陈文龙,舒 维,汤旭惠,肖翔宇,傅 强,陈宁南,陈运和
( 1.江西省人民医院急诊科,南昌 330006,2.江西省胸科医院呼吸科,南昌 330006)
百草枯(paraquat，PQ)是一种非选择型除草剂，因其除草效率高，被广泛应用。PQ对人和动物均有强毒性，主要通过口服途径引起急性中毒，中毒致死率非常高[1]，是目前国内中毒致死率最高的农药。PQ进入体内吸收后，在肺内聚集，较大剂量可短时间引起急性肺损伤，多脏器功能障碍，晚期导致肺纤维化，呼吸衰竭[2]。研究认为，过氧化损伤为PQ中毒造成机体损伤的重要环节。目前PQ中毒治疗仍处在探索期，尚未发现特效解毒剂，也无有效的排毒剂。长期以来，硫化氢(H2S)被认为是一种有毒气体，但近些年被证实是一种新的气体信号分子[3]。 国内外的许多研究已经证实，内源性H2S参与机体多种生理和病理过程，H2S具有舒张血管、清除氧自由基、抑制炎症因子,改善再灌注损伤，抑制肺纤维化等作用。本实验以NaHS作为H2S供体干预PQ中毒大鼠，探讨H2S对PQ中毒大鼠肺过氧化损伤的影响，为改善PQ中毒的治疗效果提供理论依据。
图1肺组织病理图(HE×200)
1 材料与方法
1.1动物及分组 选择30只健康雄性SD大鼠,普通级，体质量(350±50)g，由南昌大学医学院动物实验部提供。随机分为对照组、模型组、治疗组，每组10只。
1.2材料 质量浓度为20%PQ浓缩液购自上海先正达有限公司，NaHS注射液购自Sigma-Aldrich公司，丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)检测试剂盒购自南京建成生物工程研究所。
1.3方法
1.3.1造模方法 模型组：采用PQ(80 mg/kg)一次性灌胃，复制急性PQ中毒模型[4]；同时腹腔注射生理盐水(6 mL/kg)，2次/d，连续3 d。治疗组：采用PQ(80 mg/kg)一次性灌胃染毒法染毒后,腹腔注射NaHS(1.4 μmoL/kg)，2次/d[5]。对照组：采用等量生理盐水灌胃后，腹腔注射生理盐水(6 mL/kg),2次/d。
1.3.2观察指标 72 h后采用10%水合氯醛(4.5 mL/kg)腹腔注射麻醉，然后取出肺脏组织，观察大体情况；分离大鼠肺组织，取大鼠右肺中叶用4 ℃生理盐水冲洗，用滤纸将水吸干，称湿质量(W)，然后将肺组织置于80 ℃烘干48 h，称干质量(D)，计算肺W/D。取大鼠右肺后叶打浆、离心，硫代巴比妥酸(TBA)法测定肺组织匀浆内MDA水平，黄嘌呤氧化酶(羟胺)法测定肺组织匀浆内SOD活力，酶促谷胱甘肽反应法测定肺组织匀浆内GSH-Px活力。取左侧肺组织10%甲醛固定、石蜡包埋、切片、HE染色，在光学显微镜下观察肺组织病理变化。
2 结 果
2.1肺脏的大体情况 对照组大鼠双肺呈均匀粉色、无充血水肿、未见出血点、光滑，触之柔软；模型组大鼠双肺明显充血水肿、呈不均一暗红色、表面见出血点、片状出血灶、触之粗糙；治疗组双肺表面呈现充血肿胀、可见少量出血点。
2.2肺组织病理结果 对照组肺组织形态结构正常；模型组肺泡水肿充血、肺泡间质增厚、肺泡间隙大量炎症细胞浸润和聚集、毛细血管扩张、充血；治疗组肺组织损伤较模型组减轻，见图1。
2.3肺组织W/D比值 与对照组大鼠肺组织W/D(3.06±0.40)比较，模型组(6.68±0.78)明显增高，差异有统计学意义(P<0.05)；与模型组比较，治疗组肺组织W/D(5.41±0.68)降低，差异有统计学意义(P<0.05)。
