从津液角度探讨肺与大肠相表里的生物学基础※
2019-05-27程静王平
程静 王平
(湖北中医药大学基础医学院中医基础理论教研室,湖北 武汉 430065)
《灵枢·本输》记载“肺合大肠,大肠者,传导之府”,明确指出肺与大肠的紧密关系。《黄帝内经》以降,以“肺与大肠相表里”脏腑表里相合理论,一直是中医藏象学说中最具特色的重要理论。脏腑表里相合理论认为,相表里的脏腑之间在生理状态下功能相互协调促进,而在病理状态下,相表里的脏腑之间病变往往因经络络属而相互影响。数千年来,“肺与大肠相表里”的脏腑表里相合理论一直有效地指导着中医临床实践,形成了系统的“肺病治肠”“肠病治肺”“肺肠同治”的整体疗法。本课题基于中医学津伤化燥病因病机理论和“肺与大肠相表里”的藏象理论,以检测津亏肠燥大鼠模型“肺与大肠”脏腑系统生理病理变化为主要切入点,同时观察增液承气汤对该津亏肠燥实验动物模型的干预作用,探讨中医学“肺与大肠相表里”理论的生物学基础,为阐明“肺与大肠相表里”的现代医学机制提供实验依据。
1 资料与方法
1.1 实验动物 健康SD大鼠40只,购自华中科技大学同济医学院实验动物中心,体质量(200±20)g,清洁级,雌雄各半。
1.2 药品及试剂 复方地芬诺酯(江苏平光制药有限公司生产,批号:0904141。每片含盐酸地芬诺酯2.5 mg,硫酸阿托品0.025 mg)。增液承气汤(购自湖北中医药大学附属医院国医堂门诊部。玄参30 g,麦冬25 g,生地黄25 g,大黄9 g,芒硝5 g),前3味中药用蒸馏水浸泡30 min,水煎2次后合并药液,过滤,浓缩,入大黄再煎煮3 min,最后入芒硝,蒸馏水调浓度至每1 mL相当于0.8235 g生药。大黄组参照人常用量10 g/d计算,用蒸馏水浸泡30 min后,煎煮3 min,蒸馏水调浓度至每1 mL相当于0.09 g生药。所有实验用煎剂置于4℃冰箱备用。AQP1、AQP3(美国Sigma公司,批号:2009061)。其他试剂均为市售分析纯。
1.3 仪器 电子天平MP200A(上海市第二天平仪器厂),H600透射电子显微镜(日本日立公司)。
1.4 实验方法
1.4.1 模型构建 除空白组外,其余3组应用限水联合复方地芬诺酯灌胃的方法,建立复合因素津亏肠燥大鼠模型。具体方法是:给水方法改自由饮水为灌胃给水,每天总给水量为10 mL,上午8点以浓度为10 mg/mL复方地芬诺酯药粉混悬液2 mL灌胃,中午12点灌胃给水3 mL,下午16点灌胃给水2 mL,晚上20点灌胃给水3 mL,连续限水 14 d[1]。
1.4.2 给药干预 造模14 d后进行药物干预。以临床人用药等效剂量为参考,按人与大鼠体表面积系数比确定给药量[2],各治疗组分别以增液承气汤、大黄水煎液,模型组给予等容积的生理盐水灌胃。药物干预连续7 d。
模型组:上午8点以浓度为10 mg/mL复方地芬诺酯药粉混悬液2 mL灌胃,中午12点灌胃给水3 mL,下午16点灌胃给水2 mL,晚上20点灌胃给水3 mL。总灌胃量10 mL/d。
增液承气汤组(简称增承组):上午8点以增液承气汤混悬液2 mL灌胃,中午12点灌胃给水3 mL,下午16点以增液承气汤混悬液2 mL灌胃,晚上20点灌胃给水3 mL。总灌胃量10 mL/d。
