慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者氧化應激與肺功能的相關性研究

劉新艷

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是常見的慢性炎癥性疾病之一，以氣流持續(xù)受限為特征，并且具有不可逆性與持續(xù)發(fā)展性[1]。隨著病情加重及肺臟的受損，可出現(xiàn)肺源性心臟病及全身性炎性反應[2]，造成患者生活質(zhì)量嚴重下降及生命安全受到威脅，其發(fā)病率及死亡率均高[3,4]，根據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)提示，未來10年，慢阻肺將成為全球疾病經(jīng)濟負擔的第5位，死亡原因僅次于癌癥及心腦血管疾病。氧化應激是由于各種不良刺激導致機體內(nèi)具有氧化活性的物質(zhì)產(chǎn)生過多，超出機體的清除能力，導致氧化/抗氧化失衡，引起一系列不良反應的病理過程，是COPD的重要發(fā)病機制之一[3]。如果患者突然出現(xiàn)咳痰喘癥狀進行性加重， 即為慢阻肺急性加重期，使患者深受病痛折磨。本研究通過分析急性發(fā)作期慢阻肺患者肺功能與過氧化脂質(zhì)(LPO)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫(CAT)水平的相關性，探討氧化/抗氧化失衡對慢阻肺發(fā)病機制的影響，以期在AECOPD的診治中提供理論基礎。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2014年6月至2016年6月本院收治的AECOPD患者60例為慢阻肺組，其中男39例，女21例；年齡53～77歲，平均(63.1±4.1)歲；病程5～17年，平均(13.7±3.0)年；其中肺功能Ⅱ級30例，Ⅲ級19例，Ⅳ級11例。另外選擇同一時段的60例健康體檢者作為對照組，其中男40例，女20例；年齡50～70歲，平均(63.9±3.4)歲，對照組檢查結(jié)果(肺功能等)均正常。2組性別比、年齡等一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性。見表1。

表1 2組一般資料比較

1.2 入選標準 患者均符合中華醫(yī)學會呼吸病學分會提出的診斷標準[6]，根據(jù)臨床表現(xiàn)、危險因素接觸史、體征及實驗室檢查資料綜合分析確定。COPD患者慢性咳嗽、咳痰和(或)呼吸困難的臨床表現(xiàn)，危險因素及存在不完全可逆性氣流受限是診斷COPD的必備條件。肺功能指標是診斷COPD的金標準。用支氣管舒張劑后第1秒用力呼氣容積(FEV1)/肺活量(FVC)<70%可確定為不完全可逆性氣流受限。并排除其他引起咳痰喘的疾病如支氣管哮喘、支氣管擴張癥、充血性心力衰竭、肺結(jié)核等；所有研究對象為不吸煙或戒煙>3個月者，并且3個月來未使用過糖皮質(zhì)激素，均不伴有嚴重糖尿病、原發(fā)性高血壓、冠心病、自身免疫疾病，無消化道、泌尿道等其他系統(tǒng)的感染。

1.3 治療方法 患者入院后均行肺功能的相關檢查，合理膳食，根據(jù)咳痰喘程度給予吸氧、抗感染、化痰、平喘等綜合治療，嚴密監(jiān)測呼吸、心率、血壓，積極治療原發(fā)疾病，注意水電平衡及保障充分的能量支持。2組均空腹采集靜脈血5 min，2 500 r/min離心 5 min，取上層清液，于-20℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 觀察指標

1.4.1 慢阻肺患者及健康體檢者的一般資料。

1.4.2 慢阻肺患者及健康體檢者的血清LPO、GSH-Px、CAT:慢阻肺患者及健康體檢者均取清晨空腹外周靜脈血，檢測氧化應激指標血清LPO(雙抗體夾ELISA法,北京奇松生物工程研究所)、CAT(雙抗體夾ELISA法,北京奇松生物工程研究所)、GSH-Px(雙抗體夾ELISA法,北京奇松生物工程研究所)。

1.4.3 肺功能:肺功能監(jiān)測采用日本HI-105型肺功能儀。肺功能Ⅰ級:氣流輕度受限，F(xiàn)EV1/FVC<70%，F(xiàn)EV1≥80% 預計值;Ⅱ級:氣流中度受限，F(xiàn)EV1/FVC<70%，50%≤FEV1<80%預計值;Ⅲ級:氣流重度受限，F(xiàn)EV1/FVC<70%，30%≤FEV1<50%預計值，易出現(xiàn)急性反復情況;Ⅳ級:氣流極重度受限，F(xiàn)EV1/FVC<70%，50%預計值

1.4.4 LPO、GSH-Px、CAT與肺功能的相關性。

2 結(jié)果

2.1 2組氧化應激水平比較 2組氧化應激指標比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 2組氧化應激水平比較

2.2 不同級別慢阻肺患者氧化應激結(jié)果比較 肺功能為Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級慢阻肺患者，LPO水平逐漸升高，GSH-Px、 CAT水平逐漸下降，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 不同級別慢阻肺患者氧化應激結(jié)果比較

2.3 不同級別慢阻肺患者肺功能結(jié)果比較 肺功能為Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級慢阻肺患者，F(xiàn)EV1、FEV1/FVC及FEV1%pred水平逐漸下降，2組間比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表4。

表4 不同級別慢阻肺患者肺功能結(jié)果比較

2.4 慢阻肺患者氧化應激與肺功能的相差性 慢阻肺患者LPO與FEV1/FVC及FEV1%pred呈負相關，GSH-PX、 CAT與FEV1/FVC及FEV1%pred呈正相關。見表5。

