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1、慢性支气管炎的中药药研究思路与方法 概述 慢性支气管炎 chronicbronchitis 是由于感染或非感染因素引起的气管 支气管粘膜炎性变化 粘液分泌增多主要特征 临床上以长期咳嗽 咯痰 气短或伴有喘息为主要特征 病因 吸烟普遍认为吸烟为慢性支气管炎的主要发病因素 吸烟能使支气管上皮纤毛变短 不规则 纤毛运动发生障碍 降低局部抵抗力 削弱肺泡吞噬细胞的吞噬作用 又能引起支气管痉挛 增加气道阻力 理化因素大气污染 粉尘 刺激性烟雾 如二氧化硫 化学毒物等慢性刺激 均可使支气管粘膜发生慢性炎症 削弱了呼吸道的防御功能促进本病发生 感染因素呼吸道的反复感染与慢性支气管炎发病 发展和加重关系密切
2、患者常见的细菌有流感嗜血杆菌 肺炎双球菌 甲型链球菌 奈瑟球菌等 在急性发作期 常见病毒以流感病毒 副流感病毒 鼻病毒 腺病毒 呼吸道合胞病毒为多见 在机体免疫力功能低下时 病毒的感染引起支气管粘膜损伤 为细菌的继发感染创造了条件 引起本病的发生和反复发作 过敏因素许多抗原性物质 如尘埃 尘螨 细菌 真菌 寄生虫 花粉 化学物质气体等以及寒冷的空气均可引起慢性支气管炎速发型和迟发型变态反应 引起支气管平滑肌收缩 粘膜血液循环障碍和分泌物排出困难 对具有过敏史和哮喘型慢性支气管炎患者来说 此病多数与过敏因素有关 病机 呼吸道局部防御和免疫功能的失调在正常情况下 下呼吸道始终保持无菌状态 全身或呼
3、吸道局部的防御功能减退 免疫球蛋白减少 组织退行性变 单核吞噬系统机能衰退等可导致患者感染或无菌性炎症反应性急性支气管炎 反复发作可转化成慢性支气管炎 而支气管反应性的异常升高或免疫反应的亢进也可能导致支气管对外来因素的过敏性病理组织学变化 造成急性支气管哮喘 进而发展成慢性支气管炎 植物神经功能失调表现为支气管粘膜的迷走神经感受器反应性增高 副交感神经功能亢进 外来因素的刺激 可引起支气管收缩 产生痉挛 分泌物增加 产生咳嗽 咯痰 气喘等症状 3 病理组织学的变化在一种或多种因素的影响下 慢性支气管炎患者和支气管发生渐进性的病理组织学变化 小支气管壁明显增厚 其中平滑肌层增厚最明显 粘液腺和
4、浆液腺增大支气管粘膜发生溃疡 肉芽组织增生 肥大 分泌物增多 细支气管粘膜肿胀 软骨可发生不同程度的萎缩与变性 部分被结缔组织所取代 细支气管壁的支撑力明显减弱 导致管腔狭窄及产生活瓣作用 吸气时气体尚能进入肺泡 呼气时 支气管收缩 陷闭而呼出困难 粘液潴留于管腔内 炎性渗出物的积聚 缺氧引起支气管及细支气管痉挛收缩使气流阻塞 气道炎症可使支气管粘膜的柱状上皮细胞变性 坏死 增生和鳞状化生 吸烟 理化因素以及炎症使气管 支气管纤毛发生粘连 倒伏 卷曲 折断 甚至脱落 纤毛的运送清除功能减弱 受损 使粘液和炎性渗出物 含有细菌 病毒 异物 在支气管内滞留 特别是伴有慢性粘液高分泌病变 可使肺泡通
5、气不足 肺内气体分布不均匀 通气血流比例失调 弥散功能减低 其结果出现低氧血症 吸烟可致肺局部中性蛋白酶活性增强 而与遗传因素有关的 1抗胰蛋白酶的缺乏则使抑制多种酶 包括中性蛋白酶 活性的减弱 这种肺局部中性蛋白酶活性增强与抑制间平衡出现障碍 当肺部有炎症时 白细胞 肺巨噬细胞释放出的纤维蛋白溶解酶 能引起肺脏广泛损害和肺气肿发生 研究思路 一 对植物神经系统的影响慢性支气管炎的主要诱因如长期吸烟 理化因素刺激所致的呼吸道病理生理的变化与植物神经系统功能失调所致的影响类似 一 抗胆碱药 M受体阻滞药 洋金花 莨菪碱等抗胆碱药用于治疗气管痉挛已有100多年历史 该类药物不仅可使支气管扩张 也可
