線(xiàn)粒體損傷在支氣管哮喘發(fā)生機(jī)制中的作用.pdf

1、支氣管哮喘是一種復(fù)雜的炎癥疾病,它伴有各種程度的氣流受限,氣道高反應(yīng)性和氣道炎癥。它通常是由環(huán)境因素及炎癥刺激相互結(jié)合引起的。最近人們研究發(fā)現(xiàn)線(xiàn)粒體的功能和哮喘的發(fā)病機(jī)制有著密切的聯(lián)系,他們發(fā)現(xiàn)線(xiàn)粒體的功能紊亂在哮喘的氣道炎癥中起重要作用。那么在哮喘中線(xiàn)粒體會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢?本次研究我們將通過(guò)哮喘動(dòng)物模型及對(duì)線(xiàn)粒體超微結(jié)構(gòu)的觀察來(lái)探討哮喘中線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)發(fā)生了哪些變化及這些變化在哮喘中的作用。線(xiàn)粒體是細(xì)胞內(nèi)的一種重要的細(xì)胞器,是細(xì)胞內(nèi)的能

2、量發(fā)生器,可以產(chǎn)生機(jī)體需要的ATP。同時(shí),線(xiàn)粒體也在其他許多生理過(guò)程中都扮演著重要角色,例如在體內(nèi)葡萄糖的代謝作用以及在細(xì)胞水平上影響胞內(nèi)的鈣信號(hào)、活性氧(ROS)的生成和細(xì)胞凋亡等。那么,線(xiàn)粒體對(duì)胞質(zhì)內(nèi)鈣信號(hào)和活性氧會(huì)有怎樣的調(diào)控作用呢?研究已表明生理狀態(tài)下,線(xiàn)粒體通過(guò)釋放和攝取的途徑對(duì)胞漿內(nèi)鈣離子濃度進(jìn)行調(diào)控,而胞漿的鈣穩(wěn)態(tài)對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)的正常生理活動(dòng)有重要作用,當(dāng)外界炎癥刺激導(dǎo)致線(xiàn)粒體破壞時(shí),細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)會(huì)破壞,鈣離子濃度會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)

3、。本次研究我們通過(guò)測(cè)定炎癥刺激時(shí)鈣離子濃度的變化來(lái)探討鈣離子和炎癥的關(guān)系。同樣,線(xiàn)粒體的破壞也與活性氧的含量呈正相關(guān),外界炎癥刺激細(xì)胞導(dǎo)致各種自由基的釋放,它們會(huì)損傷線(xiàn)粒體,導(dǎo)致線(xiàn)粒體超微結(jié)構(gòu)的改變,被破壞的線(xiàn)粒體會(huì)通過(guò)氧化磷酸化產(chǎn)生過(guò)量的活性氧,大量的活性氧會(huì)對(duì)細(xì)胞組織造成損傷,這對(duì)氣道上皮細(xì)胞的纖毛擺動(dòng)頻率會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響呢?本次研究將通過(guò)測(cè)定不同濃度活性氧模擬物過(guò)氧化氫對(duì)細(xì)胞纖毛擺動(dòng)頻率的影響來(lái)反映活性氧與炎癥的關(guān)系。
　　

4、目的：
　　本次研究利用卵清蛋白來(lái)激發(fā)大鼠建立哮喘模型,并對(duì)大鼠的氣道反應(yīng)性和各項(xiàng)炎癥反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè);通過(guò)電鏡觀察氣道線(xiàn)粒體的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明線(xiàn)粒體在支氣管哮喘中的變化;通過(guò)測(cè)定炎癥刺激時(shí)氣道上皮細(xì)胞中活性氧及鈣離子濃度以及不同濃度活性氧對(duì)氣道上皮細(xì)胞纖毛擺動(dòng)頻率的影響來(lái)反映線(xiàn)粒體損傷在支氣管哮喘中的機(jī)制。
　　方法：
　　1.用卵清蛋白來(lái)激發(fā)大鼠建立哮喘模型,利用呼吸機(jī)和多導(dǎo)生理信號(hào)記錄儀來(lái)測(cè)定大鼠氣道反應(yīng)性,利用共聚焦顯微

5、鏡測(cè)定纖毛擺動(dòng)頻率,用瑞士染色涂片對(duì)嗜酸性粒細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù),用ELISA對(duì)血漿中炎癥因子進(jìn)行檢測(cè),用HE染色分析分析大鼠的肺組織形態(tài),
　　2.用電鏡來(lái)觀察線(xiàn)粒體超微結(jié)構(gòu),
　　3.用IL-4刺激氣道上皮細(xì)胞并用共聚焦顯微鏡測(cè)定細(xì)胞內(nèi)的ROS及鈣離子濃度;用不同濃度的活性氧刺激細(xì)胞并測(cè)定纖毛擺動(dòng)頻率。
　　結(jié)果：
　　1.與正常組大鼠相比,哮喘大鼠氣道反應(yīng)性明顯增高(P<0.05);氣道結(jié)構(gòu)發(fā)生重構(gòu),氣管管壁明顯增

6、厚(P<0.05),管壁周?chē)写罅垦装Y細(xì)胞浸潤(rùn);氣管上皮纖毛擺動(dòng)頻率降低;肺泡灌洗液中嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量明顯增多;血漿中IL-8和TNF-a的含量明顯增高(p<0.05);這些結(jié)果說(shuō)明哮喘時(shí)大鼠機(jī)體發(fā)生了炎癥反應(yīng);
　　2.與正常組大鼠相比,哮喘組大鼠氣道內(nèi)線(xiàn)粒體的超微結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,出現(xiàn)明顯的腫脹與破壞;說(shuō)明哮喘時(shí)氣道內(nèi)線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,其導(dǎo)致的功能損傷在哮喘的發(fā)病機(jī)制起重要作用;
　　3.與正常組細(xì)胞相比,IL-4刺激的氣

7、道上皮細(xì)胞其活性氧含量與細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度明顯增高(P<0.05),其纖毛擺動(dòng)頻率明顯降低(P<0.05);用不同濃度H2O2刺激細(xì)胞時(shí),細(xì)胞纖毛擺動(dòng)頻率隨濃度的增高而降低,均低于正常組(P<0.05)。
　　結(jié)論：
　　上述結(jié)果表明哮喘時(shí)線(xiàn)粒體的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生明顯的破壞,損傷后的線(xiàn)粒體會(huì)導(dǎo)致胞漿內(nèi)鈣離子濃度的升高及大量活性氧的釋放,活性氧的釋放會(huì)導(dǎo)致纖毛擺動(dòng)頻率的降低,使其無(wú)法維持正常的呼吸道功能,這將進(jìn)一步加重炎癥,導(dǎo)致哮喘遷