表5 慢阻肺患者氧化應激與肺功能的相差性

3 討論

COPD是一種氣流受限性疾病，其氣流受限具有不可逆性，該病本質(zhì)為氣道非特異性慢性炎癥，隨著慢性炎癥的反復發(fā)作及遷延，逐漸出現(xiàn)氣道結(jié)構(gòu)破壞及重塑，使氣流受限程度逐漸加重，從而使肺功能受損。隨著近年霧霾的嚴重影響導致本病的發(fā)病率逐年增高[7]，該病越來越受到人們的重視，對其發(fā)病機制的研究逐漸成為熱門，多研究認為COPD的主要發(fā)病機制為氧化應激[8]。

氧化應激對機體的損傷主要表現(xiàn)為使機體清除氧化物的能力下降，以及機體的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)在活性氧自由基(ROS)作用下的氧化損傷。所以，脂質(zhì)、蛋白質(zhì)氧化損傷的終產(chǎn)物是測定氧化應激直接而可靠的檢測指標。LPO是一種氧化物，是細胞膜中不飽和脂肪酸在氧自由基作用下形成的，如果LPO超過正常，它可以減弱或抑制機體免疫反應，對自由基產(chǎn)生起促進作用，加強細胞膜的脂質(zhì)過氧化，破壞血管內(nèi)皮細胞的結(jié)果和功能，使正常細胞內(nèi)外離子交換障礙，氣道壁平滑肌細胞出現(xiàn)代償性反應，氣道痙攣，加重機體的缺血缺氧[9]。

人體內(nèi)有一類物質(zhì)，能干擾自由基連鎖反應的引發(fā)及擴散過程,并抑制自由基反應的過程,稱為抗氧化劑或自由基清除劑。如果抗氧化劑能以合適的濃度及時到達病變部位，迅速與自由基反應,且生成的新自由基毒性低于原自由基，進一步反應又可恢復原抗氧化劑形式和作用，那么就是一類理想的抗氧化劑。抗氧化劑包括內(nèi)源性和外源性兩種,如CAT屬于內(nèi)源性抗氧化劑,維生素、微量元素等是外源性抗氧化劑。CAT是清除H2O2的主要酶，主要與細胞內(nèi)線粒體與過氧體結(jié)合,能迅速催化H2O2為H2O和O2，測定CAT活性可反映機體抗氧化的能力[10]因而CAT含量的多少，可以作為衡量機體抗氧化能力大小的重要因素。GSH-Px是反映機體抗氧化能力的重要指標之一，通過催化過氧化物的還原反應，分解過氧化物，從而減輕氧化應激狀態(tài)，以保護機體正常代謝平衡。眾多文獻指出慢阻肺急性期患者體內(nèi)存在氧化/抗氧化系統(tǒng)失衡，主要原因與谷胱甘肽過氧化物酶大量的消耗減少有關，從而導致了氧自由基數(shù)量增多在體內(nèi)大量積聚[11]。內(nèi)源性谷胱甘肽廣泛分布于人體各器官內(nèi)，在肺組織中主要分布于氣道內(nèi)襯液中，作為抵御外源吸入性氧化劑的第一道防線[12]。有學者發(fā)現(xiàn)慢阻肺患者支氣管肺泡灌洗液中巨噬細胞內(nèi)源性谷胱甘肽水平明顯低于健康人群[13]。內(nèi)源性谷胱甘肽的還原性巰基參與體內(nèi)重要的氧化還原反應、加快糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝，從而發(fā)揮減輕組織損傷，促進細胞修復等作用[14]。有研究指出大鼠動物模型中還原型谷胱甘肽具有抑制脂質(zhì)過氧化、穩(wěn)定生物膜的作用[15]。

氧化應激和肺部炎癥有一定的相關性，多種氧化物可通過不同途徑刺激肺里的炎性反應，使中性粒細胞和巨噬細胞等增加，以上活化的炎性細胞又能釋放很多內(nèi)源性的氧化劑，會加劇氧化應激和炎性反應，氧自由基可作用于生物膜，進而產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化反應，造成膜組織病理性的損害[16]。活性氧物質(zhì)還可以刺激氣道上皮細胞，分泌高分子量的復合糖化合物，降低呼吸道黏膜功能，增強其內(nèi)皮滲透性，弱化內(nèi)皮細胞的黏附性，并且對肺泡Ⅱ型細胞產(chǎn)生一定溶解作用，同時降低上皮細胞的損傷修復能力，抑制成纖維細胞聚集和增殖，最終影響重建細胞外基質(zhì)[17]，使肺功能受損。肺功能水平檢查是判斷氣流有無受限的主要指標，肺功能檢查不僅是COPD診斷的金標準，并且在病情的評估和預后的指導治療中起重要作用。有研究報道，COPD越嚴重患者，肺功能水平越低，營養(yǎng)不良狀況也越嚴重[18]。

本研究結(jié)果顯示，AECOPD患者的GSH-Px、CAT均顯著低于健康對照組，LPO高于健康對照組，說明COPD的急性加重期與氧化應激密切相關，Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級肺功能慢阻肺患者血清GSH-Px、CAT水平逐漸降低，而LPO水平逐漸升高，肺功能指標中的FEV1/ FVC、FEV1% pred 水平逐漸下降;血清GSH-Px、CAT與肺功能指標中的FEV1/FVC、FEV1% pred均呈正相關聯(lián)性，LPO水平與肺功能指標中的FEV1/FVC、FEV1% pred均呈負相關聯(lián)性。

綜上所述，血清GSH-Px、CAT、LPO水平和肺功能指標間有顯著相關性，能夠反映慢阻肺患者呼吸道和肺功能損傷情況，對于慢阻肺的診斷和治療有重要的臨床意義。