6、减少腺体分泌 降低副交感神经张力 国内七十年代曾使用大剂量洋金花提取物 东莨碱 治疗慢性支气管炎 虽然出现明显的副作用 中枢精神症状 但其愈显率达60 以上 可见 气管平滑肌解痉 腺体分泌抑制等抗胆碱作用加之东莨碱的中枢镇静 兴奋呼吸中枢 改善微循环等作用可以作为治疗慢性支气管炎药物重要的药效 具有抗胆碱作用的中药华山参滴丸等已作为治疗慢性支气管炎的药物应用 二 受体激动药麻黄及其麻黄生物碱类药 对 与 受体都有激动作用 激动气道平滑肌上 2受体能缓解支气管平滑肌痉挛 激动肥大细胞与嗜碱细胞膜上的 2受体可以抑制过敏介质的释放 缓解由于过敏反应所致的支气管平滑肌痉挛和支气管粘膜充血水肿 有利于
7、解除喘息 同时其 受体的激动作用亦有助于粘膜充血水肿的缓解 但是 受体激动以及 1受体的激动又可能减弱平喘作用 引起心动过速 血管收缩等副作用 因此 近年来选择性 2受体激动药发展很快 如沙丁胺醇 特布他林 丙卡特罗 氯丙那林等一批支气管扩张剂用于治疗慢性支气管炎的支气管痉挛 其中沙丁胺醇 丙卡特罗尚有祛痰和促进纤毛运动的作用 在中药中虽然有一些如芸香草 牡荆等具有止喘祛痰作用的中药口服和喷雾剂 但由于未进一步进行药理作用机理的研究 因而限制了新药的进一步开发和药物的正确使用 对此 应该引起研究者的思考 二 祛痰作用慢性支气管炎患者呼吸道内产生大量粘液分泌物 气管支气管收缩加之病变使纤毛运动功
8、能障碍 使痰液潴留于呼吸道内 阻塞呼吸道影响通气 又可使细菌生长引起继发感染 对气管的刺激反应又可以引起咳嗽反射和喘息 其中咳嗽反射应属于良性反射 有利于排痰作用 因此 应用有效的祛痰药 使痰液稀释和松动并及时排出体外 是慢性支气管炎急性发作和迁延期有效的治疗方法 祛痰药的药理作用包括 一 降低痰液粘稠度 稀释痰液作用满山红 牡荆 猫眼草 侧柏叶等治疗慢性支气管炎药以及桔梗 远志 贝母等多数中药均经小鼠酚红实验证明具有促进气管分泌液的作用 芸香草 牡荆油类挥发油制剂以及远志 桔梗等含皂甙的制剂也能增加粘液分泌 促进纤毛运动 降低痰液粘稠度 二 粘痰溶解作用近年来西药发现溴已新能使痰液中酸性糖蛋
9、白的多糖纤维裂解 还能使呼吸道粘液腺和杯状细胞中合成酸性糖蛋白减少 羧甲司坦使低粘度的唾液粘蛋白分泌增加 高粘度的岩藻粘蛋白产生减少 从而降低痰液粘滞度 氨溴索则能促使呼吸道表面活性物质的形成 调节浆液性和粘液性物质的分泌 增加中性粘多糖的分泌 减少酸性粘多糖的合成 并促进代谢 使呼吸道粘液粘稠度下降 利于排出 还可以改善纤毛运动 可见痰液的成分分析和纤毛运动对分析中药祛痰药理作用是不可缺少的 中药的粘痰溶解作用的研究尚少 应予重视 三 慢性支气管炎病理变化的影响慢性支气管炎药物的药效学研究首先应进行慢性支气管炎动物模型的筛选和研究 尤其应观察其呼吸道和肺组织的病理组织学和生化测试结果的影响
10、目前 多数中药仅进行止咳 祛痰 平喘 抗炎等药效学的研究 其中祛痰作用重点观察呼吸道分泌的增加 与慢性支气管炎患者气管杯状细胞增加 腺体痰液分泌量过多并不一致 近年来 新药药效学研究过程中逐渐重视慢性支气管炎动物模型观察其药理作用 艾麻口服液用脂多糖复制的大鼠模型 复方薤白胶采用SO2复制的大鼠慢支模型 咳喘宁用烟薰的大鼠慢支模型 清源化痰颗粒用寒冷加烟薰的小鼠慢支模型 其观察指标主要是为病理组织学变化 包括管壁纤维组织增生 上皮细胞坏死脱落 慢性炎细胞浸润 腺体和杯状细胞增生 也有测定血浆和支气管灌洗液中内皮素 降钙素基因相关肽 肺组织中丙二醛 SOD者 以说明药物对慢性支气管炎的作用 综上
11、所述 慢性支气管炎药效学研究时应考虑中药标本兼治的特点 作为治标应以祛痰 包括粘液分泌量的增加或减少 粘稠度下降 平喘 M受体阻滞 受体激动 以及促进纤毛运动为主 止咳仅作为必要时的辅助作用 轻度止咳对本病无临床意义 作为治本 则主要观察对慢性支气管炎动物模型的病理组织学的影响 应能恢复各种因素造成的病理组织学损伤 为临床研究提供确切的药理学依据 研究方法 实验动物的选择慢性支气管炎模型以大鼠和小鼠较常用 豚鼠 家兔和犬也有使用 祛痰试验以大鼠 猫 兔 犬 集痰法 较常用 大鼠和小鼠适用于筛选 气管染料排出法 大鼠 家兔 猫 鸽 蛙 鸡可用于纤毛活性和纤毛运动的研究 动物模型 慢性支气管炎模型
