Resumen
Antecedentes
La exposición a un ambiente hipóxico hipobárico a grandes altitudes puede provocar lesiones pulmonares. En este estudio, nuestro objetivo fue determinar si la curcumina (Cur) podría mejorar la función de la barrera pulmonar y proteger contra las lesiones pulmonares agudas asociadas a las grandes altitudes.
Métodos
Doscientas ratas sanas se dividieron aleatoriamente en grupos de control estándar, control de gran altitud (HC), salidrosida (40 mg/kg, control positivo) y Cur (200 mg/kg). Cada grupo se dividió en cinco subgrupos. Se evaluaron los signos vitales básicos, la histopatología de la lesión pulmonar, los parámetros sanguíneos de rutina, el nivel de lactato plasmático y los indicadores de gases en sangre arterial. Las concentraciones de proteínas y factores inflamatorios (factor de necrosis tumoral α (TNF-α), interleucina (IL)-1β, IL-6 e IL-10) en el líquido de lavado broncoalveolar (BALF) se determinaron utilizando el método del ácido bicinconínico y ligado a enzimas. ensayo inmunoabsorbente, respectivamente. Las proteínas relacionadas con la inflamación y la función de la barrera pulmonar se analizaron mediante inmunotransferencia.
Resultados
Cur mejoró los indicadores de rutina sanguínea, como la hemoglobina y el hematocrito, y redujo el contenido de proteína BALF y los niveles de TNF-α, IL-1β e IL-6 en comparación con los del grupo HC. Aumentó los niveles de IL-10 y redujo la congestión capilar pulmonar, la hemorragia alveolar y el grado de edema intersticial pulmonar. Aumentó la presión parcial de oxígeno, la saturación de oxígeno, los niveles de radicales hidrógeno de ácido carbónico y exceso de bases, y la expresión de zonula occludens 1, ocludina, claudina-4 y redujo la presión parcial de dióxido de carbono, ácido láctico plasmático y la expresión de fosfo-. factor nuclear kappa.
Conclusiones
La exposición a un ambiente de gran altitud durante 48 h provocó lesiones pulmonares graves en ratas. Cur mejoró la función de la barrera pulmonar y alivió la lesión pulmonar aguda en ratas en altitudes elevadas.
Reflejos
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• La curcumina (Cur) mejora la función de la barrera pulmonar bajo estrés a gran altura en ratas
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• Cur mitigó la lesión pulmonar aguda bajo estrés a gran altitud
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• Cur mejoró los niveles de hemoglobina y hematocrito bajo estrés a gran altitud
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• Cur redujo el contenido de proteínas del líquido de lavado broncoalveolar bajo estrés a gran altitud
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• Cur redujo los niveles del factor inflamatorio TNF-α, IL-α, IL-6 bajo estrés a gran altitud
ResumenSección Resumen gráfico
Fondo
A medida que aumenta la altitud y disminuye la presión atmosférica, la presión parcial de oxígeno atmosférico (PaO2) disminuye gradualmente (1). Por lo tanto, los individuos son propensos a reacciones agudas de altitud cuando ingresan a un ambiente hipobárico e hipóxico a una altitud superior a 2500 m.2). En casos graves, puede producirse edema pulmonar a gran altura y edema cerebral (3, 4). En los últimos años, un número cada vez mayor de personas viaja a zonas de gran altitud (5), donde la probabilidad de lesión pulmonar por altura aumenta gradualmente. Una característica de la lesión pulmonar aguda es la respuesta inflamatoria aguda que conduce a la destrucción de las células endoteliales vasculares y de las células epiteliales alveolares.6). El mecanismo de la lesión pulmonar aguda a gran altitud no se comprende completamente. Sin embargo, se considera que involucra factores como respuestas inflamatorias (7), estrés oxidativo (8), y alta permeabilidad del endotelio capilar pulmonar (9). El análisis de gases en sangre arterial (ABG) sirve como un método de detección intuitivo y conveniente que puede mostrar cambios independientemente del tipo de lesión pulmonar (10,11,12). El aumento de la altitud puede reducir la presión parcial de oxígeno arterial en el cuerpo humano (13). ABG se puede utilizar como indicador de observación en la prevención y el tratamiento de lesiones pulmonares agudas en altitudes elevadas. Los tratamientos que pueden mejorar la ABG y mantener la función de la barrera pulmonar pueden mejorar la lesión pulmonar aguda a gran altitud.
La curcumina (Cur) es un polifenol lipófilo natural que es seguro, bien tolerado y no tóxico (14). Ejerce diversas actividades biológicas, como efectos antioxidantes, aliviadores del estrés, antiinflamatorios e inhibidores de la apoptosis celular (15). Puede desempeñar un papel protector en la lesión pulmonar a través de varios mecanismos, incluida la inhibición del edema intersticial pulmonar, la regulación de la ABG y la inhibición de la respuesta inflamatoria.10, 16, 17). La pregavage de Cur puede mejorar la disminución de la PaO2 y la presión parcial de dióxido de carbono (PaCO2) en ratas expuestas a cabinas simuladas a gran altitud durante 6 h y mantener la integridad de la barrera pulmonar de la rata (18). Actualmente, faltan investigaciones sistemáticas sobre los efectos de Cur en los indicadores de ABG y la función de la barrera pulmonar en entornos de gran altitud. Por lo tanto, el objetivo principal de este estudio fue explorar los cambios en la ABG y la función de la barrera pulmonar en ratas con lesión pulmonar aguda asociada a gran altitud y determinar el efecto protector de Cur contra la lesión pulmonar aguda a gran altitud.
