钾、钙、镁、锌、硒、牛磺酸对豚鼠离体气道反应性的影响*
作者：罗志刚 金咸瑢
单位：同济医科大学基础医学院病理生理学教研室，武汉 430030
关键词：钾；钙；镁；锌；硒；牛磺酸；气道反应性
同济医科大学学报990309 摘要 研究钾、钙、镁、锌、硒、牛磺酸对豚鼠气道反应性的影响及支气管上皮在其中的作用。结果发现，Mg2+(1.25×10-3 mol/L)、牛磺酸(6.25×10-2 mol/L)能降低支气管的基础张力,Ca2+(3.13×10-2 mol/L)、K+(4.88×10-2 mol/L)则能增强之(P<0.05)。用不影响支气管基础张力的浓度时，Mg2+(4×10-7～2.5×10-4 mol/L)和牛磺酸(2.5×10-3～1.25×10-2 mol/L)能降低其对Ach的收缩反应性(P<0.001);Zn2+在6.25×10-6～1.69×10-4 mol/L时对气道收缩反应无影响，但3.13×10-4 mol/L时，可降低收缩反应性(P<0.001)；K+(1.56×10-5～9.75×10-3 mol/L)可增强收缩反应性(P<0.01)；Ca2+(1×10-5～6.25×10-3 mol/L)不影响反应性；Se4+在4×10-7～5×10-5 mol/L时，对反应性无影响，当浓度≥2.5×10-4 mol/L时可能损伤支气管。支气管去除上皮后对Ach反应降低,但基本不改变各营养素对支气管收缩反应性的影响。还研究了牛磺酸降低气道反应性作用的特点。
, 百拇医药
Effects of Potassium, Calcium, Magnesium,Zinc,Selenium
and Taurine on Airway Responsiveness in Isolated
Guinea-pig Bronchi
Luo Zhigang, Jin Xianrong
Department of Pathophysiology, School of Basic Medical Sciences,Tongji Medical University, Wuhan 430030
Abstract The effects of K+, Ca2+， Mg2+, Zn2+, Se4+ and taurine on the airway responsiveness and the role of bronchial epithelium in the effects were studied. The results showed that Mg2+(1.25×10-3 mol/L) and taurine (6.25×10-2 mol/L)could reduce the basal tension of bronchi (P<0.05), while Ca2+(3.13×10-2 mol/L) and K+ (4.88×10-2 mol/L) could increase it (P<0.05). In doses which did not influence the brochial basal tension, Mg2+(4×10-7～2.5×10-4 mol/L) and taurine(2.5×10-3～1.25×10-2 mol/L) could reduce the airway responsiveness to Ach(P<0.001), while Zn2+( 6.25×10-6～1.69×10-4 mol/L) and Ca2+(1×10-5～6.25×10-3 mol/L) could'nt except 3.13×10-4 mol/L Zn2+(P<0.001). K+(1.56×10-5～9.75×10-3 mol/L) augmented the constrictive reactivity (P<0.01). Se4+(4×10-7～5×10-5mol/L) had no effect on the airway responsiveness, but it might damage the bronchi at a concentration of≥2.5×10-4 mol/L. Denudation of epithelium lowered the bronchial responses to Ach, however, the rates of the changes in responsiveness to Ach induced by these elements exhibited no significant difference between bronchi with or without epithelium. The feature of the action of taurine was also studied.
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Key words potassium; calcium; magnesium; zinc; selenium; taurine; airway responsiveness
整体动物实验已证明KCl、CaCl2、MgSO4、ZnSO4、Na2SeO3、牛磺酸分别可抑制缺氧性肺动脉收缩反应[1-5]。将其制成肺心营养合剂喂大鼠可防止慢性缺氧性肺动脉高压、右心肥大及应激性高血压。此合剂还能降低豚鼠慢性吸烟引起的气道高反应性，但其各个成分是否都对气道有作用还不明确。本文旨在分别研究这些成分(以下统称营养素)对离体气道收缩反应性的影响及支气管上皮在其中的作用，并对牛磺酸的作用特点作初步探讨。
