颈动脉体在COPD大鼠甲状腺形态及功能变化中的作用

杨洋 苏文凌 王小义 赵晓赟

(天津市胸科医院 1内分泌科，天津 300000；2门诊办公室；3呼吸与危重症医学科)

甲状腺是人体重要的内分泌器官，甲状腺激素对人体的代谢具有重要意义。临床中常发现慢性阻塞性阻肺疾病(COPD)患者、呼吸衰竭患者、阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者伴有甲状腺功能异常改变〔1，2〕，但对其机制的研究较少，本研究探讨COPD大鼠甲状腺的形态、病理及功能变化及其机制。

1 材料与方法

1.1材料 脂多糖(LPS)购自Sigma公司；前门牌香烟购自天津卷烟厂；自制动物烟雾箱；小动物肺功能仪购自北京广源达科技发展有限公司。

1.2动物分组 雄性Wistar大鼠30只，体重200～250 g，购于天津市实验动物中心。按随机数字法分为COPD组20只和对照组10只。COPD造模成功后，再随机分为颈动脉体化学损伤亚组(COPD-真损伤组)和颈动脉体假损伤亚组(COPD-假损伤组)各10只。

1.3COPD模型的建立 采用香烟熏雾联合LPS法制作COPD模型〔3〕。实验组气管内注入LPS(0.2 ml)，对照组气管内注入0.2 ml 0.9%NaCl。分别在第1、15、30、45天注药。实验组采用烟熏法(前门牌香烟，焦油含量12 mg/支)，2次/d，每次10支烟，每次1 h，共60 d。对照组放入烟熏箱，但不给予烟熏，共60 d。第30天进行肺功能检测，第0.3秒用力呼气容积(FEV0.3)与用力呼气容积(FVC)比值小于70%，继续造模，否则重新补充大鼠，最终通过病理鉴定。

1.4颈动脉体损伤手术 COPD造模成功后，行颈动脉体损伤手术：用水合氯醛以300 mg/kg剂量腹腔内注射进行麻醉，麻醉后仰卧绑定大鼠四肢；颈部去毛，用75%酒精对大鼠颈部皮肤进行消毒，沿颈中线做一长2 cm的纵行切口，充分暴露颈内结构后，钝性分离出双侧颈动脉分叉部，至上下各1 cm；用弯头镊子从颈动脉分叉处夹起颈动脉，将浸泡有10%过氧化氢的宽约2 cm的滤纸条包裹颈动脉，停留3 min；取下滤纸，用0.01 mol/L磷酸盐缓冲液(PBS)清洗刀口处3次后缝合；待大鼠苏醒后送回动物房，保证食物和饮水供应。颈动脉体假手术：仅在用0.9%NaCl溶液浸泡的滤纸条包裹颈动脉，其他步骤操作方法与颈动脉体损伤手术组完全相同。

1.5血液及标本采集 COPD模型制备成功后，于第60天将大鼠腹腔注射10%水合氯醛溶液(0.3 ml/100 g)3 ml麻醉，由左心室插入静脉针头取血约10 ml处死，收集血液标本，离心后-80℃冻存待测。在冰床上迅速解剖分离出大鼠甲状腺称重后连同颈动脉放入中性缓冲甲醛固定液固定。

1.6甲状腺功能相关指标 采用放射免疫分析法对大鼠血清三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、促甲状腺素(TSH)、反T3(rT3)、甲状腺过氧化物酶抗体(TG-Ab)、甲状腺球蛋白抗体(TPO-Ab)进行测定(由北方医学检测中心完成)。

1.7甲状腺及颈动脉体病理结构 固定好的甲状腺和颈动脉，常规石蜡包埋、切片，苏木素-伊红(HE)染色，进行病理观察。

1.8统计学分析 应用SPSS19.0软件进行t检验。

2 结 果

2.1COPD大鼠模型制作成功 对照组肺组织机构清晰，肺泡完整没有炎性渗出。COPD组肺泡结构被破坏，可见肺大疱形成，间质可见大量炎症细胞，见图1。

图1 肺组织病理(HE，×40)

