支气管哮喘患者唾液褪黑素和皮质醇水平及其与病情的关系.pdf

中华结核和呼吸杂志 2 o 0 3 年 l 1 月第2 6卷第 l l 期C h i n J T u b e r c R e s p i r D i s ， N o v e m b e r 2 o 0 3 ， V o 1 2 6 ， N o 1 l 6 7 9 支气管哮喘患者唾液褪黑素和皮质醇 水平及其与病情的关系 费广鹤 刘荣玉 张志红周江宁 【 摘要】 目的探讨基础状态与轻度、 中一 重度持续支气管哮喘( 简称哮喘) 患者唾液中褪黑素 和皮质醇水平及其与病情严重程度的关系和临床意义。方法收集哮喘患者 2 0 例， 其中轻度持续哮 喘患者 1 0例( A组) 、 中一 重度持续哮喘患者 1 0例( B组) 和正常对照组 1 5 名( C组) 。采用放射免疫 分析法检测受试者唾液中游离褪黑素和皮质醇含量。昼夜 2 4 h 按 8 个时间点采集唾液标本 ， 取样时 白天为室内自然光， 夜间光照强度控制在 5 0 勒克司( L u x ) 之内。结果轻度和中一 重度持续哮喘患者 唾液中游离褪黑素水平分别为( 1 5 5 5 3 ) g L和( 7 1 2 5 ) L ， 与正常对照组 ( 2 8 9 8 7 ) L 比较， 差异有显著性( F = 4 4 7 ， P< 0 0 5 ； F= 7 6 1 ， P< 0 0 1 ) ； 轻度和中一 重度持续哮喘患者唾液 中游离皮质醇水平分别为( 3 1 0 5 ) L和( 4 2 0 5 ) g L ， 与正常对照组 ( 5 9 0 7 ) g L 比较 ， 差异有显著性( F= 1 0 4 5 ， P< 0 0 1 ； F = 5 2 1 ， P< 0 0 5 ) ， 皮质醇振幅明显减小伴皮质醇分泌峰 值相位显著后移( P< 0 0 5 、 < 0 0 1 ) ； 对照组和轻度持续哮喘患者唾液中褪黑素和皮质醇水平之间无 相关性( r = 0 1 7 4 ， P=0 0 5 7 ； r =一 0 1 3 8 ， P=0 2 2 1 ) ， 中一 重度持续哮喘患者的褪黑素和皮质醇水 平之间呈显著负相关( r =一 0 2 7 5 ， P=0 0 1 3 ) 。结论 哮喘患者褪黑素和皮质醇水平显著降低。 基础状态下褪黑素和皮质醇分泌处于相对平衡状态 ， 哮喘患者两者表现为交互抑制 ， 且这种抑制作 用与病情的严重程度密切相关。 【 关键词】 支气管哮喘； 神经激素； 病情 Re l a t i o n s h i p s b e t we e n me l a t o n i n a n d c o r t i s o i a n d t h e s t a t u s o f d i s e a s e i n p a t i e n t s wi t h b r o n c h i a l a s t h ma F E l G u 8 n 一 H U R o n g - y z H A N G z h i h o n g ， z H o U J i a n g n i n g S c h o o l o f L if e S c i e n c e ， U n i v e r s i t y o fS c ie nce a n d T e c h n o l o g y ofC h i n a H e f e 2 3 6 ，C i n a 【 A b s t r a c t 】 0 b j e c t i y e rI 1 l e a i m o f t h e s t u d y w a s t o e l u c i d a t e t h e i n t e r a c t i o n a n d c l i n i c a l s i g n i fi c a n c e b e t we e n me l a t o n i n and c o r t i s o l and t h e s t a t u s o f d i s e a s e i n p a t i e n t s w i t h b r o n c h i al a s t h ma Me t h o d s T e n mi l d p e r s i s t e n t and 1 0 mo d e r a t e t o s e v e r e pe rsi s t e n t a s thma p a ti e n t s w e r e r e c r u i t e d t o p a r t i c i p a t e i n the s t u d y F i ft e e n n o r mal s u b i e e t s s e r v e d a s c o n t r d s S al i v a r y f r e e me l a t o n i n a n d c o r t i s o l w e r e m e a s u r e d s i m u l t a n e o u s l y b y r a d i o i m mu n o a s s a y i