1 材料与方法
1.1 实验动物
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健康豚鼠和Wistar大鼠，体重350～400 g,雌雄不拘，由同济医科大学实验动物学部提供。
1.2 试剂
次黄嘌呤(HX)、黄嘌呤氧化酶 (XO, Sigma)，氯化乙酰胆碱(Ach)，(-)-BayK8644(GIBCO)，牛磺酸、重酒石酸去甲肾上腺素(武汉制药厂)，亚硒酸钠(北京市中联化工试剂厂)。
克-亨氏(Kreb-Henseleit ，KH)液按常规配制。无钙KH液为KH液中去除CaCl2 改加NaCl 7.2 g/L配成。
1.3 标本制备及反应性测定
分离取出一级支气管环，固定于盛8 ml KH液的浴槽中，恒温37 ℃,持续通入95% O2+5%CO2混合气体，加1 g前负荷，调张力于基线，经张力换能器将标本与RM-6000多导生理记录仪相连。平衡2 h,每15 min 换液一次。
, 百拇医药
各营养素对支气管基础张力影响的实验: 在已平衡的支气管浴槽内累积加入不同量的营养素，使其浓度呈3或5倍递增，直到能改变基础张力的浓度，记录不同浓度时支气管张力的变化，换液恢复后，以Ach复测其收缩反应性。
各营养素对支气管收缩反应性影响的实验： 在已平衡的支气管浴槽内加入Ach(3.13×10-5 mol/L)作为激动剂测气道反应性，待反应稳定时，记录支气管张力(TAch)。洗脱Ach，曲线恢复至基线后，分别加入不改变气道基础张力的浓度的营养素，再加同上浓度的Ach,记录反应稳定时支气管张力(T营养素+Ach)。 支气管反应性变化指标： ΔT%(支气管张力变化率)=(T营养素+Ach-TAch)÷TAch×100%，“-”为反应性降低，“+”为反应性增高。
各营养素的作用与支气管上皮关系的研究： 用机械方法去除上皮，去上皮支气管与未去上皮支气管同时进行实验。
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1.4 牛磺酸作用特点的研究
用作用点不同的物质为激动剂：KCl(0.625 mol/L)、(-)-BayK8644(6.25×10-8～3.91×10-5 mol/L)、自由基发生系统(HX+XO)(HX:10-4 mol/L, XO:0.15 U)，观察牛磺酸对其引起支气管收缩反应的影响。
以大鼠二级肺动脉环为标本，观察其在有Ca2+与无Ca2+KH液中对重酒石酸去甲肾上腺素(NE，10-6 mol/L)的收缩反应及牛磺酸对其影响，方法类同支气管实验。
1.5 数据处理
采用方差分析、q检验和t检验。
2 结果
, 百拇医药
2.1 各营养素对气道反应性的影响
2.1.1 K+对气道反应性的影响： 浴槽内加入K+在1×10-13至9.75×10-3 mol/L之间时，对支气管基础张力无影响，但可增强其对Ach(3.13×10-5mol/L)的收缩反应(表1)。当加入K+在4.88×10-2 mol/L时，基础张力增加(80.00±6.72)mg。
表1 KCl 对Ach致上皮完整支气管收缩反应的影响 (
±
,n=8) 指 标
KCl (mol/L)
, 百拇医药
0
1.56 ×10-5
7.80 ×10-5
3.90 ×10-4
1.95 ×10-3
9.75 ×10-3
TKCl+Ach (mg)
295.00±15.36
320.00±15.24
322.50±10.82
, 百拇医药
335.00±11.18
362.50±15.79*
375.00±20.53*
ΔT%
+11.55±3.54
+15.99±4.07
+21.11±4.84△
+32.60±5.79△
+39.98±4.55△
与KCl为0组比较 * P<0.01； 与前二个浓度组比较 △ P<0.05
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2.1.2 Ca2+对气道反应性的影响： 浴槽内加入Ca2+在1×10-5～6.25×10-3 mol/L时，对支气管基础张力及Ach引起的气道收缩反应均无影响。当加入浓度为3.13×10-2 mol/L时，基础张力增加(101.21±11.62) mg。
2.1.3 Mg2+对气道反应性的影响： 浴槽内加入4×10-7～2.5×10-4 mol/L的Mg2+时，对气道基础张力无明显影响(P>0.05)，但可降低其对Ach的反应性(表2)。当加入浓度为1.25×10-3 mol/L时，可降低基础张力(34.30±9.22) mg。
2.1.4 Zn2+对气道反应性的影响： Zn2+在6.25×10-6～1.69×10-4 mol/L时，对支气管收缩反应无影响，只在3.13×10-4 mol/L时可减弱之(表3)。当浓度为6.25×10-4 mol/L时，在洗脱后，支气管收缩反应不能恢复。
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2.1.5 Se4+对气道反应性的影响： Se4+在4×10-7～5×10-5 mol/L时，不影响气道基础张力及收缩反应性。当浓度为2.5×10-4 mol/L时，基础张力下降(61.43 ±8.28) mg，但洗脱后，支气管收缩反应不能恢复。
