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目的
1评价补肺益肾方、运动及其联合治疗COPD大鼠的疗效及对其骨骼肌结构和功能的影响。
2从PKA-CREB通路方面初步探讨补肺益肾方联合运动改善COPD大鼠骨骼肌功能的机制，为临床应用提供科学依据。
方法
将72只SPF级SD大鼠随机分为空白组(Control组)、COPD模型组(Model组)、补肺益肾方组(BY组)、运动组(YD组)、补肺益肾联合运动组(BY+YD组)、氨茶碱组(APL组)，每组12只，雌雄各半。1-12周采用香烟烟雾暴露和肺炎克雷伯杆菌感染建立COPD稳定期大鼠模型。第13周开始，给予各组大鼠相应干预措施：空白组及模型组给予生理盐水灌胃(2ml/次，bid)；BY组给予补肺益肾方灌胃(灌胃量：3.7g/kg/d，bid)；APL组给予氨茶碱灌胃(灌胃量：54mg/kg/d，bid)；YD组置实验跑台跑步(时间：20min，速度8m/min，1次/d)。BY+YD组每日灌胃2次，运动1次，灌胃量和运动方法同上。每周给大鼠称重以调整灌胃剂量，每日2次灌胃间隔要大于3h。20周结束后取材，取材前12h禁食，不禁水。
分别于第0、4、8、12、16、20周时采用非束缚全身体积描记系统(Whole body plethysmography，WBP)观察大鼠肺功能，包括潮气量(Tidal volume，VT)、分钟通气量(Minute Volume，MV)、呼气峰流速(Peak Expiratory Flow，PEF)等。取材前采用PFT测量系统检测大鼠用力肺活量(Forced vital capacity，FVC)、0.1s用力呼气量(Forced expiratory volume 0.1，FEV0.1)。采用BL-420生物信号采集系统记录大鼠股四头肌肌张力变化。采用病理学技术，在光镜下观察大鼠肺组织和股四头肌组织病理变化，在电镜下观察股四头肌肌细胞超微结构变化。采用聚合酶链反应(Quantitative polymerase chain reaction，qPCR)和蛋白质印记(Western Blot，WB)检测PKA-CREB通路的基因和蛋白表达。
结果
1一般情况
在20周观察期间，空白组大鼠皮毛有光泽，活动量多，饮食进水量正常，体重增加较快。第4周开始，模型大鼠出现皮毛枯黄，精神状态稍差，活动量少，鼻腔潮湿等情况。第12周时，有部分模型大鼠出现哮鸣音，体重减轻，消瘦明显，鼻腔分泌物多，呼吸急促等表现。第13周用药后，给药组上述症状逐渐减轻。以BY组和BY+YD组改善明显。
2体重变化
大鼠体重在20周内都呈增长趋势，0-4周，大鼠体重均增长较快；4-12周造模期间，除空白组外，其余组大鼠体重增长较慢；13-20周治疗后，除模型组外，其余组大鼠体重增长较快。组间无统计学差异。
3肺功能
与Control组比较，Model组大鼠VT、MV和PEF自第4周起开始降低(P＜0.05，P＜0.01)。与Model组比，16周起，BY组、YD组、BY+YD组的MV升高，APL组的TV、PEF开始升高(P＜0.05)。到第20周时，BY组、YD组、BY+YD组和TV、MV、PEF较Model组升高(P＜0.05，P＜0.01)。第20周结束后取材，和Control组比较，Model组FVC和FEV0.1均显著降低(P＜0.01)；与Model组比较，治疗组FVC和FEV0.1均显著升高(P＜0.05，P＜0.01)；与APL组比，BY+YD组的FEV0.1显著升高(P＜0.01)；与BY组比较，BY+YD组FVC显著升高(P＜0.05)；与YD组比较，BY+YD组FEV0.1显著升高(P＜0.01)。
4肺组织病理形态
Control组肺泡及间隔形态结构基本正常，未见病理改变；Model组肺泡间质有大量炎性细胞浸润，肺泡扩张，间隔变窄，结构紊乱，不规则扩大，甚至见肺泡壁破裂融合；与Model组比，BY组炎症细胞浸润减少，YD组和APL组肺泡结构改善较明显，但仍有不规则扩大和肺泡壁断裂现象；BY+YD组和其他治疗组比效果最佳，几乎不见炎性浸润，肺泡结构得到改善。
