“肺與大腸相表里”機理的研究
——高氧刺激對肺腸黏膜免疫因子含量表達的影響

韓俊閣 劉曉燕 張劉扛 郭霞珍

(北京中醫藥大學基礎醫學院，北京，100029)

“肺與大腸相表里”機理的研究
——高氧刺激對肺腸黏膜免疫因子含量表達的影響

韓俊閣 劉曉燕 張劉扛 郭霞珍

(北京中醫藥大學基礎醫學院，北京，100029)

目的：通過觀察高氧下大鼠肺、腸黏膜細胞因子IL-1β，IL-2、IL-6、TNF-α含量的變化，探討“肺與大腸相表里”的生物學機制。方法：實驗設立正常空氣組、高氧組(吸入40%濃度氧)，比較2組肺泡灌洗液、腸黏膜灌洗液中IL-1β，IL-2、IL-6、TNF-α的含量。結果：造模5 d后，大鼠肺泡灌洗液和腸黏膜灌洗液中的IL-1β、IL-2、IL-6含量均較正常空氣組呈現明顯下降(P<0.05)；大鼠肺泡灌洗液及腸黏膜灌洗液的TNF-α也表現為較正常空氣組下降的趨勢(P>0.05)。結論：肺腸之間在黏膜免疫方面具有同步性，這可能是肺與大腸表里關系的重要的生物學基礎。

肺與大腸相表里；高氧；細胞因子

臟腑表里相關理論是中醫學藏象學說的基本內容，“肺合大腸”的理論基礎最早見于《黃帝內經》，《靈樞·本輸篇》言：“肺合大腸，大腸者，傳道之府”。肺為臟屬陰，大腸為腑屬陽，二者一臟一腑，一陰一陽，互為表里，相合為用。其表里關系，首先表現為經脈上，手陽明大腸經與手太陰肺經相互絡屬，見于《靈樞·經脈》：“肺手太陰之脈，……下絡大腸，上膈屬肺……”；“大腸手陽明之脈，……下入缺盆絡肺，下膈屬大腸……”[1]；其次，功能上，肺“主氣、司呼吸”“通調水道”，為“水之上源”，大腸為“傳導之官”，“主津”。肺主宣發、肅降功能正常，則津液得以布散，腸道得以濡潤，大腸傳導輸化糟粕功能正常，以此共同參與水液代謝、運行氣機、傳導水谷等功能。生理上的相互聯系與功能配合，一旦發生異常，必會引起病理上的互相影響。目前關于肺與大腸的表里關系的研究，多從臨床病理方面進行論述與發現，臨床上常常見肺病及腸和腸病及肺的現象，但肺腸之間病理聯系的具體機制尚未明確。因此，本研究擬通過觀察高氧刺激對實驗動物肺腸黏膜免疫因子IL-1β，IL-2、IL-6、TNF-α含量表達的影響，試從免疫學角度探討肺與大腸表里相關理論的實質內涵。

1 材料與方法

1.1 動物與材料

1.1.1 動物 健康雌性SD大鼠，16只，體重(200±20)g，由北京維通利華實驗動物技術有限公司購入。飼料由北京維通利華實驗動物中心提供的普通鼠全價顆粒飼料。

1.1.2 儀器與試劑 飼養箱-代謝籠式可變氧飼養箱(自主設計)；測氧儀(CW-2000QR，北京精微恒測氧技術開發中心)；瓶裝氧氣與氮氣(北京朝紅平氣體有限公司)；低溫高速離心機(美國Beckman公司)；全自動洗板機(Pw-96OA，深圳匯松)；酶標儀(Rayto RT-6000)。IL-1β，IL-2、IL-6、TNF-α試劑盒(欣博盛生物科技有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 動物分組及處理 將大鼠隨機分為高氧組、正常空氣組，每組各8只。