2.1.6 牛磺酸对气道反应性的影响： 1×10-4～1.25×10-2 mol/L的牛磺酸对基础张力无影响，但可降低气道收缩反应性(表4)。当浓度为6.25×10-2 mol/L时，可使基础张力下降(40.65±8.74) mg。表2 MgSO4对Ach致上皮完整支气管收缩反应的影响(±,n=9) 指标
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MgSO4 (mol/L)
0
4.0×10-7
2.0×10-6
1.0×10-5
5.0×10-5
2.5×10-4
TMgSO4+Ach(mg)
325.60±11.92
303.30
, 百拇医药
±12.80*
282.20
±13.21*
260.00
±12.91*
234.40
±12.48*
202.20±11.99*
ΔT%
-7.07
±0.80
, 百拇医药
-15.44
±1.23△
-20.37
±1.59△
-28.27
±1.79△
-39.62±2.23△
与MgSO4为0组比较 *P<0.001; 与前一浓度组比较 △P<0.05 表3 ZnSO4 对Ach致上皮完整支气管收缩反应的影响(±,n=8) 指 标
, 百拇医药
ZnSO4 (mol/L)
0
6.25×10-6
1.88×10-5
5.63×10-5
1.69×10-4
3.13×10-4
TZnSO4+Ach(mg)
318.75±15.41
318.75±14.07
, http://www.100md.com
310.00±17.63
303.75±11.33
310.00±15.93
238.75±20.04*
ΔT%
-1.71±1.51
-3.49±3.16
-2.81±1.74
-3.24±2.11
-25.54±5.43△
与ZnSO4为0组比较 *P<0.001; 与前一浓度组比较 △P<0.05表4 牛磺酸对Ach致上皮完整支气管收缩反应的影响(±,n=9) 指 标
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牛磺酸(mol/L)
0
1.00×10-4
5.00×10-4
2.50×10-3
1.25×10-2
T牛磺酸+Ach(mg)
362.50±17.09
352.50±18.49
341.25±17.57
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311.25±18.94*
246.25±17.82*
ΔT%
-
-3.62±1.10
-5.96±1.62
-14.50±1.82△
-32.31±3.20△
与牛磺酸为0组比较 * P<0.001; 与前一浓度组比较 △ P<0.05
, 百拇医药 2.1.7 支气管上皮在各营养素对气道反应性影响中的作用： 支气管去除上皮后对同样剂量Ach的反应降低，但基本不改变各营养素对支气管收缩反应性的影响。
2.2 牛磺酸作用特点的研究
2.2.1 牛磺酸对KCl引起支气管收缩反应的影响： 用6.25×10-1 mol/L的KCl作为激动剂。结果牛磺酸(5×10-4～1.25×10-2 mol/L)可降低气道对KCl的反应,呈剂量依赖性。1.25×10-2 mol/L的牛磺酸对支气管收缩的抑制率达(53.47±0.69)%(P<0.001)。
2.2.2 牛磺酸对(-)BayK8644引起支气管收缩反应的影响： (1.25×10-2)mol/L牛磺酸可明显降低气道对(-)BayK8644的收缩反应性。3.13×10-7 mol/L(-)BayK8644的缩支气管作用可被完全抑制(P<0.05)，随着(-)-BayK8644浓度的增高，抑制率有所下降，在3.91×10-5mol/L时抑制率仍有(44.65±7.55)%(P<0.05)。
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2.2.3 牛磺酸对次黄嘌呤(HX)+黄嘌呤氧化酶(XO)自由基发生系统引起支气管收缩反应的影响：结果HX(10-4 mol/L)+XO(0.15 U)可使支气管张力增加(320.00±16.91) mg。牛磺酸(1×10-4～1.25×10-2 mol/L)可降低气道对其收缩反应，其抑制率最高可达(44.15±3.14)%(P<0.001)。二甲亚砜(1.4×10-4 mol/L)也可降低此自由基发生系统引起的支气管收缩反应，其抑制率为(54.86±6.46)%(P<0.001)。
2.2.4 牛磺酸对有Ca2+与无Ca2+ KH液中NE引起的肺动脉收缩反应的影响：结果牛磺酸(1.25×10-2 mol/L)可降低肺动脉在有Ca2+ 和无Ca2+时对NE(1×10-6 mol/L)的反应(表5)。表5 牛磺酸对有Ca2+KH液和无Ca2+KH 液中肺动脉收缩反应的影响(±,n=6) 组 别
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T(mg)
ΔT%
有Ca2+KH
NE
牛磺酸+NE
70.00±11.54
10.83±4.17△
-87.20±4.31
无Ca2+KH
NE
牛磺酸+NE
, http://www.100md.com 60.00 ±11.25
0△
-100*
与NE组比较 △ P<0.05; 与有Ca2+KH组比较 * P<0.053 讨论
