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载气吹扫尼古丁吸入对大鼠体重、血压和炎症水平的影响

张永学

2020-07-12   来源:安徽三联学院   点击:234次
载气吹扫尼古丁吸入对大鼠体重、血压和炎症水平的影响 EFFECTS OF CARRIER GAS PURGING NICOTINE INHALATION ON BODY WEIGHT, BLOOD PRESSURE AND INFLAMATORY LEVEL IN RATS 张永学 ZHANG Yong-xue (安徽三联学院护理学院 安徽 合肥 230601) (Nursing College of Anhui Sanlian University ,Hefei Anhui 230601) 中图分类号: R965.2   文献标识码:A     文章编号: 摘要 目的 研究载气吹扫尼古丁吸入对大鼠体重、血压和炎症水平的影响并初步探讨其机制。方法 将40只雄性健康SD大鼠随机均分为四组。实验组进行载气吹扫尼古丁法致大鼠吸入,每日分别定时暴露4h、2h、1h,确定为高、中、低剂量组。对照组在标准条件下饲养。3个月后,测定大鼠体重、血压,心、肺、血清中eNOS、IL-1β、TNF-α含量。结果 与空白对照组相比,暴露中剂量组体重下降明显,血压明显升高。心、肺和血清IL-1β、TNF-α含量有不同程度的升高。结论 载气吹扫尼古丁吸入大鼠体重下降,血压升高。其机制可能与血管内皮功能的紊乱和炎症有关。 关键词 尼古丁;内皮损伤;炎症因子;大鼠 Abstract Objective To study the effects of nicotine inhalation with carrier gas on body weight, blood pressure and inflammatory level in rats and to explore its mechanism.Method Forty healthy male SD rats were randomly divided into four groups. The experimental group was exposed to nicotine for 4 hours, 2 hours and 1 hour every day.The control group rats was fed under standard conditions.The body weight, blood pressure, eNOS, IL-1βand TNF -αin heart, lung and serum were measured.Result Compared with the blank control group, the body weight and blood pressure of the medium dose exposure group decreased significantly.The contents of IL-1 β and TNF - α in heart, lung and serum increased in different degrees.Conclusion The weight and blood pressure of the rats were decreased and the blood pressure was increased. The mechanism may be related to endothelial dysfunction and inflammation. Key word Nicotine; Endothelial injury; Inflammatory factors; Rats 尼古丁(Nicotine)是一种无色的液态生物碱,最早从烟草中提取发现,故又名烟碱。烟碱性剧毒,小剂量可兴奋呼吸中枢,升高血压,而大剂量摄入将引起中枢神经系统的麻痹。研究显示尼古丁在循环系统、呼吸系统、中枢神经系统、内分泌系统等中存在负性效应,其中对心血管功能的影响极为重要,通过损伤血管内皮,影响血脂代谢,诱发动脉粥样硬化的形成。[1]目前,实验室在尼古丁中毒动物模型的建立、尼古丁生物学效应方面的研究中,多采用皮下注射、口服尼古丁的方法;在研究烟草危害的相关实验中,多采用香烟燃烧、电子烟烟雾暴露法。为此,本实验结合气象色谱-串联质谱法(GC-MS)定性、定量分析尼古丁,采用载气吹扫尼古丁吸入法暴露处理大鼠,观察和研究尼古丁对大鼠血压和炎症水平的促进或抑制作用及其发生机制,对实验结果进行初步探讨。 1 材料与方法 1.1 药物及仪器:尼古丁、ELISA试剂盒、PE聚乙烯塑料管、静脉穿刺套管针、气相色谱仪、BL-420S生物机能实验系统 1.2 动物模型制备及分组 40只雄性SD大鼠,平均体重(180±10)g。随机均分为正常对照组、低剂量尼古丁组、中剂量尼古丁组和高剂量尼古丁组,每组10只。其中每天固定时间,高、中、低剂量尼古丁组分别暴露处理4h、2h、1h,连续三个月。除烟雾暴露外,各组动物其他饲养条件相同。 1.3 测量指标 1.3.1 尾动脉无创测压 打开仪器预热、定标后,固定大鼠,将加压套固定至大鼠近尾根部。使鼠尾已穿过脉搏传感器插入尾部加热器中的加热管内,保持鼠尾正好处于脉搏传感器的“脉搏信号传感片”上方。调节鼠尾压迫片至传感片紧贴鼠尾下方的尾动脉,待大鼠脉搏稳定,开始测量血压。 1.3.2 血清NO、eNOS含量测定 麻醉后,行颈总动脉取血,待血标本凝固后,于4℃下离心15 min(1500 r /min)分离血清,然后按试剂盒说明测定血清中NO含量、eNOS活性。 