大鼠發(fā)熱模型及發(fā)熱機制的研究進展

1、大鼠發(fā)熱模型及發(fā)熱機制的研究進展         10-10-28 13:31:00     作者：唐曉峰，薛漫清，王暉    編輯：studa20【關鍵詞】  大鼠 發(fā)熱模型 發(fā)熱機制發(fā)熱是多種疾病進展過程中重要的臨床表現之一，其中以細菌引起的感染性發(fā)熱最常見，其次為病毒等，與發(fā)熱有關的動物模型建立可為探討發(fā)熱的原因及病理生理學提供重要的平臺。本文將大鼠發(fā)熱原因、發(fā)熱模型以及發(fā)熱時體溫調節(jié)介質的研究進展做一綜述。1 發(fā)熱的原

2、因發(fā)熱過程大體可分為以下幾個階段：外源性致熱原(exogenous pyrogen)進入機體，作用于巨噬細胞、淋巴細胞、單核細胞等免疫活性細胞，產生內源性致熱原(endogenous pyrogen，EP)，即大量致熱性細胞因子，這些細胞因子直接或間接通過中樞介質作用于體溫調節(jié)中樞，體溫調定點上移，引起產熱增加，散熱減少，使體溫在一個新的調定點達到平衡1。1.1 外源性致熱原是指能激活致熱原細胞產生和釋放致熱性細胞因子的物質，又稱為發(fā)熱激活物(EP誘導物)。主要有:1.1.1 微生物性發(fā)熱激活物2 革蘭陽性菌：是常見的發(fā)熱原因。主要有葡萄球菌、鏈球菌、肺炎鏈球菌、白喉桿菌等,包括外毒素和肽聚糖

3、。革蘭陰性菌：大腸埃希氏菌、傷寒桿菌、淋球菌、腦膜炎球菌等,這類菌致熱性除含有肽聚糖外,最主要的致熱性成分是脂多糖,也稱內毒素(ET)。內毒素是最常見的外致熱原,耐熱性高(干熱160 2 h才能滅活),可刺激致熱性細胞產生和釋放內生性致熱原引起發(fā)熱。病毒：常見有流感病毒、麻疹病毒等,病毒致熱成分是病毒體和其所含的血細胞凝集素。真菌：真菌引起致熱作用是菌體及所含莢膜多糖和蛋白質,常見真菌有白色念珠菌、組織胞漿菌、新型隱球菌等。1.1.2 非微生物發(fā)熱激活物 抗原抗體復合物對產EP細胞有激活作用,許多自身免疫性疾病都有頑固性發(fā)熱,如系統(tǒng)紅斑狼瘡、類風濕、皮肌炎等,循環(huán)中持續(xù)存在抗原抗體復合物可能是

4、其主要的發(fā)熱激活物2。1.2 內生性致熱原主要是一些是由免疫細胞和部分非免疫細胞合成和釋放的細胞因子,具有細胞間信息傳遞、免疫調節(jié)作用的一大類小分子蛋白質或多肽。其中部分細胞因子與發(fā)熱反應關系密切,在發(fā)熱中起重要作用。眾多的研究發(fā)現，與發(fā)熱有關的細胞因子主要有以下幾種:白介素1家族(IL1)及IL1受體拮抗蛋白(IL1ra)、腫瘤壞死因子(TNF)、白介素6(IL6)、干擾素(IFN)。這些細胞因子及其受體之間相互聯(lián)系、相互影響，作用于全身和局部從而參與發(fā)熱反應，介導炎癥過程，參與免疫調節(jié)，影響組織代謝等生物效應。當病原(內毒素或病毒)侵犯機體后，可引起特定方式的致熱因子釋放，致熱細胞因子之間

5、相互調節(jié)，最后識別靶細胞受體，尤其是下丘腦視前葉區(qū)的神經細胞,受介導活化磷脂酶A，并以花生四烯酸為底物激活環(huán)氧化酶通路3。1.2.1 白介素1家族(IL1)及IL1受體拮抗蛋白(IL1ra)實驗證實,IL1 尤其IL1是參與多種致熱原性發(fā)熱的重要細胞因子4。對于小劑量LPS(100 g/kg,ip) 誘導的發(fā)熱,Conti B等5實驗結果顯示,LPS導致發(fā)熱反應的第一步是釋放前炎癥細胞因子，如白細胞介素(IL1)和(IL6) ，介導細胞因子對神經元的下丘腦視前區(qū)的發(fā)熱。Steiner 6等在實驗中預先給予IL1ra或使IL1ra在體內過度表達均可減輕IL1引起的發(fā)熱,延遲發(fā)熱時間,并提高對IL

6、1、IL1的耐受性,而皮下注射LPS引起局部IL1、IL1濃度升高,2 h后IL1ra水平升高,且IL1ra的濃度與發(fā)熱程度呈負相關。由此可知,IL1ra是重要的內源性IL1拮抗劑,具有限制發(fā)熱的作用。1.2.2 腫瘤壞死因子(TNF) TNF是重要的內生性致熱原之一,TNF 是在LPS誘導下最早出現的、生物活性廣泛而強烈的一種細胞因子，是LPS誘導的細胞因子網絡的始動因子。LPS是目前已知的誘導TNF最強、最有效的激活物之一，2550 g/L的LPS即可以使新鮮人血中的單核細胞生成TNF。TNF可由細菌、病毒、真菌或寄生蟲等激活體內多種細胞產生(如巨噬細胞、淋巴細胞)，在體液中出現高峰水平的