12、祛痰和纤毛运动 慢性支气管炎模型 原理慢性支气管炎由上呼吸道病毒或细菌反复感染引起 也可由某些理化因素或抗原性物质多次刺激造成 因此利用化学物质 如氨水 SO2 烟雾 烟叶 锯木烟 以及复合因素刺激 如细菌或寒冷 方法 大鼠烟熏模型置27M3烟室内 用混合烟150 200mg m2 200g锯末 15 20g烟叶 6 7g辣椒及1g硫磺混合 20 30min内烧化 颗粒在0 5 1 m以上 吸入 每周6次 44天即可形成慢性支气管炎病变 或置薰烟专用箱中 约1m3 用白松刨花或烟叶10g点燃后将烟送入箱内 每日一次 每次保持30分钟 中间补充薰一次保持烟雾浓度 15天以后出现不同程度炎症病理变
13、化 20天见典型慢性支气管炎病理变化 小鼠二氧化硫模型吸入2 SO2 每日10秒 10 18天出现支气管炎病变 27天后出现重型支气管炎病变 豚鼠烟熏模型用香烟一支半 在211容器内燃化共10分钟 换气5分钟 每天一次 每周6次 同时置气温7 8 中一小时 隔天1次 45天改为每周2次 28 35天可出现慢性支气管炎病变 6周后病变保持并逐渐加重 另外据报道有用流感杆菌9亿 ml 甲链6亿 ml 卡他9亿 ml 肺炎双球菌6亿 ml 以4 3 2 1混合菌液在大鼠麻醉下滴鼻0 1ml每周1次 6周有形成慢性支气管炎趋势以及用气管内注入脂多糖的方法建立大鼠慢性支气管炎模型 目前尚有用0 001
14、0 044mg L含CL2空气 每日25 30min让小鼠吸入 约3 5天后成功造慢性支气管炎疾病模型以及用每升含0 3ml氨水的空气每15 20分钟重复一次 每次2 3分钟 一日8次 仅刺激一或用天 32天后成功造成小鼠慢性支气管炎模型的报道 祛痰和纤毛运动 原理用气管插管可以直接测定从气管或支气管排出的粘液量 从而判断药物对杯状细胞和腺细胞粘液分泌的影响 通过测定粘液中粘多糖 肺表面活性物质等可以了解药物对痰液粘度和成分的影响 通过墨汁或木屑在气管表面的运动 可以观察药物对纤毛运动的影响 方法 呼吸道分泌量测定 家兔 猫或犬麻醉后用气管插管 收集流出的呼吸道液体 大鼠可用毛细管法收集气管粘
15、液 测定分泌量 利用酚红 伊文思篮或荧光素钠测定小鼠或大鼠 家兔呼吸道内的分泌量以间接观察粘液分泌量 粘液成分分析 豚鼠气道粘液粘多糖测定 豚鼠麻醉处死 气管称重 用棉棒或滤纸取出粘液用蒸馏水洗下 离心 取上清液 加入四硼酸硫酸溶液和咔唑溶液 混匀加热 冷却后在530nm比色 测定粘多糖含量 大鼠用生理盐水自气管冲洗肺 取得肺泡冲洗液 用氯仿提取磷脂 加锇酸溶液分离卵磷脂 用薄层色谱扫描定量测定肺表面活性物质 纤毛活性和纤毛运动 家鸽 或蛙 家兔 鸡 麻醉背位固定 切开气管 用木屑 印度墨汁 碳粒 塑料颗粒 在一定光源下观察其运动速度以判断纤毛运动 大鼠麻醉后通过专用设备 如光纤镜 深入气管
16、接显微镜 电视屏幕或摄像 观察纤毛摆动频率 以观察纤毛活性 客观指标 慢性支气管炎模型通常采用病理组织学方法 可见气管粘膜上皮组织增生 上皮有灶性坏死及鳞状上皮化生 杯状细胞增生 粘膜下层及小支气管周围有明显的淋巴细胞浸润 末梢支气管扩张和炎性渗出物充填 肺部可见慢性灶性间质性肺炎及慢性灶性胸膜炎 电镜观察可见模型小鼠气管的纤毛上皮细胞的纤毛数目减少 纤毛变短 纤毛基部的线粒体减少 在模型动物处死前 可进行直接法粘液分泌量和粘液成分测定 也有测定血浆和支气管灌洗液中内皮素 降钙素基因相关肽含量 两种成分含量升高 谷光甘肽和谷光甘肽过氧化物酶的含量 两者含量降低 肺组织中丙二醛和超过氧化物歧化酶含量降低 祛痰试验直接测试粘液分泌量或粘液中染料分泌量 测定粘液中影响粘度的成分 包括测定粘液粘度 粘多糖 糖蛋白和蛋白质 肺泡表面活性物质 饱和卵磷脂 等的含量测定