n a l l s u b j e c t s a n d 8 s ali v a r y s a mp l e s w e r e c o l l e c t e d i n a s e ri e s d u ri n g a 2 4 h o u r per i od i n e a c h s u b j e c t T h e i n t e n s i t y o f l i g h t w as r e s t ri c t e d t o n a t u r al l i g h t a t r o o m d u ri n g t h e d a y t i me a n d l e s s t h an 5 0 l u x a t n i g h t Re s u l t s T h e r e s u l ts s h o w e d t h a t s ali v a r y f r e e me l a t o n i n l e v e l s w e r e s i gni fi c antl y l o w e r i n m i l d( 1 5 5士 5 3 ) 晷 L a n d m ode r a t e t o s e v e r e( 7 1士2 5) g L p e rs i s t e n t a s t h ma p a t i e n t s a s c o m p a r e d t o c o n t r o l s u b j e c t s( 2 8 98 7 ) i g L( F=4 4 7 ， P<0 0 5 ； F=7 6 1 ， P<0 0 1 ， r e s pec t i v e l y ) T h e r e s u l ts al s o s h o w e d t h a t s ali v a r y f r e e e o r t i s o l l e v e l s w e r e s i g n i fi c a n fl y l o w e r i n m i l d ( 3 1 0 5 ) g L and m ode r a t e t o s e v e r e( 4 2士0 5) L p e r s i s t e n t ast h m a p a t i e n t s a s c o m p are d t o c o n t r o l s ubj e c ts ( 5 90 7)i g L ( F=1 0 4 5 ， P<0 0 1 ；F=5 2 1 ，P<0 0 5 ，r e s p e c t i v e l y ) rI 1 l e am p l i t u d e o f s ali v a r y fre e c o r t i s o l l e v e l was r e d u c e d i n mi l d an d mode r a t e - t o -s e v e r e p e rsi s t e n t a s t h ma p a t i e n tsa n d s ali v a r y c o r t i s o l pea k l e v e l w as s i g n i fi c a n tl y d e l a y e d i n mi l d a n d mo d e r a t e t o s e v e r e p e rsi s t e n t a s thn m p a t i e n t s( P<0 0 5 。P<0 0 1 r e s pec t i v e l y ) I 1 l e r e w e r e n o s i gni fi c a n t c o r r e l a t i o n s b e twe e n t h e s ali v a r y f r e e m e l a t o n i n a n d c o r t i s o l l e v e l s i n c o n t r o l and mi l d p e rs i s t e n t asth ma p a t i e n t s( r =0 1 7 4 P= 0 0 5 7 ； r =一0 1 3 8 ，P=0 2 2 1 ，r e s p e c t i v e l y ) H o w e v e r ，a s i gni fi c a n t n e g a t i v e c o rr e l a t i o n w as f o u n d b e twe e n the s ali v a r y f r e e me l a t o n i n an d e o r t i s o l l e v e l s i n mod e r a t e t o s e v e r e p e rsi s t e n t a s t h ma p a ti e n t s( r= 一 0 2 7 5 P=0 0 1 3 ) C o n c l u s i o n s Th e re w e r e l o w e r s al