我室研究的肺心营养合剂的各成分均都有预防急性缺氧性肺动脉高压的作用。服用此合剂可防止小动物慢性缺氧性肺动脉高压及气道高反应性。本实验发现此合剂的多种营养素中，高浓度的Mg2+、牛磺酸确有舒张支气管的作用，而K+、Ca2+ 却能收缩支气管。这些成分在较低浓度时可不引起气道舒缩，但可以影响其收缩反应性,其中Mg2+、牛磺酸能降低气道对Ach的收缩反应，K+可增强之，Ca2+则无影响。Zn2+、Se4+对支气管反应性影响不明显，但较大浓度时会出现毒性作用。这提示肺心营养合剂并非所有成分都有降低豚鼠离体气道反应性的作用，其中起主要作用的是Mg2+与牛磺酸。
, 百拇医药
目前，牛磺酸对各个系统的作用已有大量研究，但其对气道平滑肌的作用还未见报道。本实验用不引起平滑肌张力变化的浓度的牛磺酸，观察其对不同激动剂引起的平滑肌收缩反应的影响以探讨其作用特点。 本实验所用的激动剂中，Ach主要作用于气道平滑肌的M3/M2受体，通过偶联的G蛋白，引起肌浆网(SR)释放Ca2+或细胞外Ca2+内流；细胞外高K+是使细胞去极化，开放电压依赖性Ca2+通道；(-)BayK8644是电压依赖性L- Ca2+通道激动剂；据报道HX+XO自由基发生系统产生的活性氧，可通过IP3导致SR内Ca2+释放和抑制Ca2+-ATPase活性[6,7]而刺激血管平滑肌收缩，它还可能促进AA生成PGs或LTs收缩平滑肌。NE则已知其对血管平滑肌作用首先引起内Ca2+释放，随后外Ca2+内流引起持续收缩。而据文献报道，牛磺酸有阻滞电压依赖性Ca2+通道[8]，增加Ca2+-Mg2+-ATPase[9]和Na+-K+-ATPase[10]活性，增加膜结合钙和抑制PLA2 [4] 等作用。本实验证明牛磺酸可减弱气道对高K+、(-)-BayK8644、Ach、HX+XO自由基发生系统引起的收缩反应，可能与其阻滞Ca2+通道，维持Na+-K+-ATPase和Ca2+-Mg2+-ATPase活性从而增加SR摄取Ca2+或Ca2+的外排，促进膜结合Ca2+等稳定[Ca2+]i的作用，以及抑制AA代谢有密切关系；从其可抑制有Ca2+和无Ca2+时肺动脉对NE的收缩反应，也说明其既能抑制内Ca2+释放引起的收缩反应，也能减弱外Ca2+内流引起的收缩反应。此外，本实验中二甲亚砜也可抑制HX+XO引起的气道收缩反应，因此牛磺酸还可能作为自由基清除剂而影响自由基引起的气道高反应性。牛磺酸对多种不同激动剂引起的收缩反应均有明显的抑制作用，是否其还可能通过一共同途径而起作用有待研究。肺部疾病时，引起气道高反应性的原因是复杂的，牛磺酸可通过多种途径影响多种激动剂的作用，估计其在降低气道反应性方面，将有较好的应用前景。
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* 湖北省重点科技计划资助项目[鄂科计(93)014号]
作者简介:罗志刚，女，1970年生，硕士。现址：上海科技出版社医学编辑部，上海 200020
参考文献
1 冯大明,余尚斌,王迪浔. 钾对狗缺氧性脑、肺血管舒缩反应的影响. 衡阳医学院学报， 1993，21(4):353
2 陈彩萍,王迪浔，余尚斌.钙对缺氧性肺血管、脑血管反应的作用. 中国病理生理杂志，1993，9(2)：311
3 卢传义，王迪浔. 高镁饮食对大鼠缺氧性肺血管收缩反应和慢性缺氧性肺动脉高压的影响.中国病理生理杂志，1991，7(6)：592
4 万 有,王迪浔. 急性缺氧性肺、脑血管反应中活性氧的作用及硫酸锌、亚硒酸钠对其影响. 中国病理生理杂志，1993，9(2):309
, http://www.100md.com
5 何 芳,金咸瑢.牛磺酸对肺、脑血管缺氧反应的影响及机理探讨. 中国应用生理学杂志， 1996，12(2):183
6 Suzuki Y J, Ford G D. Superoxide stimulates IP3-induced Ca2+ release from vascular smooth muscle sarcoplasmic reticulum. Am J Physiol， 1992 ，262(1pt2):H114
7 Suzuki Y J, Ford G D. Inhibition of Ca2+-ATPase of vascular smooth muscle sarcoplasmic reticulum by reactive oxygen intermediates. Am J Physiol， 1991 ，261(2pt 2):H568
, 百拇医药
8 Kontro P ， Oga S S. Effects of taurine on the influx and efflux of calcium in brain slices of adult and developing mice. Int J Neurosci， 1988，38:103
9 Dale W P ， William G M. Taurine regulation of Ca2+ uptake and (Ca2+-Mg2+) ATPase in developing chick B-cells. Comp Biochem Physiol， 1993，106A(N):309
10 Hastings D,Welty J D ， Rohani F. Taurine stimulation of isolated hamster brain Na+-K+-ATPase:activation kinetics and chemical specificity. J Neurochem，1985，44:1764
