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目的:阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea,OSA)是指睡眠过程中反复产生上气道阻塞或者塌陷,表现为睡眠打鼾、憋气等症状,可产生多种并发症。胃食管反流病(gastroesophageal reflux disease,GERD)是一种常见的消化系统疾病,表现为胃或十二指肠内容物反流入食管引起不适,其发病率有逐渐增高的趋势。GERD是一种多因素慢性消化道疾病,常见病因包括食管下括约肌功能失调、消化道动力障碍、食管黏膜屏障破坏等。许多研究表明,GERD与OSA关系密切,OSA患者合并胃食管反流现象远高于普通人群。GERD的主要发病原因为抗反流屏障功能失调,抗反流屏障的重要组成为食管下括约肌(lower esophageal sphincter,LES)和食管黏膜屏障。LES主要由迷走神经支配,其上游主要由孤束核(the nucleus of the solitary tract,NTS)和迷走神经背核(the dorsal motor nucleus of the vagus,DMV)组成的迷走复合体(the dorsal vagal complex,DVC)调控。NTS作为内脏感受核团,接收整合外周传入信息,由运动核团DMV传出迷走神经,特别之处在于LES受到双重支配,由兴奋性胆碱能和抑制性非肾上腺能非胆碱能神经元组成,通过突触分泌兴奋性递质乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)与抑制性递质一氧化氮(nitric oxide,NO)等递质调控LES。由此可见,兴奋性和抑制性两种因素的协调平衡保证LES的正常功能。临床研究中,多项研究表明在OSA患者中存在自主神经系统功能失调。所以有理由相信OSA患者可能会通过影响自主神经系统进而影响LES。而对于另一个主要屏障,食管黏膜屏障易于遭受氧化应激及各种理化因素侵袭而损伤。慢性间歇低氧(chronic intermittent hypoxia,CIH)是OSA的主要病理特征,会产生大量活性氧,同时也会刺激机体启动抗氧化程序,活化核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid2-related factor 2,Nrf2)及其下游抗氧化酶,若氧化应激和抗氧化系统失衡,则会损伤食管黏膜屏障,具体表现为细胞之间紧密连接(tight junction,TJ)蛋白受损,细胞间隙增宽,更易于受到有害物质损伤。本研究通过建立大鼠CIH模型,探究CIH对大鼠食管抗反流屏障功能的影响。研究方法:1.CIH对大鼠食管抗反流屏障功能的影响选取雄性SD大鼠(SPF级)48只,随机分为常氧组(NO)、CIH3天(CIH3D)、CIH4周组(CIH4W)、CIH8周组(CIH8W)。CIH组大鼠置于低氧舱中,设置氧气浓度范围为6%-21%,3分钟为一个循环,平台期维持50秒,每天连续8小时,分别观察低氧3D、4W、8W时大鼠的食管功能情况。采用苏木精-伊红染色(HE)评估食管黏膜组织形态;透射电镜观察食管黏膜细胞间隙;TUNEL染色评估细胞凋亡情况;ELISA等方法测定黏膜悬液氧化应激及炎症指标;聚合酶链式反应(PCR)、蛋白质印迹(Western blot)和免疫组化用于量化食管黏膜TJ蛋白、桥粒和Nrf2及其下游蛋白的表达;使用食道动力检测系统评估大鼠LES静息压力及一过性LES松弛次数(Transient lower esophageal sphincter relaxation,TLESR)。2.Nrf2/ARE信号通路在CIH诱导大鼠食管黏膜屏障损伤中的作用将48只SD大鼠随机分为CIH8W+Na Cl组(CIH8W+Na Cl)、CIH8W+Nrf2激动剂组(CIH8W+TBHQ)、CIH8W+Nrf2抑制剂组(CIH8W+BR)和常氧组(NO)。参照实验第一部分构建大鼠CIH模型,CIH8W+TBHQ组大鼠在低氧前给予腹腔注射20 mg/kg TBHQ,CIH8W+BR组大鼠按照1 mg/kg的剂量给药,CIH8W+Na Cl组则注射生理盐水。