頸動(dòng)脈體在COPD大鼠甲狀腺形態(tài)及功能變化中的作用

楊洋 蘇文凌 王小義 趙曉赟

(天津市胸科醫(yī)院 1內(nèi)分泌科，天津 300000；2門診辦公室；3呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科)

甲狀腺是人體重要的內(nèi)分泌器官，甲狀腺激素對(duì)人體的代謝具有重要意義。臨床中常發(fā)現(xiàn)慢性阻塞性阻肺疾病(COPD)患者、呼吸衰竭患者、阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者伴有甲狀腺功能異常改變〔1，2〕，但對(duì)其機(jī)制的研究較少，本研究探討COPD大鼠甲狀腺的形態(tài)、病理及功能變化及其機(jī)制。

1 材料與方法

1.1材料 脂多糖(LPS)購(gòu)自Sigma公司；前門牌香煙購(gòu)自天津卷煙廠；自制動(dòng)物煙霧箱；小動(dòng)物肺功能儀購(gòu)自北京廣源達(dá)科技發(fā)展有限公司。

1.2動(dòng)物分組 雄性Wistar大鼠30只，體重200～250 g，購(gòu)于天津市實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。按隨機(jī)數(shù)字法分為COPD組20只和對(duì)照組10只。COPD造模成功后，再隨機(jī)分為頸動(dòng)脈體化學(xué)損傷亞組(COPD-真損傷組)和頸動(dòng)脈體假損傷亞組(COPD-假損傷組)各10只。

1.3COPD模型的建立 采用香煙熏霧聯(lián)合LPS法制作COPD模型〔3〕。實(shí)驗(yàn)組氣管內(nèi)注入LPS(0.2 ml)，對(duì)照組氣管內(nèi)注入0.2 ml 0.9%NaCl。分別在第1、15、30、45天注藥。實(shí)驗(yàn)組采用煙熏法(前門牌香煙，焦油含量12 mg/支)，2次/d，每次10支煙，每次1 h，共60 d。對(duì)照組放入煙熏箱，但不給予煙熏，共60 d。第30天進(jìn)行肺功能檢測(cè)，第0.3秒用力呼氣容積(FEV0.3)與用力呼氣容積(FVC)比值小于70%，繼續(xù)造模，否則重新補(bǔ)充大鼠，最終通過病理鑒定。

1.4頸動(dòng)脈體損傷手術(shù) COPD造模成功后，行頸動(dòng)脈體損傷手術(shù)：用水合氯醛以300 mg/kg劑量腹腔內(nèi)注射進(jìn)行麻醉，麻醉后仰臥綁定大鼠四肢；頸部去毛，用75%酒精對(duì)大鼠頸部皮膚進(jìn)行消毒，沿頸中線做一長(zhǎng)2 cm的縱行切口，充分暴露頸內(nèi)結(jié)構(gòu)后，鈍性分離出雙側(cè)頸動(dòng)脈分叉部，至上下各1 cm；用彎頭鑷子從頸動(dòng)脈分叉處夾起頸動(dòng)脈，將浸泡有10%過氧化氫的寬約2 cm的濾紙條包裹頸動(dòng)脈，停留3 min；取下濾紙，用0.01 mol/L磷酸鹽緩沖液(PBS)清洗刀口處3次后縫合；待大鼠蘇醒后送回動(dòng)物房，保證食物和飲水供應(yīng)。頸動(dòng)脈體假手術(shù)：僅在用0.9%NaCl溶液浸泡的濾紙條包裹頸動(dòng)脈，其他步驟操作方法與頸動(dòng)脈體損傷手術(shù)組完全相同。

1.5血液及標(biāo)本采集 COPD模型制備成功后，于第60天將大鼠腹腔注射10%水合氯醛溶液(0.3 ml/100 g)3 ml麻醉，由左心室插入靜脈針頭取血約10 ml處死，收集血液標(biāo)本，離心后-80℃凍存待測(cè)。在冰床上迅速解剖分離出大鼠甲狀腺稱重后連同頸動(dòng)脈放入中性緩沖甲醛固定液固定。

1.6甲狀腺功能相關(guān)指標(biāo) 采用放射免疫分析法對(duì)大鼠血清三碘甲狀腺原氨酸(T3)、甲狀腺素(T4)、促甲狀腺素(TSH)、反T3(rT3)、甲狀腺過氧化物酶抗體(TG-Ab)、甲狀腺球蛋白抗體(TPO-Ab)進(jìn)行測(cè)定(由北方醫(yī)學(xué)檢測(cè)中心完成)。

1.7甲狀腺及頸動(dòng)脈體病理結(jié)構(gòu) 固定好的甲狀腺和頸動(dòng)脈，常規(guī)石蠟包埋、切片，蘇木素-伊紅(HE)染色，進(jìn)行病理觀察。

1.8統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS19.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1COPD大鼠模型制作成功 對(duì)照組肺組織機(jī)構(gòu)清晰，肺泡完整沒有炎性滲出。COPD組肺泡結(jié)構(gòu)被破壞，可見肺大皰形成，間質(zhì)可見大量炎癥細(xì)胞，見圖1。

圖1 肺組織病理(HE，×40)

2.2各組甲狀腺重量比較 COPD-假損傷組甲狀腺重量為(69.96±14.62)mg，COPD-真損傷組為(47.21±5.97)mg，對(duì)照組為(45.20±4.89)mg，COPD-假損傷組與對(duì)照組和COPD-真損傷組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.3各組血清T3、T4、TSH、rT3、TPOAb、TgAb水平變化 COPD-假損傷組TSH、T3、T4、rT3、TG-Ab、TPO-Ab水平與COPD-真損傷組和對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 各組血清T3、T4、TSH、rT3、TPOAb、TgAb水平比較