(1998-11-24 收稿), http://www.100md.com
单位：同济医科大学基础医学院病理生理学教研室，武汉 430030
关键词：钾；钙；镁；锌；硒；牛磺酸；气道反应性
同济医科大学学报990309 摘要 研究钾、钙、镁、锌、硒、牛磺酸对豚鼠气道反应性的影响及支气管上皮在其中的作用。结果发现，Mg2+(1.25×10-3 mol/L)、牛磺酸(6.25×10-2 mol/L)能降低支气管的基础张力,Ca2+(3.13×10-2 mol/L)、K+(4.88×10-2 mol/L)则能增强之(P<0.05)。用不影响支气管基础张力的浓度时，Mg2+(4×10-7～2.5×10-4 mol/L)和牛磺酸(2.5×10-3～1.25×10-2 mol/L)能降低其对Ach的收缩反应性(P<0.001);Zn2+在6.25×10-6～1.69×10-4 mol/L时对气道收缩反应无影响，但3.13×10-4 mol/L时，可降低收缩反应性(P<0.001)；K+(1.56×10-5～9.75×10-3 mol/L)可增强收缩反应性(P<0.01)；Ca2+(1×10-5～6.25×10-3 mol/L)不影响反应性；Se4+在4×10-7～5×10-5 mol/L时，对反应性无影响，当浓度≥2.5×10-4 mol/L时可能损伤支气管。支气管去除上皮后对Ach反应降低,但基本不改变各营养素对支气管收缩反应性的影响。还研究了牛磺酸降低气道反应性作用的特点。
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Effects of Potassium, Calcium, Magnesium,Zinc,Selenium
and Taurine on Airway Responsiveness in Isolated
Guinea-pig Bronchi
Luo Zhigang, Jin Xianrong
Department of Pathophysiology, School of Basic Medical Sciences,Tongji Medical University, Wuhan 430030
Abstract The effects of K+, Ca2+， Mg2+, Zn2+, Se4+ and taurine on the airway responsiveness and the role of bronchial epithelium in the effects were studied. The results showed that Mg2+(1.25×10-3 mol/L) and taurine (6.25×10-2 mol/L)could reduce the basal tension of bronchi (P<0.05), while Ca2+(3.13×10-2 mol/L) and K+ (4.88×10-2 mol/L) could increase it (P<0.05). In doses which did not influence the brochial basal tension, Mg2+(4×10-7～2.5×10-4 mol/L) and taurine(2.5×10-3～1.25×10-2 mol/L) could reduce the airway responsiveness to Ach(P<0.001), while Zn2+( 6.25×10-6～1.69×10-4 mol/L) and Ca2+(1×10-5～6.25×10-3 mol/L) could'nt except 3.13×10-4 mol/L Zn2+(P<0.001). K+(1.56×10-5～9.75×10-3 mol/L) augmented the constrictive reactivity (P<0.01). Se4+(4×10-7～5×10-5mol/L) had no effect on the airway responsiveness, but it might damage the bronchi at a concentration of≥2.5×10-4 mol/L. Denudation of epithelium lowered the bronchial responses to Ach, however, the rates of the changes in responsiveness to Ach induced by these elements exhibited no significant difference between bronchi with or without epithelium. The feature of the action of taurine was also studied.
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Key words potassium; calcium; magnesium; zinc; selenium; taurine; airway responsiveness