高氧組大鼠放置于氧濃度為40%(精度±0.5%)的自制封閉氧箱飼養，氧箱上部的接口，用來連接測氧儀，氧箱的兩側分別設有接口，一側接口連接氧氣和氮氣，另一側接口排氣，以保持氧箱內外大氣壓基本一致；將大鼠提前一周入氧箱進行適應性飼養，期間氧箱開啟，正常攝取食水，正式造模后，封閉氧箱，自然光照，自由攝取食水，控制氧濃度40%(精度±0.5%)，濕度50%～70%，溫度22～25 ℃，每天中午定時開箱通氣1 h，添加食水，鈣石灰吸收CO2，更換墊料，連續飼養5 d。正常空氣組大鼠置于正常空氣條件下飼養，自然光照，濕度50%～70%，溫度22～25 ℃，自由攝取食水。

1.2.2 取材 肺泡灌洗液:將大鼠戊巴比妥鈉麻醉固定，腹主動脈取血后處死，隨即開胸，暴露氣管，用手術線結扎離心端，在其下方兩個軟骨環間作一切口，插入導管，導管與5 mL注射器連接，在支氣管分叉處用手術線結扎右側支氣管，用磷酸鹽緩沖液(PBS)4 mL進行左肺灌洗，注射器抽吸6遍，回收液約為2～2.5 mL，將回收液在4 ℃低溫離心機上離心，3 000 r/min，離心15 min，收集上清液，-20 ℃低溫冰箱儲存備用。

腸黏膜粘液:將大鼠戊巴比妥鈉麻醉固定，腹主動脈取血后處死，取盲腸上部5 cm處回腸10 cm，用冷雙蒸水和PBS液依次流動沖洗后平鋪于定性濾紙上，沿回腸縱軸剪開，再用PBS液沖洗，用清潔蓋玻片輕輕刮取腸黏膜表面粘液，用凍存管收集刮取腸黏膜粘液，加入適量PBS液并小心攪拌使其充分溶解，在4 ℃低溫離心機上離心，3 000 r/min，離心15 min，收集上清液-20 ℃低溫冰箱儲存備檢。

1.2.3 指標檢測 將收集的肺泡灌洗液和腸黏膜灌洗液，分別用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)法檢測其中IL-1β，IL-2、IL-6、TNF-α含量。

2 結果

2.1 2組大鼠肺泡灌洗液、腸黏膜灌洗液IL-1β表達的比較 與正常空氣組的測定值比較，在高氧狀態下的大鼠肺泡灌洗液和腸黏膜灌洗液的IL-1β含量表達，均呈現明顯下降(P<0.05)，兩者變化具有一致性。結果見表1。

表1 2組大鼠肺泡灌洗液、腸黏膜灌洗液IL-1β 表達的比較

注：與正常空氣組比較，**P<0.01。

2.2 2組大鼠肺泡灌洗液、腸黏膜灌洗液IL-2表達的比較 與正常空氣組的測定值相比較，在高氧狀態下的大鼠肺泡灌洗液和腸黏膜灌洗液的IL-2含量表達，均明顯呈現下降(P<0.05)，兩者變化具有一致性。結果見表2。

表2 2組大鼠肺泡灌洗液、腸黏膜灌洗液IL-2 表達的比較

注：與正常空氣組比較，**P<0.01，*P<0.05。

2.3 2組大鼠肺泡灌洗液、腸黏膜灌洗液IL-6表達的比較 與正常空氣組的測定值相比較，在高氧狀態下的大鼠肺泡灌洗液的IL-6表達，明顯呈現下降趨勢(P<0.05)；大鼠腸黏膜灌洗液的IL-6表達也呈現下降趨勢，但與正常空氣組大鼠腸黏膜灌洗液的IL-6表達差異沒有統計學意義(P>0.05)。結果見表3。