大黄组:上午8点以大黄混悬液2 mL灌胃,中午12点灌胃给水3 mL,下午16点以大黄混悬液2 mL灌胃,晚上20点灌胃给水3 mL。总灌胃量10 mL/d。
空白组:正常饮食,在4个时间点等量生理盐水灌胃。
1.4.3 大便质地及排便通畅程度分析 观察各组大鼠排便时间、粪便重量、粒数、含水量等,分析各组大鼠排便状态及粪便质地。
1.4.4 肠道传输功能测定 活性炭灌胃法检测大鼠肠道传输功能。具体方法为:大鼠禁食12 h后,以1 mL/l00 g浓度10%活性炭悬液灌胃,记录大鼠首粒黑便的排出时间,以及24 h排黑便粒数,以粪便干湿重比较检测粪便含水率[3]。
1.4.5 肺组织、肠组织病理学观察 药物干预结束后,大鼠禁食12 h,颈椎脱臼处死,开胸取气管与右侧上叶肺组织,以及结肠近盲肠段约2 cm。所取组织生理盐水冲洗,吸干水分,10%中性甲醛固定,脱水,石蜡包埋,切片厚4 μm,二甲苯脱腊。再经各级乙醇水洗:二甲苯 15 min×2次,分别经 100% 乙醇2 min,100% 的乙醇2 min,95%乙醇2 min,75% 乙醇2 min,蒸馏水洗2 min。经苏木素染色5 min,蒸馏水洗1 min,盐酸乙醇分化30 s,蒸馏水浸泡15 min,放置伊红液中2 min,脱水,透明,中性树胶封片;H600透射电子显微镜下病理观察。
1.4.6 酶联免疫法(ELISA)检测肺组织AQP1和AQP3
1.4.6.1 总蛋白的提取 取新鲜100 mg肺组织,剪碎,匀浆,3000 rpm离心15 min,取上清,0.5 mL离心管分装并置于-20℃保存。
1.4.6.2 蛋白含量的测定 1.5 mL离心管加入4℃储存的考马斯亮蓝溶液1 mL。室温放置30 min,空白样品管考马斯亮蓝加0.15 mol/L NaCl溶液100 μL,混匀放置2 min。测试管考马斯亮蓝加5 μL待测蛋白样品和95 μL 0.15 mol/L NaCl溶液,混匀后静置2 min后检测样品。
1.5 统计学方法 所有检测结果以(x±s)表示。组间比较采用单因素方差分析,SPSS 15.0统计软件进行数据分析。
2 结果
2.1 大鼠大便质地及排便通畅程度分析 肉眼可见模型组大便量减少,粪粒干,粒形缩短,排出缓慢费力;增承组和大黄组粪粒数较模型组多,粒形缩短,部分粪便较软。空白组便质及排便状态未见明显变化。
2.2 肠道传输功能测定
2.2.1 对大鼠排便时间及粒数的影响 结果表明,与空白组比较,模型组的首次排便时间显著延长(P<0.01),排便粒数明显减少(P<0.01);与模型组相比,大黄组首便时间缩短(P<0.05),排便粒数增加无明显统计学意义(P>0.05),增承组首便时间明显缩短(P<0.01),排便粒数增加(P<0.05)。见表1。
表1 4组大鼠排便时间及粒数比较 (x±s)
2.2.2 对大鼠排便重量、粪便含水率的影响 结果表明,与空白组相比,模型组粪便含水率降低(P<0.01),粪便较为干硬;与模型组比,大黄组粪便含水率无统计学意义(P>0.05),增承组粪便含水率增加(P<0.05)。见表2。
表2 4组大鼠含水率比较 (x±s)
2.3 肺、大肠组织病理 肺病理:空白组肺泡均匀,肺间质适中(图1)。模型组肺泡扩张、水肿,肺间质增宽(图2)。增承组肺泡均匀,肺间质增宽,有少量中性粒细胞聚集(图3)。大黄组肺泡扩张,有少量中性粒细胞聚集(图4)。
