、发展、炎症持续方面起了重要作用,是肺气肿肺气虚证发病的主要机制之一的结论。李氏[20]用两次气管内注入脂多糖(LPS)及熏香烟4周的复合刺激法复制肺气虚证大鼠模型,4周后对两组动物进行电镜观察和免疫组化检测。探讨肺气虚证细胞凋亡机制。结果与对照组比较,模型组可见肺组织细胞凋亡明显增加,Fas、FasL蛋白在肺组织中的表达明显上调。得出结论:Fas、FasL可能参与了肺气虚的发病及肺组织细胞凋亡的调控。

    3  存在的问题

    3.1  动物模型复制的问题

    3.1.1  理论依据牵强  文献报道的肺气虚证模型,多采用了病证结合的制模方式。如慢性支气管炎和肺气虚证结合、肺气肿和肺气虚证结合等。这类模型在制模上吸取了中、西医在造模方面的成功经验,即与中医理论相联系,又与现代医学的某些疾病相一致,且易于操作,重复性好,具有较好的优势。但由于中医的证和西医的病是两个概念完全不同的体系,理论上尚难统一,因此,目前制作的模型在理论依据上牵强附会、以偏概全,不能完全反映传统中医的理论特色。因此,基于这种模型的以上关于肺气虚证与免疫功能的关系、与血液流变学的关系、与肺功能的关系的关系、病理形态改变,以及影像学、基因表达、内皮素的关系各种研究,其特异性和必然性有待进一步商榷。

    3.1.2  缺乏客观诊断标准  目前对肺气虚证的判断缺乏相应的统一、公认的诊断标准。有的以西医慢性气管炎的诊断标准为依据,有的以中医临床肺气虚证的诊断标准为依据,还有很多仅根据动物的一般表现、体重、体温、耐寒力等主观症状为依据,具体操作时具有相当的随意性。另外,对不同证型的判断,缺乏严格的界定标准。如肺气虚证和气虚血瘀证的区别,肺气虚证和肺阳虚证的区别等,资料中往往用“病变更严重”等来加以区别,而没有具体的量化标准,使证型的类别显得模棱两可、含糊不清。这就使得模型缺乏客观、严谨、公正性,难以真正应用于科学实验。

    3.1.3  复健药物不够经典  实验研究所用的复健药物既有经典方,如补肺汤,也有自拟方,如护肺冲剂等。这些药物以中医理论为指导,临床上对肺气虚证确有很好的疗效。但是,由于制作工艺比较落后,剂型的不确定性,以及复方中药复杂的药理成分,使得制剂本身作用机制不明确,因此,难以像阿司匹林等西药那样,具有经典的药理作用,能够以药测证。这些药物即使在实验中作为复健药物得出了阳性结果,从本质上来说,难以检验所造模型的正确性。

    3.2  肺气虚证本质研究存的问题  证本质研究的目的,不仅要阐明中医理论实质,而且要为辨证提供客观依据。这就要求作为证本质的指标具有特异性、灵敏性。肺气虚证本质的研究,经过几十年的努力,得到了几十个实验指标,但多为气虚证的共性指标,特异性很差。并且,对已有的指标,也缺乏系统、理论的认识,仅仅停留在对某些中医理论的阐述、解释上。因此,目前的研究结果仍难以揭示中医肺气虚证的生理病理本质。如何利用现有的研究,系统地解释肺气虚证本质,并制订客观的诊断标准,进而开展机制明确的新药开发,尚未见报道。由于证候临床表现的复杂性、发生机制的多样性,证候病理生理及生化等微观检测指标又缺乏特异性,证候客观化研究本身的局限性也很突出,而且肺气虚证各项客观指标的改变是在未经过与其他证比较的情况下认定的,个别指标的检测不能从根本上解决肺气虚“证”本质。由于肺气虚证实质的金指标尚未确定,其对临床的推动和指导作用还很有限。作为肺气虚证动物模型的建立:要对比其他肺系证型从以下几方面寻求几种特异性的指标作为诊断的金标准,(1)要对比其他脏腑的气虚证型寻求肺气虚的特异性。(2)要对比不同的病的肺气虚模型寻求独立于各种不同病的肺气虚证的共同点。(3)从文献整理入手,在中医经典理论指导下,并与现代医学的客观检测指标相结合,实现中西医结合,宏观辨证和微观辨证的结合,系统研究肺气虚证的本质,完善肺气虚证的中医临床诊断标准。使其客观化。(4)要单因素分析多因素造模,使所造动物模型贴近临床肺气虚证而独立于“病”。(5)寻求经典复健药物验证。

【参考文献】
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2 王元勋.肺气虚实验研究——血液流变学研究.甘肃中医学院学报,1993,10(4):36.

3 徐锡鸿.大鼠肺气虚“证”模型的建立.中医杂志,1994,35(4):230-232.

4 孔繁智.慢支固本冲剂抗呼吸道绿脓杆菌感染的药效实验.中国实验剂学杂志,1997,3(3):35-37.

5 杨牧祥.实验性“肺气虚证”肺组织病理学研究.河北医科大学学报,1996,17(6):344-345.

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9 李平.肺气虚证与红细胞SOD活性、变形能力及C3b受体关系的研究.实用中西医结合杂志,1996,9(4):201.

10 王鹏.肺阳虚证的实验研究.湖北中医杂志,1998,20(4):53-54.

11 杨明华.小鼠肺气虚证简易模型的复制及其护肺冲剂对其作用.中国中医药科技,2000,7(5):275-276.

12 苏梅青.慢性咳喘病中医辨证与肺功能关系的研究.中医杂志,1990,31(3):46-48.

13 王会仍.肺气虚与慢性阻塞性肺病关系及其本质的研究.中国医药学报,1992,7(4):254-255.

14 李泽庚.肺气虚证模型豚鼠肺功能与血气分析的变化.安徽中医学院学报,2006,25(3):29-31.

15 李浩.肺气虚证大鼠上下呼吸道病理变化的实验研究.中国中医药科技,2000,7(15):277-278.

16 高雪.补肺汤对肺气虚证大鼠下呼吸道病理变化的影响.中医药信息,2000,157:55-56.

17 李君.内皮素与肺气虚证关系的实验研究.中医杂志,2000,41(10):618-619.

18 李泽庚.肺气虚证模型大鼠的影像学表现.甘肃中医学院学报,2007,24(3):6-8.

19 刘向国.肺气肿肺气虚证模型大鼠肺组织中基质金属蛋白酶表达的变化.中国中医药科技,2006,13(5):289-291.

20 李泽庚.肺气虚证模型大鼠肺组织细胞凋亡及Fas、FasL蛋白表达变化.安徽中医学院学报,2004,23(3):33-34.

(本文编辑:李晓言)


作者单位:1 250013 山东济南,山东中医药大学第一附属医院呼吸科 2 山东济南,山东中医药大学


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