表3 2組大鼠肺泡灌洗液、腸黏膜灌洗液IL-6 表達的比較

注：與正常空氣組比較，*P<0.05。

2.4 2組大鼠肺泡灌洗液、腸黏膜灌洗液TNF-α表達的比較 與正常空氣組的測定值相比較，在高氧狀態下的大鼠肺泡灌洗液及腸黏膜灌洗液的TNF-α表達，均呈現出下降趨勢，但差異無統計學意義(P>0.05)。結果見表4。

表4 2組大鼠肺泡灌洗液、腸黏膜灌洗液TNF-α 表達的比較

3 討論

“肺與大腸相表里”是中醫臟腑相關理論的重要組成部分。不僅因為經絡上手陽明大腸經與手太陰肺經相互絡屬，更因為肺、腸生理、病理上的相互聯系與影響。生理上，肺主宣發、肅降，其功能的正常發揮有助于腸道傳導功能的行使；大腸為“傳導之官”，其傳導功能正常反過來有利于肺氣的宣降。病理上，常常可見到肺病及腸和腸病及肺的現象，不但歷代典籍較多著述，如《素問·咳論》曰：“肺咳不已，則大腸受之……”；又《黃帝內經靈樞集注·卷五》云：“大腸為肺之腑而主大便，邪痹于大腸，故上則為氣喘爭，而下為飧瀉也。故大腸之病，亦能上逆而反遺于肺。”唐宗海《中西匯通醫經精義·臟腑所合》論曰：“蓋邪熱不從大便而瀉，上壅于喉，宜瀉大腸，此大腸所以為傳道肺氣之府也。”[2]在臨床上，肺病及腸、腸病及肺也是常見的病理現象，治療則可通過肺病治腸、腸病治肺來實現；如哮喘發作期及COPD急性發作期的患者，多合并排便異常，或便結不通，或泄瀉下利[3-4]，通過“通腑”“降瀉”“利氣”“除壅”等治法，多能達到良好治療效果；郜巒[5]通過對肺、腸相互致病的相關有效文獻檢索統計發現，在便秘、泄瀉等腸系疾病發生的患者中，咳嗽、喘促等肺系癥狀出現的頻率均大于20%；慢性結腸炎大腸濕熱型，通過清肺、解毒、除濕之法治療，往往收到良好療效[6]；老年性便秘，從補肺潤肺健脾著手，則療效顯著[7]；而應用大承氣湯通腑泄濁亦能改善呼吸窘迫綜合征實驗動物的肺組織病變情況及提高動脈氧分壓[8]。但是，關于肺與大腸表里關系的內在生物學機理，目前尚不明確。

體表黏膜屏障，作為抵御外來抗原的第一道防線，當機體受到外界條件的刺激或影響時，首先出現相應的改變。研究表明，呼吸道、胃腸道連同泌尿生殖道黏膜等，共同執行局部特異性免疫功能，并通過淋巴系統歸巢發生聯系，構成黏膜免疫系統[9]。該系統中黏膜局部的免疫細胞在刺激條件下合成和分泌細胞因子(CK)，包括白介素(IL)、腫瘤壞死因子(TNF)、干擾素(IFN)等物質，作為細胞間信號傳遞分子，主要調節免疫應答、參與免疫細胞分化發育、介導炎癥反應、參與組織修復等多種功能[10]。在“肺與大腸相表里”的相關研究中發現，IL-1、TNF-α在肺病(哮喘)、腸病(便秘)大鼠血清中含量均顯著高于正常對照組大鼠，但肺腸合病(哮喘合并便秘)大鼠血清中其含量顯著高于單純肺病或腸病組，由此認為IL-1、TNF-α可能是肺與大腸相關的共同物質基礎[11]。