整体动物实验已证明KCl、CaCl2、MgSO4、ZnSO4、Na2SeO3、牛磺酸分别可抑制缺氧性肺动脉收缩反应[1-5]。将其制成肺心营养合剂喂大鼠可防止慢性缺氧性肺动脉高压、右心肥大及应激性高血压。此合剂还能降低豚鼠慢性吸烟引起的气道高反应性，但其各个成分是否都对气道有作用还不明确。本文旨在分别研究这些成分(以下统称营养素)对离体气道收缩反应性的影响及支气管上皮在其中的作用，并对牛磺酸的作用特点作初步探讨。
1 材料与方法
1.1 实验动物
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健康豚鼠和Wistar大鼠，体重350～400 g,雌雄不拘，由同济医科大学实验动物学部提供。
1.2 试剂
次黄嘌呤(HX)、黄嘌呤氧化酶 (XO, Sigma)，氯化乙酰胆碱(Ach)，(-)-BayK8644(GIBCO)，牛磺酸、重酒石酸去甲肾上腺素(武汉制药厂)，亚硒酸钠(北京市中联化工试剂厂)。
克-亨氏(Kreb-Henseleit ，KH)液按常规配制。无钙KH液为KH液中去除CaCl2 改加NaCl 7.2 g/L配成。
1.3 标本制备及反应性测定
分离取出一级支气管环，固定于盛8 ml KH液的浴槽中，恒温37 ℃,持续通入95% O2+5%CO2混合气体，加1 g前负荷，调张力于基线，经张力换能器将标本与RM-6000多导生理记录仪相连。平衡2 h,每15 min 换液一次。
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各营养素对支气管基础张力影响的实验: 在已平衡的支气管浴槽内累积加入不同量的营养素，使其浓度呈3或5倍递增，直到能改变基础张力的浓度，记录不同浓度时支气管张力的变化，换液恢复后，以Ach复测其收缩反应性。
各营养素对支气管收缩反应性影响的实验： 在已平衡的支气管浴槽内加入Ach(3.13×10-5 mol/L)作为激动剂测气道反应性，待反应稳定时，记录支气管张力(TAch)。洗脱Ach，曲线恢复至基线后，分别加入不改变气道基础张力的浓度的营养素，再加同上浓度的Ach,记录反应稳定时支气管张力(T营养素+Ach)。 支气管反应性变化指标： ΔT%(支气管张力变化率)=(T营养素+Ach-TAch)÷TAch×100%，“-”为反应性降低，“+”为反应性增高。
各营养素的作用与支气管上皮关系的研究： 用机械方法去除上皮，去上皮支气管与未去上皮支气管同时进行实验。
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1.4 牛磺酸作用特点的研究
用作用点不同的物质为激动剂：KCl(0.625 mol/L)、(-)-BayK8644(6.25×10-8～3.91×10-5 mol/L)、自由基发生系统(HX+XO)(HX:10-4 mol/L, XO:0.15 U)，观察牛磺酸对其引起支气管收缩反应的影响。
以大鼠二级肺动脉环为标本，观察其在有Ca2+与无Ca2+KH液中对重酒石酸去甲肾上腺素(NE，10-6 mol/L)的收缩反应及牛磺酸对其影响，方法类同支气管实验。
1.5 数据处理
采用方差分析、q检验和t检验。
2 结果
, 百拇医药
2.1 各营养素对气道反应性的影响
2.1.1 K+对气道反应性的影响： 浴槽内加入K+在1×10-13至9.75×10-3 mol/L之间时，对支气管基础张力无影响，但可增强其对Ach(3.13×10-5mol/L)的收缩反应(表1)。当加入K+在4.88×10-2 mol/L时，基础张力增加(80.00±6.72)mg。
表1 KCl 对Ach致上皮完整支气管收缩反应的影响 (
±,n=8) 指 标KCl (mol/L)
, 百拇医药
0
1.56 ×10-5
7.80 ×10-5
3.90 ×10-4
1.95 ×10-3
9.75 ×10-3
TKCl+Ach (mg)
295.00±15.36
320.00±15.24
322.50±10.82
, 百拇医药
335.00±11.18
362.50±15.79*
375.00±20.53*
ΔT%
+11.55±3.54
+15.99±4.07
+21.11±4.84△
+32.60±5.79△
+39.98±4.55△
与KCl为0组比较 * P<0.01； 与前二个浓度组比较 △ P<0.05
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2.1.2 Ca2+对气道反应性的影响： 浴槽内加入Ca2+在1×10-5～6.25×10-3 mol/L时，对支气管基础张力及Ach引起的气道收缩反应均无影响。当加入浓度为3.13×10-2 mol/L时，基础张力增加(101.21±11.62) mg。
2.1.3 Mg2+对气道反应性的影响： 浴槽内加入4×10-7～2.5×10-4 mol/L的Mg2+时，对气道基础张力无明显影响(P>0.05)，但可降低其对Ach的反应性(表2)。当加入浓度为1.25×10-3 mol/L时，可降低基础张力(34.30±9.22) mg。
2.1.4 Zn2+对气道反应性的影响： Zn2+在6.25×10-6～1.69×10-4 mol/L时，对支气管收缩反应无影响，只在3.13×10-4 mol/L时可减弱之(表3)。当浓度为6.25×10-4 mol/L时，在洗脱后，支气管收缩反应不能恢复。