5股四头肌病理形态
Control组骨骼肌组织结构完整，肌纤维排列紧密清晰，整齐有序，肌细胞核呈卵圆型，肌纤维呈红色，无断裂，无水肿，肌纤维间无炎性细胞浸润。Model组骨骼肌组织肌纤维排列紊乱，甚至出现断裂现象，局部肌纤维间可见炎性细胞浸润。BY组、YD组、BY+YD组肌纤维排列相对Model组有所改善，肌纤维有波浪样弯曲，断裂减轻。其中以YD组和BY+YD组效果最好。APL组骨骼肌肌纤维排列较Model组改善，局部仍存在断裂，纤维间炎性细胞浸润减轻。
6股四头肌超微结构变化
Control组的A带、I带、H带和M线清晰，Z线连续，规律性交替排列呈明暗相间的横纹。线粒体大小正常，包膜、嵴完整、肌膜光滑完整，肌核形态正常，位于肌膜下。Model组肌肉结构改变较明显，肌原纤维排列混乱，无法区分A带I带，肌节肌丝排列紊乱，Z线模糊流变，线粒体出现肿胀、空泡化等。BY组，YD组及APL组在肌纤维排列方面有所改善，BY+YD组电镜可见肌原纤维排列紧密，肌小节结构完整，明暗带及线条清晰。
7股四头肌肌张力
与Control组比，Model组股四头肌肌张力的振幅偏小，有明显差异(P＜0.01)；与Model组比，YD组、BY组、BY+YD组和APL组的振幅增大，证明治疗对大鼠肌张力有所改善(P＜0.05)；与APL组比，BY+YD组肌张力改善明显(P＜0.01)；与YD组、BY组比，BY+YD组的张力振幅增大(P＜0.05)，说明BY+YD对肌张力的改善效果要优于单纯的YD组、BY组。
8股四头肌中PKA、CREB、FOXO1、Atrogin-1、MuRF1mRNA表达
与Control组比较，Model组大鼠PKA和CREBmRNA表达显著降低(P＜0.01)；与Model组比，YD组、BY+YD组和APL组PKA、CREBmRNA显著升高(P＜0.05，P＜0.01)；与APL组比，BY+YD组PKAmRNA表达升高(P＜0.01)；与BY组比较，BY+YD组、APL组大鼠PKA和CREBmRNA表达显著升高(P＜0.01)；与YD组比较，BY+YD组和APL组大鼠PKA和CREBmRNA表达显著升高(P＜0.01)。
与Control组比较，Model组大鼠FOXO1、Atrogin-1和MuRF1mRNA表达显著升高(P＜0.01)；与Model组比，BY组、BY+YD组和APL组的FOXO1、Atrogin-1和MuRF1mRNA表达显著降低(P＜0.01)；与APL组比，BY组和YD组FOXO1、MuRF1mRNA表达升高(P＜0.05，P＜0.01)，YD组Atrogin-1mRNA表达降低(P＜0.05)；与BY组比较，BY+YD组大鼠FOXO1、Atrogin-1和MuRF1mRNA表达显著降低(P＜0.05，P＜0.01)；与YD组比较，BY+YD组大鼠FOXO1、Atrogin-1和MuRF1mRNA表达显著降低(P＜0.05，P＜0.01)。
9股四头肌中PKA、CREB、pCREB蛋白表达
与Control组比较，Model组大鼠PKA、CREB和pCREB蛋白表达显著降低(P＜0.05，P＜0.01)；与Model组比较，BY组、YD组、BY+YD组、APL组大鼠的PKA、CREB、pCREB蛋白表达显著升高(P＜0.05，P＜0.01)；与BY组比较，YD组的CREB、pCREB蛋白表达下降(P＜0.05，P＜0.01)，YD组、BY+YD组和APL组的PKA蛋白表达升高(P＜0.01)；与YD组比较，BY+YD组、APL组大鼠PKA、CREB蛋白表达升高(P＜0.01)。
结论
1补肺益肾方可减轻肺组织炎症浸润，运动偏于改善肺泡结构，两者联合运用可减轻大鼠肺组织损伤，改善其肺功能。
2补肺益肾方能改善COPD大鼠骨骼肌形态，运动能提高其肌张力及骨骼肌功能，二者联合可改善COPD大鼠整体状况，缓解骨骼肌功能障碍，提高活动能力，其作用机制可能与调控PKA-CREB通路有关。