2.4各組甲狀腺、頸動(dòng)脈體病理變化 對(duì)照組與COPD-真損傷組甲狀腺病理：濾泡大小基本一致，完整，圓形或橢圓形，充滿紅色膠質(zhì)，染色均勻，濾泡間質(zhì)無水腫，上皮細(xì)胞無增生。COPD-假損傷組甲狀腺病理：濾泡大小不一致，有破壞，可見胞質(zhì)流出，可見異常增生。對(duì)照組和COPD-假損傷組頸動(dòng)脈體可見大量成熟神經(jīng)元細(xì)胞，少量上皮細(xì)胞。COPD-真損傷組可見少量神經(jīng)元細(xì)胞，較多上皮細(xì)胞，見圖2。

圖2 各組甲狀腺、頸動(dòng)脈體變化(HE，×40)

3 討 論

下丘腦-垂體-甲狀腺系統(tǒng)在調(diào)節(jié)機(jī)體的各種病理狀態(tài)和應(yīng)激反應(yīng)下可以發(fā)生相應(yīng)改變。下丘腦與腺垂體之間通過垂體門脈系統(tǒng)發(fā)生功能聯(lián)系，下丘腦產(chǎn)生的釋放激素和釋放抑制激素經(jīng)垂體門脈系統(tǒng)調(diào)節(jié)腺垂體分泌活動(dòng)，另一方面，腺垂體產(chǎn)生的各種激素又可通過垂體血液環(huán)流，到達(dá)下丘腦，反饋影響下丘腦功能活動(dòng)。腺垂體產(chǎn)生的激素作用于全身靶器官(靶腺)，同時(shí)接受其反饋調(diào)節(jié)，并反饋調(diào)節(jié)下丘腦功能，形成下丘腦-垂體-靶腺軸系統(tǒng)〔4～6〕。 甲狀腺、垂體、下丘腦等為高代謝器官，甲狀腺激素屬于高耗氧激素，所以對(duì)于缺氧反應(yīng)比較敏感；缺氧持續(xù)加重，不僅甲狀腺自身分泌激素減少，垂體和下丘腦也會(huì)做出相應(yīng)改變，進(jìn)一步減少甲狀腺激素的釋放。所以可能出現(xiàn)TSH、T3、T4同時(shí)下降的可能。曾有文獻(xiàn)報(bào)道危重的COPD患者伴有垂體性甲狀腺功能減退，即甲功三項(xiàng)同時(shí)減低的情況〔7～9〕。未經(jīng)補(bǔ)充甲狀腺激素，隨著原發(fā)疾病好轉(zhuǎn)，甲狀腺激素水平恢復(fù)正常，說明了甲狀腺激素水平的下降是適應(yīng)性改變〔10〕。本研究結(jié)果證實(shí)了甲狀腺激素水平的下降不是甲狀腺自身疾病所致，與甲狀腺在缺氧條件下發(fā)生適應(yīng)性改變相一致。既往動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，間歇性缺氧大鼠模型能引起下丘腦-垂體-甲狀腺軸的功能紊亂〔11〕。本研究結(jié)果說明在慢性缺氧狀態(tài)下，甲狀腺發(fā)生了自身免疫反應(yīng)，從而導(dǎo)致甲狀腺濾泡破壞，分泌功能下降。

本課題組一直致力于研究頸動(dòng)脈體在COPD、阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征等缺氧性疾病中的作用〔12〕。人類的頸動(dòng)脈體長(zhǎng)約6 mm，位于頸總動(dòng)脈分叉處血管外膜的結(jié)締組織內(nèi)，由該結(jié)締組織發(fā)出若干小隔伸入體內(nèi)而將其分為若干小葉。供給頸動(dòng)脈體的神經(jīng)為由舌咽神經(jīng)發(fā)出的竇神經(jīng)，該神經(jīng)是由傳入纖維組成，并認(rèn)為頸動(dòng)脈體為一化學(xué)感受器。電鏡下頸動(dòng)脈體含有兩型細(xì)胞，Ⅰ型為顆粒性的主細(xì)胞，Ⅱ型為非顆粒性的支持細(xì)胞。一般認(rèn)為Ⅰ型細(xì)胞具有化學(xué)感受功能，當(dāng)缺氧發(fā)生時(shí)該細(xì)胞可釋放神經(jīng)遞質(zhì)，產(chǎn)生傳入神經(jīng)興奮。頸動(dòng)脈體的Ⅰ型細(xì)胞內(nèi)含有兒茶酚胺，故認(rèn)為頸動(dòng)脈體屬于副神經(jīng)節(jié)，類似內(nèi)分泌組織〔13〕。既往有研究顯示頸動(dòng)脈體位于頸總動(dòng)脈分叉處，通過神經(jīng)通路反饋到呼吸調(diào)劑中樞及運(yùn)動(dòng)中樞，再經(jīng)過反射弧對(duì)呼吸驅(qū)動(dòng)力和呼吸節(jié)律進(jìn)行調(diào)節(jié)〔14〕。本研究結(jié)果提示頸動(dòng)脈體可能介導(dǎo)了缺氧對(duì)甲狀腺的損傷。頸動(dòng)脈體作為一種化學(xué)感受器，本實(shí)驗(yàn)初步證明了其在缺氧與組織損傷之間的作用，具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。