7、時間較早，是介導炎癥反應的主要細胞因子，被稱為“廣譜炎性介質”,不僅參與炎癥反應過程，而且還與其他炎性介質組成復雜的網絡系統(tǒng)，通過相互誘生而互相影響生物學效應，使機體出現多種病理損害，而且在體內的峰值出現越早、濃度越高則損害越嚴重7。TNF具有廣泛的生物活性，在許多疾病的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用。有研究表明8,TNF具有致熱性,能使體溫至少升高2 ，由感染、腫瘤、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等導致的長期發(fā)熱患者血清中TNF含量均明顯高于正常人，而細菌性感染患者血清TNF水平顯著高于非細菌性感染患者。1.2.3 干擾素(IFN)IFN是一種具有抗病毒、抗腫瘤作用的蛋白質,主要由白細胞產生,具有一定的致熱效應。

8、不耐熱,60 時40 min可滅活,目前認為是內生性致熱原之一。干擾素是一種糖蛋白,肌肉注射吸收率在80%以上,其發(fā)熱反應與干擾素誘導內源性致熱源物質(如前列腺合成酶)有關。研究表明9,IFN致熱經PGE2途徑介導，故推測AVP參與IFN性發(fā)熱反應的調節(jié)。關于IFN性發(fā)熱能否引起VSA中AVP含量升高尚未見報道。2 發(fā)熱模型動物發(fā)熱模型的建立方法有很多種，最常見的主要是采用向動物體內注入脂多糖(LPS)、2,4二硝基酚和酵母菌的方法制作發(fā)熱模型。2.1 脂多糖(1ipopo1ysaccharide，LPS)誘導的發(fā)熱模型LPS是革蘭陰性細菌內毒的活性成分，LPS有高度水溶性，是效應很強的細菌致

9、熱源。LPS 由3個成分組成,最外層為特異性多糖,即菌體多糖,它是由幾個單糖組成的許多個同樣的重復單位連接而成,與細菌的侵襲力有關;中間是核心多糖(同一種屬之間是相同的);內層是類脂A,它是一種特殊的糖磷脂,主要起毒性作用而無種屬特異性10。其誘導的發(fā)熱表現為雙相熱或三相熱,并伴有寒顫、精神萎靡和輕微腹瀉等癥狀,與臨床感染性炎癥所致發(fā)熱相似,是經典的炎性發(fā)熱模型,常用于篩選解熱藥物并探討炎性發(fā)熱機制。因為該模型具有自限性和耐受性,如在用于中藥解熱藥效(一般起效較慢)的研究時，應在用LPS誘導發(fā)熱之前即開始給藥。LPS誘導發(fā)熱模型所用的劑量范圍較大,從10250 g/kg 不等,其中較為常用的劑

10、量是10 g/kg、20 g/kg、100 g/kg。在探索LPS誘導大鼠發(fā)熱的最佳劑量時,發(fā)現引起實驗大鼠發(fā)熱熱勢高、持續(xù)時間長的LPS 劑量為20 g/kg11。LPS誘導的大鼠發(fā)熱模型的具體操作方法是先每日測量大鼠體溫(肛溫)2次,連續(xù)2日,取2次體溫的平均值記為基礎體溫。單次體溫超過38 或2次體溫差超過0.5 的動物剔除。實驗前6 h 禁食不禁水。然后腹腔注射LPS(20 g/kg 或80 g/kg),誘發(fā)動物發(fā)熱,注射LPS后每隔0.5 h 測1次體溫,連續(xù)監(jiān)測8 h。2.2 2,4-二硝基酚誘導的發(fā)熱模型2,4-二硝基酚可刺激細胞氧化過程，抑制磷酰化過程，使氧化過程受到刺激所增加

11、的能量不能通過磷?；D變?yōu)槿姿嵯佘栈蛄姿峒∷岬男问劫A存而以熱能散發(fā)，引起發(fā)熱。2,4二硝基酚用于制作動物發(fā)熱模型時，所使用的實驗動物多為大鼠或家兔。有實驗表明12，2,4二硝基酚誘導的發(fā)熱模型升溫后持續(xù)時間較短,大約1 h左右,所以不適用于作用緩慢而持久的解熱藥物解熱作用的考察，但對于作用快速且強大的藥物,實驗結果滿意。2,4二硝基酚誘導的大鼠發(fā)熱模型的具體操作方法13：致熱前用肛溫計測量大鼠直腸溫度1次，連續(xù)3 d，取其平均值作為正常基礎體溫。測量時將大鼠仰位固定于鼠板上，待其穩(wěn)定后，在肛溫計頂端涂少許凡士林油，輕緩送入肛門2 cm，放置3 min后取出讀數。選正常體溫在36.638.3

12、的正常大鼠，然后在各鼠背部皮下注射2,4二硝基酚15 mg/kg，每隔0.5 h測量體溫。2.3 酵母菌誘導的發(fā)熱模型酵母菌屬真菌類,經高壓或甲醛殺死的酵母細胞與活細胞一樣也可引起發(fā)熱,其致熱成分是全菌體及菌體內所含的莢膜多糖和蛋白質。酵母菌作用于機體后,可激活EP細胞產生和釋放EP,后者作用于體溫調節(jié)中樞,引起發(fā)熱介質的釋放,繼而改變調定點。有研究表明14，酵母致大鼠發(fā)熱與體溫調節(jié)中樞發(fā)熱介質5HT含量變化有關，下丘腦組織中5HT含量隨體溫的改變而改變。酵母菌所致的發(fā)熱是由注射部位的局部潰爛引發(fā)的劇烈炎癥反應導致，動物全身表現與臨床伴內臟或皮膚有明顯炎癥的里熱證類似，更適合考察清熱藥的解熱作用。另有研究表明15，干酵母混懸液皮下注射于大鼠后,先引起動物體溫