1.3.3 生化指标检测 按试剂盒,用放射免疫法测血清中 TNF-α和IL-1β水平。 1.4 统计学处理 各组数据结果均以x±s表示,组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD方法。 2 结果 2.1 长期吸入不同剂量的尼古丁对SD大鼠体重的影响 SD大鼠长期暴露于尼古丁,与对照组相比,高、中、低尼古丁组体重有降低趋势,中剂量组体重降低明显,差异具有统计学意义(P <0.01)。见表1。 表1 尼古丁对SD大鼠体重的影响(x±s,n=8) 组别 体重 对照组 542.9±32.0 低剂量组 538.8±58.7 中剂量组 484.5±26.4** 高剂量组 535.5±50.2 与对照组比较:* * P <0.01 2.2 尾部动脉血压 与空白对照组相比,尼古丁高剂量、中剂量、低剂量组动脉血压都有明显的不同程度的上升趋势,差异具有统计学意义(P <0.01)。见图1。 图1 不同时间尾部动脉血压曲线(x±s,n=8) 与对照组比较:* * P <0.01 2.3 心、肺、血清eNOS 及血清NO含量 与空白对照组相比,尼古丁低剂量、中剂量、高剂量组血清NO有不同程度的下降,差异具有统计学意义(P <0.05,P <0.01)。见图2。心、肺、血清eNOS含量均有明显的降低,差异具有统计学意义(P <0.01)。见图3。 图2 血清NO含量 (x±s,n=8) 与空白对照组比较:* P <0.05;与空白对照组比较:* * P <0.01 图3 心、肺、血清eNOS含量(x±s,n=8) 与空白对照组比较:* * P <0.01 2.4 血清TNF-α和IL-1β的检测 SD大鼠长期吸入尼古丁后,与对照组相比,尼古丁低剂量、中剂量、高剂量组血清中IL-1β量几乎无变化,差异无统计学意义;以及低、中剂量组血清中TNF-α量显著增加,差异具有统计学意义(P <0.01)。见图4。 图4 不同剂量尼古丁对血清炎症指标TNF-α和IL-1β的影响(x±s,n=8) 与对照组比较:* * P <0.01 2.5 肺TNF-α和IL-1β的检测 SD大鼠长期吸入尼古丁后,与对照组相比,尼古丁低剂量、中剂量、高剂量组肺组织TNF-α和IL-1β量都有不同程度的增加,差异具有统计学意义(P <0.01)。见图5。 图5不同剂量尼古丁对肺炎症指标TNF-α和IL-1β的影响(x±s,n=8) 与对照组比较:* * P <0.01 2.6 心肌TNF-α和IL-1β的检测 SD大鼠长期吸入尼古丁后,与对照组相比,尼古丁低剂量、中剂量、高剂量组心肌组织中TNF-α和IL-1β含量有不同程度的增加,差异具有统计学意义(P <0.01)。见图6。 图6 不同剂量尼古丁心肌组织炎症指标TNF-α和IL-1β的影响(x±s,n=8) 与对照组比较:* * P <0.01 3 讨论 本实验,所有剂量组的大鼠体重与对照组大鼠体重相比均有不同程度的降低,其中中剂量组大鼠体重与对照组大鼠体重相比明显降低,有统计学意义。与文献报道一致。[2]其机制有待于进一步研究。 血管内皮细胞(endothelial cell,EC)是一层覆盖在血管管腔的单层细胞,已证实内皮具有活跃的内分泌功能,通过释放多种介质,参与血管的收缩与舒张,凝血与抗凝血,血管的生成以及炎症反应[2]。各种物理化学因素、炎症等都可造成血管内皮的损伤,而内皮损伤也是高血压、冠心病等疾病发展的重要病理学基础。其中在大多数的心血管系统疾病中都能发现血管内皮功能的障碍。 NO是血管内皮细胞合成和分泌的血管舒张因子之一,作为反映血管受损程度及功能的一项重要指标,在调控血管张力中有着重要意义。血管内皮细胞通过内皮型一氧化氮合酶(eNOS)生成NO,是诱导合成NO的关键性限速酶,它和NO所构成的eNOS/NO信号通路与高血压等内皮功能障碍相关疾病的发生发展密切相关。研究表明,尼古丁可明显降低血清eNOS的活性和NO的含量[3-4]。本实验结果显示,与空白对照组相比,高、中、低剂量尼古丁组心、肺、血清eNOS的活性和NO含量均明显降低,导致大鼠动脉压升高。 TNF-α是一种促炎细胞因子,在抗肿瘤、和内皮损伤反应中有着重要作用。当细胞接受炎症信号,TNF-α诱导炎症的正反馈放大反应。同时,作为机体创伤或感染后产生最早的炎性因子之一,TNF-α的水平是反映肺部感染及病变程度的良好指标。而IL-1β作为促炎细胞因子,与TNF-α有十分相似的作用,可趋化中性粒细胞和单核细胞向炎症局部浸润,释放溶酶体酶和其他细胞因子,导致细胞损害。在肺部炎性疾病早期,IL-1β参与肺部炎性疾病的发病过程,在急性肺损伤中,IL-1β较早生成,可以诱发、放大炎症反应,临床上以其水平的高低来判断肺损伤的程度[5-10]。同时IL-1β也会导致肺纤维化,主要诱导前炎症反应,可以通过协同TNF-α并促进其他炎性因子的表达,进而加强炎性反应程度[11]。本实验研究显示,高、中、低剂量尼古丁组的心、肺组织TNF-α、IL-1β含量均明显升高,与空白对照组比较,差异有统计学意义(P <0.01),说明尼古丁的吸入可以引起大鼠心、肺组织的炎症反应,其中肺组织可能有感染和纤维化,对大鼠心肌的收缩功能有损害,与有相关报道一致[12-13],同时机体也启动了抗炎系统。 综上所述,本实验采用载气吹扫尼古丁吸入法,观察到尼古丁可引起大鼠体重下降和血压的升高,心、肺组织的炎症,其进一步的机制有待探讨。本实验再次探究了尼古丁的生物学效应,提供了一种简易、经济、稳定、环保的实验室尼古丁吸入法。 参考文献 [1] 陈盼盼,秦玮,张勇.尼古丁诱发动脉粥样硬化研究进展[J].中国医药导报,2015,(19).34-38,44. 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