組織胚胎學研究已證實，肺、氣管由原腸的前腸發展而成，因此，肺、氣管與腸的結構來源相同，可被認為是“肺合大腸”的組織結構基礎[12]；而我們的前期研究顯示，肺與大腸相表里在組織發生學上表現為肺與回腸、結腸的組織同源性[13]，因此本實驗選取肺泡灌洗液與回腸黏膜灌洗液進行觀察。實驗結果顯示，在高氧(40%氧濃度)條件下，大鼠肺泡灌洗液、腸黏膜灌洗液中IL-1β、IL-2、IL-6含量的表達，與正常空氣組大鼠比較，均呈現明顯降低(P<0.05)。而且在高氧條件下，細胞因子TNF-α無論在大鼠肺泡灌洗液還是在腸黏膜灌洗液中含量的表達，也都表現為較正常空氣組下降的趨勢。由此表明，肺與大腸在高氧刺激下表現為黏膜免疫功能的共同下降。

吳氏等在實驗研究中也顯示[14]，實驗動物在吸入高濃度氧后，血清、肺組織及肺泡灌洗液中細胞因子的表達出現相應的變化，表現為細胞因子IL-1、IL-2、IL-6及TNF-α等出現先升高后降低的動態變化趨勢，高峰時間多在24 h，而48～72 h后逐漸下降，說明細胞因子在機體急性刺激早期階段應激性升高，而隨著高氧暴露時間延長，免疫力逐漸降低，細胞因子表達開始下降；而TNF-α為機體前炎性細胞因子，主要參與早期炎癥反應過程，同時能促進其他細胞因子如白介素的分泌，因此在慢性高氧刺激后期變化趨勢不明顯[15]。本研究實驗數據同樣支持這一結果：本研究中實驗大鼠是在40%氧濃度下飼養5 d，屬于慢性高氧刺激，因此其肺、腸黏膜分泌IL-1β、IL-2、IL-6、TNF-α的含量表現出了較正常空氣組均減低，其中IL-1β、IL-2、IL-6的降低更顯著。

綜上，實驗結果表明，高氧刺激影響機體的免疫功能，慢性高氧使肺的免疫功能降低，而腸的免疫功能隨之也相應降低。由此說明，肺腸之間在黏膜免疫方面具有同步性，這為中醫“肺與大腸相表里”的理論提供了實驗依據。

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(2014-06-20收稿 責任編輯：張文婷)

Mechanism Research on ‘Lung and Large Intestine being interior-exteriorly Related’——Effect of Hyperoxia on the Expression of CK of Lung and Intestinal Mucosa

Han Junge,Liu Xiaoyan,Zhang Liukang,Guo Xiazhen

(SchoolofBasicMedicalSciences,BeijingUniversityofChineseMedicine,N0.11EastRoadofNorth3rdRingRoad,Beijing100029,China)

Objective:To observe the hyperoxia stimulus to lung and intestinal mucosa of rats and the changes of the content of cytokines IL-1beta,IL-2,IL-6,TNF alpha,so as to explore the biological mechanisms of ‘Lung and Large Intestine being interior-exteriorly related’.Methods:The experiment set up two groups-normal group and the hyperoxia one-which the oxygen concentration was 40%.The content of IL-1beta,IL-2,IL-6,the TNF alpha of Bronchoalveolar lavage fluid and intestinal mucosa lavage fluid was compared.Results:After 5 days,compared with normal group,IL-1beta,IL-2 and IL-6 levels of both the Bronchoalveolar lavage fluid and intestinal mucosa lavage fluid dropped significantly (P<0.05),and TNF alpha of both the Bronchoalveolar lavage fluid and Intestinal mucosa lavage fluid showed a trend of decline.Conclusion:Lung and Large Intestine have the synchronicity from the perspective of mucosal immunity,and it may be the important biological basis for lung and large intestine exterior-interior relationship.

Lung and Large Intestine being interior-exteriorly related; Hyperoxia；Cytokines

國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)資助項目(編號：2009CB522706)

韓俊閣，女，在讀博士，研究方向：四時五臟陰陽的文獻整理和實驗研究，E-mail:hanjunge@163.com

郭霞珍，女，教授，博士研究生導師，E-mail：guoxiazhen@126.com

R223.1；R2-031；R392.11

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.01.021