i v a r y f r e e me l a t o n i n a n d e o r t i s o l l e v e l s i n 基金项 目： 国家自然科学基金资助项 目( 3 9 9 4 0 0 0 4 ) 作者单位： 2 3 0 0 2 6合肥 ， 中国科学技术大学生命科学学院( 费广鹤 、 周江宁) ； 安徽医科大学第一附属医院呼吸 内科( 刘荣玉、 张志红) 论 著 维普资讯 2 0 0 3年 1 1月第 2 6卷第 1 1期C h i n J T u b e r c R e s p i r D i s ，N o v e m b e r 2 0 0 3 ，V o I 2 6， N o 1 1 a s t h ma t i c p a t i e n t s A s i g n i fi c a n t n e g a t i v e c o r r e l a t i o n w a s f o u n d b e t we e n me l a t o n i n a n d c o r t i s o l l e v e l s i n mo d e r a t e t o s e v e r e p e r s i s t e n t a s t h ma p a t i e n t s F u r t h e r mo r e ， t h e r e c i p r o c a l i n h i b i t i o n o f me l a t o n i n a n d c o r t i s o l w a s c l o s e l y a s s o c i a t e d w i t h t h e s t a t u s o f d i s e a s e i n a s t h ma t i c p a t i e n t s 【 K e y w o r d s 】 B r o n c h i al a s t h m a ； N e u r o h o r m o n e ； S t a t u s o f d i s e a s e 皮质醇是由肾上腺分泌的一种神经激素， 其分 泌受下丘脑一 垂体一 肾上腺轴( H P A) 的双向调节， 因 皮质醇具有抗炎、 抗应激和抗免疫等多方面生物学 功能， 从而能维持机体内环境 的稳定- - 。褪黑素 ( m e la t o n i n ) 主要是由松果体分泌的一种神经激素， 它与不同功能状态下的 H P A轴多个层面褪黑素受 体结合而直接调节皮质醇的释放 ， 同时 H P A轴对松 果体褪黑素的分泌存在负反馈作用 J 。由此可见 ， 松果体褪黑素和 H P A轴的分泌功能之间存在着极 其密切的关系， 是目前国内、 外基础和临床研究热点 之一。最新的文献报道， 褪黑素和皮质醇不仅都参 与支气管哮喘( 简称哮喘) 的发病过程， 而且在哮喘 患者多种细胞因子和炎症介质的昼夜节律性释放过 程中起着重要的调节作用 。所以我们推测， 褪黑 素和皮质醇之间的相互作用可能参与哮喘的发病机 制， 我们的试验通过揭示基础状态和不同严重程度 哮喘患者中2 种神经激素之间的相互关系并探讨其 临床意义。 对象与方法 一 、研究对象 哮喘患者2 0例， 来 自本院 2 0 0 2年 2月 6月 的门诊和住院患者， 无吸烟史。其中轻度持续哮喘 患者( A组) 1 0 例 ， 男 4例， 女 6 例 ， 年龄 2 0 3 3 岁； 中一 重度持续哮喘患者( B组) 1 0例， 男5 例 ， 女5例， 年龄 2 1 3 5岁。哮喘诊断和分期按照 1 9 9 7年中华 医学会呼吸病学分会哮喘学组制定的支气管哮喘诊 断标准 J 。肺功能用便携式 H I - 6 0 1 型肺功能仪( 日 本 M I 公司) 测定； 正常对照组 ( C组) 1 5名， 男 7 名， 女 8 名， 年龄2 3 3 5 岁， 为性别和年龄相匹配的 本校健康学生( 包括研究生) ， 无吸烟史等， 3组问年 龄经单 因素方差分析表 明， 差异无显著性 ( F= 0 8 0 1 ， P= 0 4 5 8 ) ； 性别经 x 检验表明， 差异无显 著性( P= 0 3 4 7 ) 。所有受试者 1 个月内没有使用 过皮质类固醇激素。 二 、标本收集 所有受试者昼夜 2 4 h按 1 ： 0 0 、 4 ： 0 0 、 7 ： 0 0 、 1 0 ： 0 0 、 1 3 ： 0 0 、 1 6 ： 0 0 、 1 9 ： 0 0 、 2 2 ： o 0 共 8 个时间点采 集唾液样本。样本用一种无毒、 无味特制的聚酯试 管收集， 内含有相配套的可咀嚼吸收唾液的拭子 ( D 5 1 5 8 8 ， 德国 S A R S T E D T公司) 。取样时白天为 室内自 然光( 光线强度为 2 5 0 3 5 0 lu x ) ， 夜间控制 在5 0 l u x 之 内 ( M A V O L U X 一 8 C 4 4 2 7 6测光 仪， 德 国 G O S S E N公司) 。