1评价补肺益肾方、运动及其联合治疗COPD大鼠的疗效及对其骨骼肌结构和功能的影响。
2从PKA-CREB通路方面初步探讨补肺益肾方联合运动改善COPD大鼠骨骼肌功能的机制，为临床应用提供科学依据。
方法
将72只SPF级SD大鼠随机分为空白组(Control组)、COPD模型组(Model组)、补肺益肾方组(BY组)、运动组(YD组)、补肺益肾联合运动组(BY+YD组)、氨茶碱组(APL组)，每组12只，雌雄各半。1-12周采用香烟烟雾暴露和肺炎克雷伯杆菌感染建立COPD稳定期大鼠模型。第13周开始，给予各组大鼠相应干预措施：空白组及模型组给予生理盐水灌胃(2ml/次，bid)；BY组给予补肺益肾方灌胃(灌胃量：3.7g/kg/d，bid)；APL组给予氨茶碱灌胃(灌胃量：54mg/kg/d，bid)；YD组置实验跑台跑步(时间：20min，速度8m/min，1次/d)。BY+YD组每日灌胃2次，运动1次，灌胃量和运动方法同上。每周给大鼠称重以调整灌胃剂量，每日2次灌胃间隔要大于3h。20周结束后取材，取材前12h禁食，不禁水。
分别于第0、4、8、12、16、20周时采用非束缚全身体积描记系统(Whole body plethysmography，WBP)观察大鼠肺功能，包括潮气量(Tidal volume，VT)、分钟通气量(Minute Volume，MV)、呼气峰流速(Peak Expiratory Flow，PEF)等。取材前采用PFT测量系统检测大鼠用力肺活量(Forced vital capacity，FVC)、0.1s用力呼气量(Forced expiratory volume 0.1，FEV0.1)。采用BL-420生物信号采集系统记录大鼠股四头肌肌张力变化。采用病理学技术，在光镜下观察大鼠肺组织和股四头肌组织病理变化，在电镜下观察股四头肌肌细胞超微结构变化。采用聚合酶链反应(Quantitative polymerase chain reaction，qPCR)和蛋白质印记(Western Blot，WB)检测PKA-CREB通路的基因和蛋白表达。
结果
1一般情况
在20周观察期间，空白组大鼠皮毛有光泽，活动量多，饮食进水量正常，体重增加较快。第4周开始，模型大鼠出现皮毛枯黄，精神状态稍差，活动量少，鼻腔潮湿等情况。第12周时，有部分模型大鼠出现哮鸣音，体重减轻，消瘦明显，鼻腔分泌物多，呼吸急促等表现。第13周用药后，给药组上述症状逐渐减轻。以BY组和BY+YD组改善明显。
2体重变化
大鼠体重在20周内都呈增长趋势，0-4周，大鼠体重均增长较快；4-12周造模期间，除空白组外，其余组大鼠体重增长较慢；13-20周治疗后，除模型组外，其余组大鼠体重增长较快。组间无统计学差异。
3肺功能
与Control组比较，Model组大鼠VT、MV和PEF自第4周起开始降低(P＜0.05，P＜0.01)。与Model组比，16周起，BY组、YD组、BY+YD组的MV升高，APL组的TV、PEF开始升高(P＜0.05)。到第20周时，BY组、YD组、BY+YD组和TV、MV、PEF较Model组升高(P＜0.05，P＜0.01)。第20周结束后取材，和Control组比较，Model组FVC和FEV0.1均显著降低(P＜0.01)；与Model组比较，治疗组FVC和FEV0.1均显著升高(P＜0.05，P＜0.01)；与APL组比，BY+YD组的FEV0.1显著升高(P＜0.01)；与BY组比较，BY+YD组FVC显著升高(P＜0.05)；与YD组比较，BY+YD组FEV0.1显著升高(P＜0.01)。
4肺组织病理形态
Control组肺泡及间隔形态结构基本正常，未见病理改变；Model组肺泡间质有大量炎性细胞浸润，肺泡扩张，间隔变窄，结构紊乱，不规则扩大，甚至见肺泡壁破裂融合；与Model组比，BY组炎症细胞浸润减少，YD组和APL组肺泡结构改善较明显，但仍有不规则扩大和肺泡壁断裂现象；BY+YD组和其他治疗组比效果最佳，几乎不见炎性浸润，肺泡结构得到改善。
