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慢性支气管炎动物模型

时间:2020-12-25浏览次数:981

       慢性支气管炎(chronic bronchitis)是指由感染或非感染因素引起的气管、支气管黏膜及其周围组织的慢性非特异性炎性反应。慢性支气管炎的病理特点是支气管腺体增生、黏液分泌增多。临床常以咳嗽、咳痰或伴有喘息反复发作,每次持续3个月以上,连续2年以上的慢性过程为特点,严重时可并发阻塞性肺气肿,甚至肺源性心脏病。慢性支气管炎以老年人居多,病程初期一般症状比较轻微,发病季节以冬季较为多见,至春季天气转暖后症状缓解;晚期一般表现为炎性反应较前加重,且症状不分季节、常年存在。目前,慢性支气管炎已成为影响人类健康和生活质量的主要疾病之一,研究其治疗及预后具有重要的意义。慢性支气管炎的发病与吸烟、感染、气候因素(如寒冷)、理化因素(如,刺激性烟雾、粉尘、SO2等)、过敏、呼吸道局部防御及免疫功能降低、自主神经功能失调等内外界因素密切相关。


造模机制:

       对动物施加各种能诱发慢性支气管炎的损伤性因素,进行长期的刺激,引起气管、支气管黏膜及其周围组织的慢性炎症。诱发慢性支气管炎的方法主要有:化学药物法(二氧化硫、氯、氨水、脂多糖、酶、肾上腺素能药物、胆碱能药物、促分泌素等)、细菌感染法(肺炎克雷伯杆菌、肺炎链球菌等)、被动吸烟法(生烟叶、稻草烟、混合烟等)和复合方法(如细菌加烟雾、细菌加寒冷等)。这些方法可以单独或复合使用。


造模方法:

1.化学药物法

       (1)使小鼠吸入含SO2(浓度为2%)的空气,每日10秒,14~18天后小鼠即出现支气管炎病变,27天后出现重度支气管炎病变,总观察时间为97天。

       (2)使小鼠吸入含Cl2(浓度为0.001~0.O04mg/L)的空气,每日25~30分钟,35天后小鼠可出现慢性支气管炎病变,总观察时间为50天。

       (3)用含氨气的空气以每15~20分钟重复刺激1次,每次2~3分钟,刺激一天共8次,32天后可出现慢性支气管炎症状,总观察时间为100天。

       (4)气管内注射脂多糖法:大鼠用1%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉,仰卧位固定于操作台,拉出舌体,暴露声门,快速将套管插入气管,将脂多糖200μg/200μl注入气管。饲养4周,制备大鼠慢性支气管炎模型。


2.被动吸烟法

       (1)烟雾致大鼠慢性支气管炎法:将大鼠置于27立方米烟室内,用混合烟150~200mg/立方米(200g锯末、15~20g烟叶、6~7g辣椒及1g硫黄混合,20~30分钟内烧化,颗粒在0.5~1μm以上)吸入,每周6次,44天即可形成慢性支气管炎病变。

       (2)用香烟1支半,在21L容器内燃化共10分钟,换气5分钟后,再用1支香烟烧化,重熏10分钟。将豚鼠置于这种烟雾环境中,每天1次,每周6次,同时置于7~8℃环境中1小时,隔天1次,45天后改为每周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。


模型特点:

       吸入SO2所致的慢性支气管炎动物模型具有如下特点:①小鼠出现刺激性咳嗽,体重不增,少数死亡。支气管病理学改变:早期为急性炎症改变,12天后出现淋巴细胞、浆细胞浸润,继而支气管周围结缔组织增生,27天后显示重度慢性气管炎病变。②大鼠气管腔内黏液阻塞,气管上皮坏死糜烂,杯状细胞增生,气管壁平滑肌增生,肺泡腔扩大,部分融合形成肺大疱。运用这种方法也复制出稳定可靠的动物模型。也可观察到气道和肺组织毒蕈碱型受体(M受体)的数量及功能无改变。

       对于细菌感染所致的支气管炎,感染后2天小鼠出现毛松、咳嗽、神萎、食欲缺乏等;3~6天出现气管上皮轻度坏死,杯状细胞数目初期下降,10天后逐渐增加,35天后表现为典型的慢性支气管炎症状,50天后即恢复正常。

       气管滴注脂多糖后21天,大鼠出现倦怠、毛发失去光泽,进食、饮水减少等表现,气管与支气管上皮脱落,杯状细胞增生,黏液腺增生肥大,气管、支气管壁见慢性炎症细胞浸润,管壁增厚,管腔充满黏液及大量以中性粒细胞为主的炎症细胞,气管平滑肌增生肥厚。

       对于烟雾致大鼠慢性支气管炎而言,随烟雾刺激时间的增加,大鼠气管炎症病损逐渐加重,至第7周形成慢性支气管炎典型变化。其气管炎症细胞的特点是:初期以巨噬细胞为主,随后以淋巴细胞为主,中性粒细胞仅在接触烟雾的早期短时间内出现较高水平。


模型评估和应用

       慢性支气管炎模型的制备方法有很多种,最常用的是SO2刺激法,此法主要用于研究慢性支气管炎病因、发病机制及筛选其防治药物。这种方法虽然成功率高,但需要每日检测SO2浓度,所需设备和操作复杂,耗时费力。该模型主要的病理变化是气管黏膜层和黏膜下层炎症细胞浸润及杯状细胞增生。由于SO2为有害气体,吸入后会引起严重的呼吸道黏膜烧灼伤,细胞蜕变、坏死及上皮细胞增生、点状、片状鳞状上皮化生,常导致动物呼吸道急性炎症反应而死亡。

       烟雾致大鼠慢性支气管炎法可以反映早期炎症形成的系列过程,且方法简单易行,其他合并疾病出现几率少,此法主要用于研究慢性支气管炎形成过程中不同阶段的病理变化及相应的炎症细胞的浸润、炎性标志物的变化。