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目的氧化应激参与机体内许多疾病的病理过程,其中包括慢性阻塞性肺疾病(COPD),既往的研究显示氧化应激可能在COPD时膈肌功能异常中发挥作用,但其中的机制目前尚不十分明确。本研究旨在探讨轻-中度慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者膈肌的超微结构及组织学改变的特点及内源性一氧化氮合酶(NOS)的表达变化,进而揭示一氧化氮(NO)在COPD膈肌功能异常中可能发挥的作用,明确COPD膈肌功能异常可能的机制。方法对19例患有肺或食管肿瘤须行开胸手术的患者留取膈肌样本,其中12例为轻-中度COPD患者,7例为肺功能正常的对照患者。通过透射电镜观察膈肌组织超微结构的损伤;用免疫组织化学方法观察膈肌纤维肌球蛋白重链(myosin heavy chain,MHC)亚型表达的改变及肌纤维横截面积(cross section area, CSA)的变化;以免疫组化方法确定一氧化氮合酶(nitric oxide synthases, NOS)在膈肌内的表达部位,westernblot法测定一氧化氮合酶(NOS)及超氧化物亚硝基酪氨酸(nitric-tyrosine, NT)的表达变化。所有病例均测量身高和体重,检测血清白蛋白含量,来评价营养状况;所有入选患者均进行肺功能测定。结果(1)透射电镜下可见COPD组患者膈肌肌丝排列紊乱及断裂,可见局灶性肌丝断裂和溶解;Z线模糊,呈锯齿状,A带和Ⅰ带破坏、结构消失;线粒体呈簇状分布,嵴变形减少,基质空亮,部分伴有髓样变;(2) COPD组患者膈肌细胞肌球蛋白重链(MHC)亚型表达与对照组相比无明显差异(P>0.05);(3) COPD组患者膈肌细胞横截面积(CSA)与对照组相比无显著差异(P>0.05),中度COPD患者的Ⅰ型纤维的CSA与对照组相比显著减少(P<0.05);(4) COPD组患者膈肌细胞MHCslow和MHCfast蛋白表达均降低(P<0.05),MHC蛋白表达与肺功能FEV1% predicted呈正相关;(5) COPD组患者膈肌细胞内nNOS和iNOS蛋白表达均明显升高(P<0.05),而eNOS蛋白表达在对照组与病例组之间无显著差异;(6) COPD组患者膈肌细胞内亚硝基酪氨酸(NT)蛋白表达明显升高(P<0.05);(7) NOS和NT表达均与肺功能FEV1% predicted呈负相关。结论在轻-中度COPD患者中,膈肌纤维的适应性变化发生之前就已经存在超微结构的损伤和膈肌纤维的萎缩,膈肌内源性NOS表达升高,使NO生成过量,引起超氧化物亚硝基酪氨酸(NT)产生增加,进而造成膈肌内功能蛋白的损伤,可能在膈肌功能的异常中发挥作用。