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背景慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一种高患病率、高致残率、高病死率的慢性呼吸系统疾病。COPD患者的肺功能逐渐下降,其机制目前尚不清楚,吸烟与感染是COPD的主要危险因素,尤其是呼吸道反复感染及迁延后的慢性炎症反应是导致COPD发生发展的重要环节。有研究表明慢性炎症反应及炎症损伤是COPD的病理生理学基础。目的通过对正常大鼠、单纯烟熏大鼠和烟熏+内毒素处理大鼠的呼吸功能的对比、肺组织ICAM-1、TNF-α表达情况的对比及肺组织ICAM-1、TNF-α表达相互关系的研究,探讨ICAM-1在COPD样肺损伤中的作用。方法选择SD大鼠30只,随机分为三组,每组10只。实验组大鼠每日烟雾暴露(简称烟熏)2次,每次30min,持续暴露28d,并在第1d、第14d以1mg.Kg-1的剂量气管内滴注脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS),复制慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)动物模型。对照组大鼠在第1d、第14d气管内滴注等量的生理盐水,其余处理同实验组。空白组大鼠不经烟雾暴露处理、内毒素处理和生理盐水处理,其余处理同实验组。第29d将3组大鼠以4%水合氯醛(10ml.kg-1)腹腔注射麻醉,行胸颈部手术：行颈总动脉插管术、暴露膈肌、暴露膈肌并与BL-420生物信号采集处理系统相连。3组大鼠均保留呼吸曲线,取动脉血、支气管肺泡灌洗液和肺组织标本,完成①3组大鼠呼吸曲线参数、肺组织含水量、动脉血氧分压、动脉血二氧化碳分压的测算比较。②采用比色法测3组大鼠肺组织中髓过氧化物酶(myeloperoxidase, MPO)活性并比较。③通过酶联免疫吸附试验检测3组大鼠外周血和支气管肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid, BALF)中TNF-α的水平。④通过HE染色观察3组家大鼠组织病理形态。通过免疫组化SP法观察3组大鼠肺组织细胞细胞粘附分子-1(Inflammatory cell adhesion molecules-1, ICAM-1)和肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-a, TNF-α)表达情况并比较,分析实验组大鼠肺组织ICAM-1、TNF-α表达变化及表达变化的相关性。⑤通过逆转录-聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)检测肺组织中ICAM-1蛋白、TNF-a蛋白mRNA水平。对上述结果进行统计学分析。结果①对3组大鼠呼吸曲线参数的比较可知：实验组吸气持续时间低于空白组(t=6.125,p<0.001)与对照组(t=10.511,p<0.001),对照组吸气持续时间低于空白组(t=8.225,p<0.001)；实验组呼气持续时间高于对照组(t=17.327,p<0.001)、高于空白组(t=13.261,p<0.001),对照组呼气持续时间高于与空白组(t=10.025,p<0.05)；实验组呼吸幅度低于对照组(t=21.412,p<0.001)、低于空白组(t=13.225,p<0.001)。对3组大鼠血气指标的比较可知实验组大鼠Pa02低于对照组和空白组(t=17.125, p<0.001; t=9.016, p<0.001);实验组大鼠PaCO2高于对照组和空白组(t=16.412, p<0.001; t=20.233, p<0.001)。实验组大鼠左肺组织W/D值和含水量高于对照组(t=14.136, p<0.001;1=12.147, p<0.001)、高于空白组(t=11.145,p<0.001；t=13.625,p<0.001)。上述结果具有统计学意义。②实验组大鼠肺组织MPO活性高于对照组(t=13.137,p<0.001)、高于空白组(t=10.166,p<0.001),结果具有统计学意义。③ELISA法检测实验组大鼠肺组织匀浆中ICAM-1和TNF-α含量高于对照组(t=15.233, p<0.001;t=15.135, p<0.001)、高于空白组(t=12.108,p<0.001t=11.124,p<0.05)结果具有统计学意义。④3组大鼠光镜下组织结构对比及透射电镜下微观结构的对比显示：实验组大鼠呈现典型的COPD病理改变,对照组大鼠也表现出COPD的病理变化特点,但程度较轻,空白组大鼠无上述表现。免疫组化结果显示：实验组大鼠肺组织ICAM-1和TNF-α的表达高于对照组(x2=9.24,p<0.05；x2=6.52,p<0.05),高于空白组(x2=7,21, p<0.05; x2=5.93, p<0.05),对照组高于空白组(x2=8.46, p<0.05;x2=7.54, p<0.05),结果具有统计学意义。⑤RT-PCR方法检测3组大鼠肺组织ICAM-1蛋白和TNF-α蛋白nRNA水平,实验组大鼠ICAM-1蛋白和TNF-α蛋白mRNA水平高于对照组(t=18.022, p<0.001;1=13.625, p<0.001)、高于空白组(t=14.125, p<0.001;1=21.126, p<0.05)。结论香烟烟雾、内毒素是COPD样肺损伤发生发展的重要危险因素,可刺激血管内皮细胞和肺泡上皮细胞表达ICAM-1上调,功能性ICAM-1增多启动炎细胞的黏附聚集释放反应,促进TNF-α的释放,从而激活炎症级联反应。TNF-α做为炎症反应始动因子调控炎症因子的释放,扩大炎症反应,同时使ICAM-1高表达,进一步促进炎症反应失衡。ICAM-1和TNF-α共同作用是导致COPD样肺炎性损伤和呼吸功能障碍的重要机制。