2.2各组甲状腺重量比较 COPD-假损伤组甲状腺重量为(69.96±14.62)mg，COPD-真损伤组为(47.21±5.97)mg，对照组为(45.20±4.89)mg，COPD-假损伤组与对照组和COPD-真损伤组比较差异有统计学意义(P<0.05)。

2.3各组血清T3、T4、TSH、rT3、TPOAb、TgAb水平变化 COPD-假损伤组TSH、T3、T4、rT3、TG-Ab、TPO-Ab水平与COPD-真损伤组和对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 各组血清T3、T4、TSH、rT3、TPOAb、TgAb水平比较

2.4各组甲状腺、颈动脉体病理变化 对照组与COPD-真损伤组甲状腺病理：滤泡大小基本一致，完整，圆形或椭圆形，充满红色胶质，染色均匀，滤泡间质无水肿，上皮细胞无增生。COPD-假损伤组甲状腺病理：滤泡大小不一致，有破坏，可见胞质流出，可见异常增生。对照组和COPD-假损伤组颈动脉体可见大量成熟神经元细胞，少量上皮细胞。COPD-真损伤组可见少量神经元细胞，较多上皮细胞，见图2。

图2 各组甲状腺、颈动脉体变化(HE，×40)

3 讨 论

下丘脑-垂体-甲状腺系统在调节机体的各种病理状态和应激反应下可以发生相应改变。下丘脑与腺垂体之间通过垂体门脉系统发生功能联系，下丘脑产生的释放激素和释放抑制激素经垂体门脉系统调节腺垂体分泌活动，另一方面，腺垂体产生的各种激素又可通过垂体血液环流，到达下丘脑，反馈影响下丘脑功能活动。腺垂体产生的激素作用于全身靶器官(靶腺)，同时接受其反馈调节，并反馈调节下丘脑功能，形成下丘脑-垂体-靶腺轴系统〔4～6〕。 甲状腺、垂体、下丘脑等为高代谢器官，甲状腺激素属于高耗氧激素，所以对于缺氧反应比较敏感；缺氧持续加重，不仅甲状腺自身分泌激素减少，垂体和下丘脑也会做出相应改变，进一步减少甲状腺激素的释放。所以可能出现TSH、T3、T4同时下降的可能。曾有文献报道危重的COPD患者伴有垂体性甲状腺功能减退，即甲功三项同时减低的情况〔7～9〕。未经补充甲状腺激素，随着原发疾病好转，甲状腺激素水平恢复正常，说明了甲状腺激素水平的下降是适应性改变〔10〕。本研究结果证实了甲状腺激素水平的下降不是甲状腺自身疾病所致，与甲状腺在缺氧条件下发生适应性改变相一致。既往动物实验证实，间歇性缺氧大鼠模型能引起下丘脑-垂体-甲状腺轴的功能紊乱〔11〕。本研究结果说明在慢性缺氧状态下，甲状腺发生了自身免疫反应，从而导致甲状腺滤泡破坏，分泌功能下降。

本课题组一直致力于研究颈动脉体在COPD、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征等缺氧性疾病中的作用〔12〕。人类的颈动脉体长约6 mm，位于颈总动脉分叉处血管外膜的结缔组织内，由该结缔组织发出若干小隔伸入体内而将其分为若干小叶。供给颈动脉体的神经为由舌咽神经发出的窦神经，该神经是由传入纤维组成，并认为颈动脉体为一化学感受器。电镜下颈动脉体含有两型细胞，Ⅰ型为颗粒性的主细胞，Ⅱ型为非颗粒性的支持细胞。一般认为Ⅰ型细胞具有化学感受功能，当缺氧发生时该细胞可释放神经递质，产生传入神经兴奋。颈动脉体的Ⅰ型细胞内含有儿茶酚胺，故认为颈动脉体属于副神经节，类似内分泌组织〔13〕。既往有研究显示颈动脉体位于颈总动脉分叉处，通过神经通路反馈到呼吸调剂中枢及运动中枢，再经过反射弧对呼吸驱动力和呼吸节律进行调节〔14〕。本研究结果提示颈动脉体可能介导了缺氧对甲状腺的损伤。颈动脉体作为一种化学感受器，本实验初步证明了其在缺氧与组织损伤之间的作用，具体机制有待进一步研究。