样本收集前受试者清洁 口腔后 3 0 m i n ， 口含拭子 5 m i n ， 待唾液被拭子充分吸收后 将其吐入试管内， 样本于 一 4 下放置 ， 待 8个点样 本收集完毕后， 全部样本按3 0 0 0 r m i n ， 离心1 5 m i n 后 ， 分装置 一 7 5 C 冷藏待用。 三、 皮质醇和褪黑素的测定 采用放射免疫分析法测定唾液中游离皮质醇 ( N o ： C D C 9 3 8 3 9 5 ， 美国 D P C公司) 和褪黑素含量 ( C a t N o ： D S L - B A 一 1 2 0 0 ， 德国 D S L公司) 。 四、 统计学处理 所有数据用 S P S S 1 0 0 软件包处理， 3 组间皮质 醇和褪黑素平均水平比较采用单因素方差分析； 峰 值相位比较采用 Wa t s o n与 Wil l i a m s 检验； 相关分析 采用皮尔森法处理； 皮质醇和褪黑素的昼夜节律参 数分别用余弦函数方程( 1 ) 和( 2 ) 拟合( 图 1 ) 。 y ( x ) = M+ A c o s X 一 口 + 1 ， s i n ( x 一 口 ) ( 1 ) y ( x ) ： b + A Z ( 1 一 c ) C O S ( X ) 一 C I + c o s ( x 一 ) I C ( 2 ) 结 果 一 、3 组间游离褪黑素平均水平比较 单因素方差分析结果表明， 3组间游离褪黑素 水平 比较差 异有 显 著性。A组 ( 1 5 55 3 ) g L 和 B组 ( 7 1 2 5 ) g L 患者褪黑素平均 水平与 c组 ( 2 8 9 8 7 ) g L 比较 ， 差异均有显 著性( F= 4 4 7 ， P< 0 0 5 ； F= 7 6 1 ， P< 0 0 1 ， 表 1 ) 。 二、 3 组问游离皮质醇平均水平比较 3 组问游离皮质醇平均水平 比较差异有显著 性。 A组 ( 3 1 0 5 ) g L 和 B组 ( 4 2 0 5 ) g L 患者的游离皮质醇平均水平与 c组 ( 5 9 0 7 ) g L 比较， 差异有显著性 ( F=1 0 4 5 ， P< 0 0 1 ； F=5 2 1 ， P 0 0 5 ) ； C组与 B组 比较差异无显著性 ( F= 0 8 8 ， P 0 0 5 ) 。C组、 A组和 B组患者皮质醇水平峰值 时间分别为7 ： 0 6 、 9 ： 2 4 、 1 4 ： 3 2 。 其中 C组与 A组比 较差异有显著性( F= 6 3 7 ， P< 0 0 5 ) ； C组与 B组 比较差异有显著性( F= 2 7 3 8 ， P< 0 0 1 ) 。 讨 论 国外大量的研究表明， 松果体褪黑素和 H P A轴 分泌功能之间的关系是极其复杂的。在基础状态 下、 不同疾病的不同发展阶段表现为不同的相互作 用， 一些研究表明， 褪黑素和皮质醇水平之间存在正 相关 J ， 而另一些研究结果则表明， 两者存在着负 相关即相互抑制 。出现这种矛盾结果的主要原 因是各研究对象所处的功能状态不同、 取样的频次 不同以及昼夜反复采集血样本所造成的应激反应等 因素造成。本实验室 和其他大量 的研究 皆表 明放射免疫法检测唾液中游离褪黑素和皮质醇水平 与血液中水平呈显著性 的正相关， 是一种简便、 准 确、 特异性高的无创伤无应激的检测方法。因此 ， 本 组研究采用这种检测方法， 既避免取样时的应激反 应又有足够的样本频次， 并且选择正常人以及轻度 和中一 重度持续支气管哮喘患者作为研究对象， 分别 代表基础状态， 慢性和急性持续应激状态下松果体 褪黑素和 H P A轴的分泌功能之间相互关系， 具有一 定的临床意义。 哮喘的本质是慢性炎症， 且与应激状态密切相 关 【 1 0 ,1 1 。无论是轻度还是中一 重度持续哮喘患者， 都处在慢性或急性持续应激状态下， 在这种状态下 加 舳 如 趵 ( 1 ， a n ) 慨昧黎 髓峰趟子镰 维普资讯 2 0 0 3年 1 1月第2 6 卷第 1 1 期C h i n J T u b e r c R e s p i r D i s ， N o v e m b e r 2 0 0 蔓 y ： 机体内有多种 神经激素参 与该 过程。S u t h e r i a n d 等 最近研究表明， 褪黑素和皮质醇在支气管哮喘 发病过程中不仅起着重要的抗炎、 抗氧化作用， 而且 参与哮喘发病机制的多种 T h 2 T h l 细胞 因子昼夜 节律性释放的调节。本组实验结果表明， A组和 B 组患者褪黑素和皮质醇水平皆显著性下降， 振幅明 显降低， 皮质醇分泌峰值相位明显后移， B组患者两 种激素水平呈显著性负相关， 3组患者皮质醇和褪 黑素水平相关系数逐渐减小， 由正相关逐渐演变成 负相关直至显著性负相关。Wa t s o n与 Wil l i a m s 检 验结果表明， 3 组间褪黑素水平的峰值时间( 峰值相 位) 比较差异无显著性 ， 但皮质醇水平的峰值时间 比较差异具有显著性。表现为由 C组的 7 ： 0 0左右 延迟到 A组的9 ： 3 0左右， 直到 B组的 1 4 ： 3 0 。