图1 空白组肺组织(10×10)
图2 模型组肺组织(10×10)
图3 增承组肺组织(10×10)
图4 大黄组肺组织(10×10)
大肠病理:空白组大鼠结肠组织结构正常,绒毛丰富,排列整齐(图5)。模型组肠绒毛变短倒伏,排列不齐,固有层变薄,嗜酸性粒细胞浸润(图6)。增承组可见少量嗜酸性粒细胞(图7)。大黄组结肠固有层内均可见大量嗜酸性粒细胞、淋巴细胞(图8)。
图5 空白组肠组织(10×10)
图6 模型组肠组织(10×10)
图7 增承组肠组织(10×10)
图8 大黄组肠组织(10×10)
2.4 肺组织AQP1和AQP3表达 实验结果显示,与空白组比较,模型组大鼠肺组织AQP1显著降低(P<0.01);与模型组比较,大黄组肺组织AQP1有升高但无统计学意义(P>0.05),增承组肺组织AQP1升高(P<0.05)。与空白组相比,模型组肠组织AQP3降低(P<0.01);与模型组比,大黄组肠组织AQP3升高(P<0.05)。增承组肠组织AQP3显著性升高(P<0.01)。见表3。
表3 肺组织水通道蛋白1、蛋白3浓度 (x±s,pg/g)
3 讨论
中医藏象理论认为,肺和大肠相互配合,在津液的生成、输布和排泄中起了重要作用。同时,津液作为精气的重要组成部分,又是维持肺和大肠生理功能正常发挥的基本物质之一。若津液亏虚,则肺失宣肃,累及大肠传导无力,可以引起便秘;若肠道津液亏虚,易从燥化,循经上扰,损伤肺津。由此可见,津液不足是导致肺病及肠、肠病及肺的重要原因。据此,本课题通过限水引起大鼠肠燥津亏,联合复方地芬诺酯灌胃以抑制大鼠肠蠕动,建立复合病因的津亏肠燥大鼠模型,以津液不足引起肠燥津亏、腑气不通,导致肺失宣肃作为切入点,探讨肠病及肺的生物学机制,并分析中药复方“肺肠同治”的生物学基础。
现代医学认为,呼吸道和肺的许多重要功能与体液转运有关。气道的湿化、肺泡液体清除、各种肺损伤引起肺水肿的形成和消散等,都与体液的转运有关。水通道蛋白(apuaporins,AQPS)是由多种组织细胞膜上存在的转运水的特异性通道。作为介导水跨生物膜转运的主要方式之一,AQPS所介导的自由水快速被动的跨生物膜转运,被认为是水进出细胞膜的主要途径,其功能活性对保持细胞内外环境的稳态平衡起重要作用。目前已知的有12种AQPS,且已证实AQPs存在于各级生命中,包括细菌、酵母及植物等。其中AQP1主要表达于支气管黏膜下腺中的上皮细胞,气管腔上皮细胞顶膜面和肺毛细血管内皮细胞,肺泡Ⅱ型上皮细胞也有少量表达[4-5]。尤其是定位于肺泡周围血管内皮的AQP1,对于维持血管与间质之间的水运动平衡意义重大。AQP1敲除的小鼠肺泡毛细血管间水的通透性较野生型的降低10倍,显示AQP1在肺血管通透性中有重要作用。观察大鼠肺组织AQP1变化,将有利于明确津亏肠燥引起肺病的作用机制。
实验中,我们成功构建了津亏肠燥大鼠模型,并以增液承气汤进行干预,观察到在限水和灌服复方地芬诺酯双重因素的影响下,大鼠大便量减少,粪粒干,粒形缩短,首次排便时间延长,排便粒数减少,肺泡充血、水肿,肺组织AQP1降低;与模型组相比,增液承气汤组有减短大鼠首次排便时间、增加排便量,有改善肺组织功能的作用。因此,我们考虑津液亏虚可能是导致病变由肠及肺的主要原因,水通道蛋白-1在肺和大肠津液代谢中起着重要作用,可能是肺与大肠相表里的生物学基础之一。