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2.1.5 Se4+对气道反应性的影响： Se4+在4×10-7～5×10-5 mol/L时，不影响气道基础张力及收缩反应性。当浓度为2.5×10-4 mol/L时，基础张力下降(61.43 ±8.28) mg，但洗脱后，支气管收缩反应不能恢复。
2.1.6 牛磺酸对气道反应性的影响： 1×10-4～1.25×10-2 mol/L的牛磺酸对基础张力无影响，但可降低气道收缩反应性(表4)。当浓度为6.25×10-2 mol/L时，可使基础张力下降(40.65±8.74) mg。表2 MgSO4对Ach致上皮完整支气管收缩反应的影响(
±,n=9) 指标, 百拇医药
MgSO4 (mol/L)
0
4.0×10-7
2.0×10-6
1.0×10-5
5.0×10-5
2.5×10-4
TMgSO4+Ach(mg)
325.60±11.92
303.30
, 百拇医药
±12.80*
282.20
±13.21*
260.00
±12.91*
234.40
±12.48*
202.20±11.99*
ΔT%
-7.07
±0.80
, 百拇医药
-15.44
±1.23△
-20.37
±1.59△
-28.27
±1.79△
-39.62±2.23△
与MgSO4为0组比较 *P<0.001; 与前一浓度组比较 △P<0.05 表3 ZnSO4 对Ach致上皮完整支气管收缩反应的影响(
±,n=8) 指 标, 百拇医药
ZnSO4 (mol/L)
0
6.25×10-6
1.88×10-5
5.63×10-5
1.69×10-4
3.13×10-4
TZnSO4+Ach(mg)
318.75±15.41
318.75±14.07
, http://www.100md.com
310.00±17.63
303.75±11.33
310.00±15.93
238.75±20.04*
ΔT%
-1.71±1.51
-3.49±3.16
-2.81±1.74
-3.24±2.11
-25.54±5.43△
与ZnSO4为0组比较 *P<0.001; 与前一浓度组比较 △P<0.05表4 牛磺酸对Ach致上皮完整支气管收缩反应的影响(
±,n=9) 指 标, http://www.100md.com
牛磺酸(mol/L)
0
1.00×10-4
5.00×10-4
2.50×10-3
1.25×10-2
T牛磺酸+Ach(mg)
362.50±17.09
352.50±18.49
341.25±17.57
, http://www.100md.com
311.25±18.94*
246.25±17.82*
ΔT%
-
-3.62±1.10
-5.96±1.62
-14.50±1.82△
-32.31±3.20△
与牛磺酸为0组比较 * P<0.001; 与前一浓度组比较 △ P<0.05
, 百拇医药 2.1.7 支气管上皮在各营养素对气道反应性影响中的作用： 支气管去除上皮后对同样剂量Ach的反应降低，但基本不改变各营养素对支气管收缩反应性的影响。
2.2 牛磺酸作用特点的研究
2.2.1 牛磺酸对KCl引起支气管收缩反应的影响： 用6.25×10-1 mol/L的KCl作为激动剂。结果牛磺酸(5×10-4～1.25×10-2 mol/L)可降低气道对KCl的反应,呈剂量依赖性。1.25×10-2 mol/L的牛磺酸对支气管收缩的抑制率达(53.47±0.69)%(P<0.001)。
2.2.2 牛磺酸对(-)BayK8644引起支气管收缩反应的影响： (1.25×10-2)mol/L牛磺酸可明显降低气道对(-)BayK8644的收缩反应性。3.13×10-7 mol/L(-)BayK8644的缩支气管作用可被完全抑制(P<0.05)，随着(-)-BayK8644浓度的增高，抑制率有所下降，在3.91×10-5mol/L时抑制率仍有(44.65±7.55)%(P<0.05)。
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2.2.3 牛磺酸对次黄嘌呤(HX)+黄嘌呤氧化酶(XO)自由基发生系统引起支气管收缩反应的影响：结果HX(10-4 mol/L)+XO(0.15 U)可使支气管张力增加(320.00±16.91) mg。牛磺酸(1×10-4～1.25×10-2 mol/L)可降低气道对其收缩反应，其抑制率最高可达(44.15±3.14)%(P<0.001)。二甲亚砜(1.4×10-4 mol/L)也可降低此自由基发生系统引起的支气管收缩反应，其抑制率为(54.86±6.46)%(P<0.001)。
2.2.4 牛磺酸对有Ca2+与无Ca2+ KH液中NE引起的肺动脉收缩反应的影响：结果牛磺酸(1.25×10-2 mol/L)可降低肺动脉在有Ca2+ 和无Ca2+时对NE(1×10-6 mol/L)的反应(表5)。表5 牛磺酸对有Ca2+KH液和无Ca2+KH 液中肺动脉收缩反应的影响(
±,n=6) 组 别, 百拇医药
T(mg)
ΔT%
有Ca2+KH
NE
牛磺酸+NE
70.00±11.54
10.83±4.17△
-87.20±4.31
无Ca2+KH
NE
牛磺酸+NE
, http://www.100md.com 60.00 ±11.25
0△
-100*
与NE组比较 △ P<0.05; 与有Ca2+KH组比较 * P<0.053 讨论