这些 动态变化过程充分地显示出， 随着机体功能状态和 应激强度的不同， 松果体褪黑素和 H P A轴分泌功能 的相互作用表现形式也完全不同， 即在正常和慢性 应激状态下两者表现为相对平衡， 而在急性持续应 激状态下两者表现为显著性的相互抑制， 这和国外 研究结论是一致的。同时也说明了在单一状态下研 究褪黑素和皮质醇的相互关系是不全面的， 往往得 出矛盾的结果。值得关注的是本组实验结果证实了 皮质醇分泌的峰值相位， 随着哮喘患者病情严重程 度的不同而逐渐后移， 而褪黑素分泌的峰值相位没 有发生相应的改变。由此可见， 在哮喘患者褪黑素 和皮质醇的相互作用中， 皮质醇分泌功能和节律的 改变可能是原发性的， 松果体褪黑素水平改变是继 发性。而这一继发性的改变可能有利于调节 H P A 轴分泌功能， 得以维持机体内环境的稳定， 以适应外 界环境 的变化。A r e n d t 【 12 证实松果体褪黑素具有 维持机体在生理或病理状态下生物节律的功能， 是 多种神经内分泌激素的同步化因子( s y n c h r o n i z e r ) 。 K o n a k c h ie v a 等 研究也表明， 外源性褪黑素可调 节因长期使用糖皮质激素所致的 H P A轴分泌功能 的紊乱。 糖皮质激素是 目前国内、 外控制持续性哮喘的 基本原则。然而大量文献报道， 长期吸人糖皮质激 素可导致 H P A轴分泌功能的降低和分泌节律的紊 乱L l ， 而褪黑素可能参与调节功能紊乱的 H P A轴 的分泌功能， 而且这一调节作用和病情的严重程度 密切相关， 这为I临 床上使用外源性褪黑素， 调节哮喘 患者因长期使用糖皮质激素所引起的 H P A轴分泌 功能紊乱提供了理论依据。 参考文献 l Ko n a kc h i e v a R，Mi t e v Y，Al me i d a OF，e t a 1 Ch r o n i c me l a t o n i n t r e a t me n t a n d t h e h y p o thala mo - p i t u i t a r y a d r e n a l a x i s i n t h e r a t ： a t t e n u a t i o n o f the s e c r e t o r y r e s p o n s e t o s t r e s s a n d e ff e c t s o n h y p o t h ala mi c ne t r r o p e p t i d e c o n t e n t a n d r e l e a s e Bi d Ce u，1 9 9 7， 8 9： 5 8 7 - 5 9 6 2 K e ll n e r M ，Y a s sou r i d i s A， M an z B，e t a 1 C o r t i c o t r o p i n - rel e a s i n g h o r mo n e i n h i bi t s me l a t o n i n s e c ret i o n i n h e althy v o l u n t e e r s a pot e n t i al l i n k t o l o w m e l a t o n i n s y n d r o m e i n d e p res s i o n ?N e u r o e n d o c r i n o l o g y ， 1 9 9 76 5： 2 8 4_ 2 9 0 3 S u t h e d a n d E R，Mre t i n I L l ，E ll i s o n MC，e t a 1 I mmu n o modu l a t o r y e ff e c ts o f me l a t o n i n j n a s t h ma Am J Re s p i r C r i t C a r e Me d， 2 0 0 2， 1 6 6： l 0 5 5 一 l O 61 4 中华医学会呼吸病学分会哮喘学组支气管哮喘防治指南( 支 气管哮喘的定义、 诊 断、 治疗、 疗效标准判断及教育和管理方 案) 中华结核和呼吸杂志， 1 9 9 7 ， 2 0 ： 2 6 1 - 2 6 7 5 Ru f T T h e b a s e l i n e c o s i n u s f u n c t i o n ： a p e fi o d i c reg r e s s i o n mo d e l f o r b i o l o g i c al r h y thms Bi o l Rh y t h m Re s ，1 9 9 6，2 7： 1 5 3 1 6 5 6 L a n g U，Th e i n t z G，Ri v e s t RW ，e t a L No c t u mal u rin a r y me l a t o n i n e x c r e t i o n and p l asma c o r t i s o l l e v e l s i n c h i l d r e n an d a d o l e see n ts a f t e r a s