5股四头肌病理形态
Control组骨骼肌组织结构完整，肌纤维排列紧密清晰，整齐有序，肌细胞核呈卵圆型，肌纤维呈红色，无断裂，无水肿，肌纤维间无炎性细胞浸润。Model组骨骼肌组织肌纤维排列紊乱，甚至出现断裂现象，局部肌纤维间可见炎性细胞浸润。BY组、YD组、BY+YD组肌纤维排列相对Model组有所改善，肌纤维有波浪样弯曲，断裂减轻。其中以YD组和BY+YD组效果最好。APL组骨骼肌肌纤维排列较Model组改善，局部仍存在断裂，纤维间炎性细胞浸润减轻。
6股四头肌超微结构变化
Control组的A带、I带、H带和M线清晰，Z线连续，规律性交替排列呈明暗相间的横纹。线粒体大小正常，包膜、嵴完整、肌膜光滑完整，肌核形态正常，位于肌膜下。Model组肌肉结构改变较明显，肌原纤维排列混乱，无法区分A带I带，肌节肌丝排列紊乱，Z线模糊流变，线粒体出现肿胀、空泡化等。BY组，YD组及APL组在肌纤维排列方面有所改善，BY+YD组电镜可见肌原纤维排列紧密，肌小节结构完整，明暗带及线条清晰。
7股四头肌肌张力
与Control组比，Model组股四头肌肌张力的振幅偏小，有明显差异(P＜0.01)；与Model组比，YD组、BY组、BY+YD组和APL组的振幅增大，证明治疗对大鼠肌张力有所改善(P＜0.05)；与APL组比，BY+YD组肌张力改善明显(P＜0.01)；与YD组、BY组比，BY+YD组的张力振幅增大(P＜0.05)，说明BY+YD对肌张力的改善效果要优于单纯的YD组、BY组。
8股四头肌中PKA、CREB、FOXO1、Atrogin-1、MuRF1mRNA表达
与Control组比较，Model组大鼠PKA和CREBmRNA表达显著降低(P＜0.01)；与Model组比，YD组、BY+YD组和APL组PKA、CREBmRNA显著升高(P＜0.05，P＜0.01)；与APL组比，BY+YD组PKAmRNA表达升高(P＜0.01)；与BY组比较，BY+YD组、APL组大鼠PKA和CREBmRNA表达显著升高(P＜0.01)；与YD组比较，BY+YD组和APL组大鼠PKA和CREBmRNA表达显著升高(P＜0.01)。
与Control组比较，Model组大鼠FOXO1、Atrogin-1和MuRF1mRNA表达显著升高(P＜0.01)；与Model组比，BY组、BY+YD组和APL组的FOXO1、Atrogin-1和MuRF1mRNA表达显著降低(P＜0.01)；与APL组比，BY组和YD组FOXO1、MuRF1mRNA表达升高(P＜0.05，P＜0.01)，YD组Atrogin-1mRNA表达降低(P＜0.05)；与BY组比较，BY+YD组大鼠FOXO1、Atrogin-1和MuRF1mRNA表达显著降低(P＜0.05，P＜0.01)；与YD组比较，BY+YD组大鼠FOXO1、Atrogin-1和MuRF1mRNA表达显著降低(P＜0.05，P＜0.01)。
9股四头肌中PKA、CREB、pCREB蛋白表达
与Control组比较，Model组大鼠PKA、CREB和pCREB蛋白表达显著降低(P＜0.05，P＜0.01)；与Model组比较，BY组、YD组、BY+YD组、APL组大鼠的PKA、CREB、pCREB蛋白表达显著升高(P＜0.05，P＜0.01)；与BY组比较，YD组的CREB、pCREB蛋白表达下降(P＜0.05，P＜0.01)，YD组、BY+YD组和APL组的PKA蛋白表达升高(P＜0.01)；与YD组比较，BY+YD组、APL组大鼠PKA、CREB蛋白表达升高(P＜0.01)。
结论
1补肺益肾方可减轻肺组织炎症浸润，运动偏于改善肺泡结构，两者联合运用可减轻大鼠肺组织损伤，改善其肺功能。
2补肺益肾方能改善COPD大鼠骨骼肌形态，运动能提高其肌张力及骨骼肌功能，二者联合可改善COPD大鼠整体状况，缓解骨骼肌功能障碍，提高活动能力，其作用机制可能与调控PKA-CREB通路有关。