我室研究的肺心营养合剂的各成分均都有预防急性缺氧性肺动脉高压的作用。服用此合剂可防止小动物慢性缺氧性肺动脉高压及气道高反应性。本实验发现此合剂的多种营养素中，高浓度的Mg2+、牛磺酸确有舒张支气管的作用，而K+、Ca2+ 却能收缩支气管。这些成分在较低浓度时可不引起气道舒缩，但可以影响其收缩反应性,其中Mg2+、牛磺酸能降低气道对Ach的收缩反应，K+可增强之，Ca2+则无影响。Zn2+、Se4+对支气管反应性影响不明显，但较大浓度时会出现毒性作用。这提示肺心营养合剂并非所有成分都有降低豚鼠离体气道反应性的作用，其中起主要作用的是Mg2+与牛磺酸。
, 百拇医药
目前，牛磺酸对各个系统的作用已有大量研究，但其对气道平滑肌的作用还未见报道。本实验用不引起平滑肌张力变化的浓度的牛磺酸，观察其对不同激动剂引起的平滑肌收缩反应的影响以探讨其作用特点。 本实验所用的激动剂中，Ach主要作用于气道平滑肌的M3/M2受体，通过偶联的G蛋白，引起肌浆网(SR)释放Ca2+或细胞外Ca2+内流；细胞外高K+是使细胞去极化，开放电压依赖性Ca2+通道；(-)BayK8644是电压依赖性L- Ca2+通道激动剂；据报道HX+XO自由基发生系统产生的活性氧，可通过IP3导致SR内Ca2+释放和抑制Ca2+-ATPase活性[6,7]而刺激血管平滑肌收缩，它还可能促进AA生成PGs或LTs收缩平滑肌。NE则已知其对血管平滑肌作用首先引起内Ca2+释放，随后外Ca2+内流引起持续收缩。而据文献报道，牛磺酸有阻滞电压依赖性Ca2+通道[8]，增加Ca2+-Mg2+-ATPase[9]和Na+-K+-ATPase[10]活性，增加膜结合钙和抑制PLA2 [4] 等作用。本实验证明牛磺酸可减弱气道对高K+、(-)-BayK8644、Ach、HX+XO自由基发生系统引起的收缩反应，可能与其阻滞Ca2+通道，维持Na+-K+-ATPase和Ca2+-Mg2+-ATPase活性从而增加SR摄取Ca2+或Ca2+的外排，促进膜结合Ca2+等稳定[Ca2+]i的作用，以及抑制AA代谢有密切关系；从其可抑制有Ca2+和无Ca2+时肺动脉对NE的收缩反应，也说明其既能抑制内Ca2+释放引起的收缩反应，也能减弱外Ca2+内流引起的收缩反应。此外，本实验中二甲亚砜也可抑制HX+XO引起的气道收缩反应，因此牛磺酸还可能作为自由基清除剂而影响自由基引起的气道高反应性。牛磺酸对多种不同激动剂引起的收缩反应均有明显的抑制作用，是否其还可能通过一共同途径而起作用有待研究。肺部疾病时，引起气道高反应性的原因是复杂的，牛磺酸可通过多种途径影响多种激动剂的作用，估计其在降低气道反应性方面，将有较好的应用前景。
, 百拇医药
* 湖北省重点科技计划资助项目[鄂科计(93)014号]
作者简介:罗志刚，女，1970年生，硕士。现址：上海科技出版社医学编辑部，上海 200020
参考文献
1 冯大明,余尚斌,王迪浔. 钾对狗缺氧性脑、肺血管舒缩反应的影响. 衡阳医学院学报， 1993，21(4):353
2 陈彩萍,王迪浔，余尚斌.钙对缺氧性肺血管、脑血管反应的作用. 中国病理生理杂志，1993，9(2)：311
3 卢传义，王迪浔. 高镁饮食对大鼠缺氧性肺血管收缩反应和慢性缺氧性肺动脉高压的影响.中国病理生理杂志，1991，7(6)：592
4 万 有,王迪浔. 急性缺氧性肺、脑血管反应中活性氧的作用及硫酸锌、亚硒酸钠对其影响. 中国病理生理杂志，1993，9(2):309
, http://www.100md.com
5 何 芳,金咸瑢.牛磺酸对肺、脑血管缺氧反应的影响及机理探讨. 中国应用生理学杂志， 1996，12(2):183
6 Suzuki Y J, Ford G D. Superoxide stimulates IP3-induced Ca2+ release from vascular smooth muscle sarcoplasmic reticulum. Am J Physiol， 1992 ，262(1pt2):H114
7 Suzuki Y J, Ford G D. Inhibition of Ca2+-ATPase of vascular smooth muscle sarcoplasmic reticulum by reactive oxygen intermediates. Am J Physiol， 1991 ，261(2pt 2):H568
, 百拇医药
8 Kontro P ， Oga S S. Effects of taurine on the influx and efflux of calcium in brain slices of adult and developing mice. Int J Neurosci， 1988，38:103
9 Dale W P ， William G M. Taurine regulation of Ca2+ uptake and (Ca2+-Mg2+) ATPase in developing chick B-cells. Comp Biochem Physiol， 1993，106A(N):309
10 Hastings D,Welty J D ， Rohani F. Taurine stimulation of isolated hamster brain Na+-K+-ATPase:activation kinetics and chemical specificity. J Neurochem，1985，44:1764
(1998-11-24 收稿), http://www.100md.com