i n g l e o r a l d o se o f d e x a me tha s o n e C l i n En d o c ri n o l ，1 9 8 6，2 5： 1 6 5 1 72 7 R a o M L ， M a g e r I n fl u e n c e o f th e p i n e a l g l a r I d o n p i t u i t a r y f u n c ti o n i n h u mans P s y e h o n e u r o e n d o c r i n o l o g y ，1 9 8 7，1 2： 1 41 1 47 8 Z h o u J N，L i u R Y，V an H e e ri k h u i z e J 。e t a L A l t e r a ti o n s i n the c i r c a d i a n r h y t h m o f s al i v a r y me l a t o n i n b 嘲 n d u ri n g m i d d l e a g e 。J Pi n e al Re s 2 0 033 4： l 1 1 6 9 V o u h s i o s A， K e n n a w a y D J 。D a w s o n D S ali v a r y me l a t o n i n a s a c i rc a d i an p h ase ma r k e r ： v ali d a fi o n a n d c o mp a r i son t o p l a s ma m e l a t o n i n J B i o l Rh y t h ms ，l 9 9 7， l 2 ： 4 5 7 - 4 6 6 1 0 He i m C Eh l e f t U He l l h a mme r DH Th e p o t e n t i al r o l e o f h y p o c o a i s o l i s m i n the p a t h o p h y s i o l o g y o f s t r e s s - rel a t e d b ed i l y d i s o r d e r s P s y e h o n e u r o e n d o c r i n o l o g y ， 2 0 0 O， 2 5： l - 3 5 1 l Mm - t i n I L 1 L o c a t i o n o f a i r w a y i nfl a mm a t i o n i n asthma an d the r e l a t i o n s hip to c i r c a d i an c h an g e i n l u n g f u n c t i o n Ch r o n o b i o l l n t ， l 9 9 91 6： 6 2 3 - 63 0 1 2 A r e n d t 工 Me l a t o n i n C l i n E n d o e fi n o l 。l 9 8 8 。2 9： 2 0 5 - 2 2 9 1 3 Ko n a k c h i e v a R，Mi t e v Y，Al me i d a OF。e t a 1 C h r o n i c me l a t o n i n tre a t me n t c o u n t e r a c t s g l u e o c o r t i c o i d i n d u c e d d y s r agu l a t i o n of the h y p o t h ala mi e - pi t u i t a r y a d r e n al a x i s i n the r a L Ne u r o e n d o c r i n o l o g y ， 1 9 9 86 7： l 7l l 8 0 1 4 S o r k n e s s CA，L a F o r c e C，S t o iq lq s W ，e t a L E s 0 f the i n h aled c o r t i c o s t e r o i d s fl u t i c a s o n e p r o p i o n a t e 。t r i a mc i n o l o n e a c e t o n i d e ，an d fl u n i s o l i d e a n d o r al p red n i s o n e o n t I l e h y p o thala mi e p i t u i t a r y a d r e n al a x i s i n a d u h p a t i e n t s wi t h ast h ma C l i n Th e r ，l 9 9 9， 2 l ： 3 5 3 - 3 6 7 ( 收稿 13 期： 2 0 0 3 - 0 3 - 1 7 ) ( 本文编辑 ： 戎建琴) 维普资讯