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上下呼吸道纤毛功能内在差异性的比较研究

赵可庆  
【摘要】:目的:黏液纤毛清除功能(MCC)是呼吸系统抵抗环境中各种病原体、污染物侵袭的第一道防线。纤毛摆动作为MCC的动力来源,对维持MCC的正常功能起到了至关重要的作用,纤毛摆动机制的研究虽已开展多年,但对其了解仍远未完善。临床发现慢性鼻窦炎(CRS)可导致患者鼻腔MCC下降,但与此同时,CRS患者下呼吸道MCC存在异常的体征却少有发现。这预示着上下呼吸道纤毛摆动功能可能存在着差异。基于以上背景,本实验对各种状态下,上下呼吸道上皮纤毛的摆动功能开展了比较研究,以期阐明:各种状态下,上下呼吸道纤毛摆动功能是否存在差异;通过比较研究,为纤毛摆动机制的研究开辟新的途径。 材料与方法:体外建立"Puff"系统,模拟“喷嚏”这一生理过程。观察“喷嚏”对小鼠鼻腔上皮CBF的影响。使用抑制剂(Apyrase、Suramin、EGTA、BAPTA-AM和H-89)干预实验,研究ATP、钙离子(Ca2+)和蛋白激酶A(PKA)在这一过程中的作用。观察“喷嚏”后,鼻腔、气管上皮CBF反应性的差异。观察上下呼吸道上皮细胞基础状态下CBF的差异,使用fura-2测定两种上皮细胞中的Ca2+浓度。观察绿脓杆菌分泌液对鼻腔、气管上皮细胞基础CBF和“喷嚏”后CBF反应性的影响,并且,利用细菌分泌液对鼻腔、气管上皮细胞进行预处理后,观察活体绿脓杆菌在上下呼吸道上皮表面附着能力的差异 结果:“喷嚏”后鼻腔上皮CBF与“喷嚏”前CBF的比率为1.78±0.05,n=10,ATP、Ca2+以及PKA抑制剂可明显抑制这一反应。气管组中,“喷嚏”后CBF的升高比率仅为1.21±0.03,n=10,p0.01。气管上皮基础CBF约为鼻腔上皮基础CBF的两倍。气管纤毛细胞内Ca2+浓度为91.06±9.85nM,n=4,鼻腔组中这一数据为54.90±2.52 nM,n=4,p0.05。绿脓杆菌分泌物在降低鼻腔上皮细胞基础CBF的同时,也能够抑制“喷嚏”后CBF的升高;气管上皮CBF对绿脓杆菌分泌物的侵袭则具有抵抗力。鼻腔上皮细胞上细菌的贴敷数量在实验组及对照组中都显著多于气管上皮细胞。 结论:上下呼吸道纤毛功能存在明显差异,具体表现为:鼻腔上皮CBF对“喷嚏”这一机械刺激的反应能力高于气管上皮;基础状态下,气管上皮CBF快于鼻腔上皮CBF,且这一差异与细胞内Ca2+浓度有关;绿脓杆菌分泌物可降低鼻腔上皮基础CBF,并可抑制CBF对“喷嚏”刺激的反应,而气管上皮则对绿脓杆菌的侵袭具有抵抗力。


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