Métodos
animales
En el experimento se utilizaron doscientas ratas Sprague-Dawley (SD) macho sanas que pesaban entre 220 y 260 g; se obtuvieron del Centro Experimental con Animales de la Universidad Médica de Xinjiang (Urumqi, China; el número de licencia de producción era SCXK (nuevo) 2016-0001). Las ratas se criaron de forma adaptativa en un laboratorio de animales libre de patógenos específico en el Departamento de Animales Experimentales del Hospital General de la Región Militar de Xinjiang (número de licencia: SYXK (militar) 2017-0050). Las condiciones ambientales fueron las siguientes: ciclo de luz/oscuridad de 12/12 h, 23 °C (± 1 °C) y 55% (± 5%) de humedad. Las ratas fueron alimentadas bajo la dirección de personal profesional de laboratorio veterinario y se les proporcionó suficiente agua y alimento (SYXK (nuevo) 2016-0003). Todos los procedimientos con animales se llevaron a cabo estrictamente de acuerdo con las pautas de ARRIVE y las pautas para el cuidado y uso de animales de experimentación emitidas por los Institutos Nacionales de Salud. Los procedimientos fueron aprobados por el Comité de Ética Animal del Hospital General de la Región Militar de Xinjiang, siguiendo el principio de las 3R (Número de aprobación: DWLL20190415).
Métodos experimentales
Doscientas ratas estándar se dividieron en cuatro grupos según el método de la tabla de números aleatorios (50 ratas por grupo): un grupo de control estándar (NC), un grupo de control de gran altitud (HC), un grupo tratado con 40 mg/kg de salidroside (Sal) (grupo Sal-40) (19), y un grupo tratado con 200 mg/kg de Cur (grupo Cur-200) (20). La curcumina y la salidrosida se diluyeron con solución salina fisiológica al 0,9%. Cada grupo se dividió en cinco subgrupos según el momento del análisis: 0, 24, 48, 72 y 120 h. Las ratas del grupo NC se colocaron en un ambiente de temperatura normal (23 °C (± 1 °C), 55% (± 5%) de humedad relativa). Por el contrario, las ratas fueron colocadas en un ambiente de gran altitud en la Cabina Climática Simulada para el Entorno Especial del Noroeste de China en el otro grupo (Urumqi, China). La cabina experimental se mantuvo bajo las siguientes condiciones: ciclo de luz/oscuridad de 12/12 h, 15 °C durante 12 h durante el día, 5 °C durante 12 h durante la noche y 55% (± 5%) de humedad. La altitud simulada de la cabina experimental se fijó en 6.000 m con un aumento de altitud de 10 m/s. Las ratas de los grupos NC fueron expuestas al ambiente llano, las ratas de los grupos HC, Sal-40 y Cur-200 fueron expuestas a la cabina experimental. Cuando el equipo alcanzó la altitud establecida, se mantuvo una humedad del 55% (± 5%). A todas las ratas del grupo de intervención farmacológica se les administraron los fármacos y las dosis correspondientes mediante sonda nasogástrica durante 3 días antes de colocarlas en la cabina. Las ratas de los grupos Sal-40 y Cur-200 fueron administradas por sonda con los fármacos y dosis correspondientes una vez cada 24 h.
El personal experimental ingresó a la cabina experimental a través de la cabina de transición y rápidamente anestesió a las ratas cuando se alcanzó el tiempo de exposición. A las ratas de cada grupo se les inyectó por vía intraperitoneal pentobarbital sódico al 2% (2 ml/0,1 kg) para mantener una anestesia adecuada para eliminar los reflejos corneales y los reflejos del dolor. Las ratas anestesiadas se fijaron en posición supina, se separó la arteria femoral derecha y se insertó una aguja intravenosa permanente de 24 G. Los electrodos se conectaron a las extremidades de las ratas; la frecuencia cardíaca (FC) se controló mediante un sensor de electrocardiograma (ECG) (conectado a los electrodos) y un registrador fisiológico multicanal (Taimeng BIA 20 F, Chengdu, China). Operadores experimentales controlaron la frecuencia respiratoria (RR) de ratas en el entorno de gran altitud dentro de la cabina observando y registrando directamente las fluctuaciones en el abdomen. La pared abdominal se cortó en capas a lo largo del centro del abdomen, exponiendo completamente la aorta y extrayendo sangre arterial para el análisis de gases en sangre. El bronquio principal derecho se ligó después de cortar la pared torácica en capas a lo largo de la mitad del tórax, exponiendo completamente el tórax. Posteriormente, se insertó un catéter en el bronquio principal izquierdo y se inyectaron 4 ml de solución salina normal al 0,9% en el pulmón izquierdo a través de la intubación con tubo de aire; el pulmón se enjuagó dos o tres veces repetidamente. Se recogió líquido de lavado alveolar (3 ml) para medir proteínas y factores inflamatorios. Se separó el pulmón derecho y se fijó el lóbulo medio con paraformaldehído al 4% para tinción patológica con hematoxilina y eosina (H&E).
Análisis de gases en sangre arterial y medición del lactato plasmático.
Se utilizó un analizador de gases i-STATm (Abbott Laboratories, Princeton, Nueva Jersey, EE. UU.) para determinar el nivel de ABG inmediatamente después de la recolección.
Análisis de sangre de rutina y lactato plasmático.
Se utilizó un analizador de células sanguíneas totalmente automatizado (BC-2800 Vet; Shenzhen Daily Biomedical Electronics Co. Ltd., Shenzhen, China) para examinar los parámetros sanguíneos de rutina de las arterias…