2.4肺组织匀浆内MDA水平及SOD、GSH-Px活力 模型组中MDA水平明显高于对照组，SOD、GSH-Px活力明显低于对照组(P<0.05)；治疗组MDA水平较模型组明显降低，SOD、GSH-Px活力较模型组明显升高(P<0.05)，见表1。
表1 大鼠肺组织匀浆MDA水平及SOD、GSH-Px活力变化
a：P<0.05，与对照组比较；b:P<0.05，与模型组比较
3 讨 论
PQ经皮肤、胃肠道及呼吸道等吸收后，分布于肺脏、肝脏、肾脏、骨骼肌等脏器组织中，在肺组织的浓度最高。PQ在肺组织内的聚集作用，依赖于肺泡Ⅱ型细胞、肺泡Ⅰ型细胞及气管Clara细胞的细胞膜上胺类摄取系统，PQ通过与胺类物质竞争而被主动摄入，在肺组织内聚集[6]。PQ进入机体组织后，经还原型辅酶Ⅱ还原作用生成氧自由基(PQ+)，然后与氧分子(O2)形成二联吡啶阳离子及超氧阴离子(O2-)。O2-在SOD作用下歧化形成过氧化氢(H2O2)，H2O2经Fe2+作用产生毒性更强的氧自由基，导致细胞膜脂质过氧化反应，引起细胞膜结构、功能破坏[7]。过氧化反应还能促进中性粒细胞的炎性浸润、影响细胞凋亡[8]。MDA是氧化应激的重要代谢产物，其组织浓度体现了组织细胞过氧化损伤的严重程度[9]。SOD是机体内重要的抗氧化酶，它能清除体内多种有毒性作用的氧自由基，消除氧自由基对细胞膜生物功能蛋白及DNA的破坏，具有抗氧化、抗毒性作用，维持内环境的稳定。本实验也证实，PQ中毒后，肺组织出现过氧化损伤，MDA水平显着升高，SOD、GSH-Px活力显着降低。研究发现，应用抗氧化剂治疗百草枯中毒，可以阻断炎性细胞与自由基之间的恶性循环，降低组织中MDA的水平，减轻肺组织的过氧化损伤，改善肺泡功能，抑制肺纤维化[10-11]。
H2S是继NO、CO之后被发现的第3种重要的内源性气体信号介质，广泛参与机体多系统病理生理功能调节，能够影响炎症因子、血管增生、细胞凋亡，对多脏器的缺血/再灌注损伤具有保护作用。大量研究发现，H2S具有抑制氧自由基，抗氧化损伤作用。H2S通过直接清除氧自由基、抑制氧自由基的生成、促进机体抗氧化作用等调节氧化应激[12]。何艳晶等[13]应用外源性H2S干预大鼠慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型，发现H2S在COPD大鼠中有抗氧化作用。王勇等[14]实验发现，外源性H2S通过抑制氧自由基对脂多糖致大鼠急性肺损伤发挥保护作用。本实验采用NaHS溶液作为外源性H2S供体简单易行。H2S在体内以未分解的H2S、HS-和H+的形式存在，维持动态平衡。NaHS溶液同样以H2S、HS-、H+和Na+的方式存在，与饱和H2S溶液比较，NaHS溶液定量更准确。
本研究结果显示，模型组与对照组大鼠比较，肺组织匀浆MDA水平明显升高，SOD、GSH-Px活力降低，肺组织W/D明显增高，肺肉眼观察充血、水肿、出血明显，光镜下肺组织明显损伤，符合PQ中毒急性肺损伤表现，证实采用PQ(80 mg/kg)灌胃染毒能成功复制急性PQ中毒大鼠肺过氧化损伤模型。治疗组大鼠与模型组比较，MDA水平降低，SOD、GSH-Px活力升高，双肺充血、水肿、出血减轻，光镜下肺组织损伤明显减轻。据以上结果分析，H2S能够抑制急性PQ中毒大鼠肺过氧化损伤，对急性肺损伤具有一定的保护作用。但是因观察的时间有限，还需更长时间对肺纤维化的影响、脏器功能影响、中毒预后，以及不同浓度H2S的作用比较进行观察。