采用苏木精-伊红染色(HE)、透射电镜、TUNEL染色、氧化应激及炎症指标、免疫组化、Western blot等方法来检测分析Nrf2激动剂TBHQ和抑制剂Brusatol对大鼠食管黏膜屏障的影响。3.迷走复合体(NTS/DMV)及其传出迷走神经通路在CIH影响大鼠LES功能中的作用54只SD大鼠随机分为慢性间歇低氧组(CIH)、迷走神经切断组(CIH+vagotomy)、假手术组(CIH+Sham)、NOS抑制剂组(CIH+L-NAME)、药物对照组(CIH+Na CL)和常氧组(NO)。使用食道动力检测系统测定各组大鼠LES压力及松弛次数,CIH+vagotomy组大鼠测压前进行迷走神经切断术,CIH+L-NAME组大鼠在测压前按照剂量20mg/kg注射NOS抑制剂L-NAME。利用逆行追踪剂Dil标记中枢调控LES核团位点。用Western blot和免疫组化检测中枢核团和外周食管黏膜n NOS表达变化。结果:1.CIH对大鼠食管抗反流屏障功能的影响。1.1与NO组相比,CIH8W组大鼠TLESR增多(P<0.05)。1.2随着CIH时间延长,大鼠食管黏膜组织形态发生改变,在CIH3D组无明显变化,但是CIH4W组大鼠出现乳头延伸,在CIH8W组出现基底层增厚,角质层改变,炎性细胞增多。1.3随着CIH的延长,透射电镜下大鼠食管黏膜细胞间隙增宽(P<0.05)。1.4随着CIH的延长,大鼠食管黏膜凋亡细胞增多(P<0.05)。1.5大鼠食管黏膜的炎症因子IL-6含量随着CIH时间延长而逐渐升高(P<0.05),而IL-1β则无明显差异(P>0.05)。1.6大鼠食管黏膜MDA含量随着CIH时间的延长而逐渐增高,而SOD活性在CIH第3天显著升高,随后逐渐下降(P<0.05)。1.7 Western blot和免疫组化结果显示大鼠TJ蛋白和桥粒表达随CIH时间延长而逐渐降低(P<0.05)。2.Nrf2/ARE信号通路在CIH诱导大鼠黏膜屏障损伤中的作用2.1与NO组相比,PCR和Western blot结果显示Nrf2及其下游抗氧化蛋白SOD2、NQO-1在CIH第3天显著增高,随后表达逐渐下降(P<0.05)。2.2与CIH8W+Na CL组相比,CIH8W+TBHQ组大鼠黏膜形态明显改善,而CIH8W+BR组形态则恶化。2.3与CIH8W+Na CL组相比,CIH8W+TBHQ组大鼠黏膜细胞间隙明显降低(P<0.05),而CIH8W+BR组则细胞间隙则增大(P<0.05)。2.4与CIH8W+Na CL组相比,CIH8W+TBHQ组大鼠黏膜悬液的氧化应激指标SOD明显升高,与NO组相比则无明显差异,而CIH8W+BR组则结果相反;相较于CIH8W+Na CL组,CIH8W+TBHQ组大鼠黏膜的MDA明显降低,CIH8W+BR组大鼠黏膜的MDA则升高;与CIH8W+Na CL组相比,CIH8W+TBHQ组炎性因子IL-6显著下降,而CIH8W+BR组则相反。2.5与CIH8W+Na CL组相比,CIH+TBHQ组TJ蛋白和桥粒表达明显升高,而CIH+BR组结果则相反。3.迷走复合体(NTS/DMV)及其传出迷走神经通路在CIH影响大鼠LES功能中的作用3.1与NO组相比,CIH组大鼠TLESR次数显著增多(P<0.05);与CIH组相比,CIH+Vagotomy组和CIH+L-NAME组大鼠TLESR次数显著减少(P<0.05)。3.2与NO组相比,CIH组大鼠LES处n NOS含量表达增多(P<0.05),而Ch AT含量则无明显变化。3.3 Dil逆行追踪结果显示追踪标记物出现在疑核和迷走复合体。3.4与NO组相比,CIH组大鼠迷走复合体头部内侧n NOS表达强度增强(P<0.05)。3.5与CIH组相比,CIH+L-NAME组和CIH+vagotomy组n NOS蛋白表达强度均减弱(P<0.05)。结论:1.CIH会导致大鼠食管的抗反流屏障损伤。CIH大鼠黏膜损伤表现为形态改变、细胞间隙扩大、凋亡细胞增多,TJ蛋白和桥粒表达降低,且随着CIH时间延长动态恶化;CIH大鼠TLESR增多。2.CIH组大鼠抗氧化系统Nrf2/ARE通路失调,增强Nrf2/ARE通路可改善CIH诱导的大鼠食管黏膜屏障损伤。3.CIH可使大鼠LES功能失调,机制可能涉及迷走复合体及其迷走神经传出通路紊乱。