山莨菪碱对百草枯中毒大鼠肺、肝损害及血浆TNF-α变化的影响

林兴盛 石松菁 戴木森

山莨菪碱对百草枯中毒大鼠肺、肝损害及血浆TNF-α变化的影响

林兴盛 石松菁 戴木森

目的 探讨山莨菪碱对PQ中毒的治疗作用。方法 将SD大鼠分成治疗组(A组)、单纯染毒组(B组)、对照组(C组)三组, A、B两组大鼠腹腔内注射PQ 20 mg/kg体重染毒, C组注射生理盐水对照。A组大鼠于染毒后2 h始, 按30 mg/kg体重用量3次/d腹腔内注射山莨菪碱治疗；B组大鼠于相应时点3次/d腹腔内注射等量生理盐水对照。检测A、B两组大鼠染毒后第3天、5天、7天PaO2、血TNF-a、血GPT水平, 并与C组对照。留取染毒7 d后A、B两组动物肝、肺标本进行病理学观察。结果 A、B两组大鼠血TNF-α浓度明显较C组高, 但A组大鼠血TNF-α升高幅度较B组低, 与B组对比三个时点均有统计学意义(P< 0.01)；A组PaO2、ALT也有一定程度改善。A组大鼠PaO2于染毒后7 d, ALT于染毒后5 d、7 d, 和B组大鼠相应时点比较差异有统计学意义(P<0.01)。染毒后7 d, 和B组比较, A组大鼠肝、肺病理改变相对轻微。结论 山莨菪碱对PQ中毒大鼠肺、肝损伤有一定的治疗作用, 这可能与其抑制TNF-α的产生、改善微循环等作用有关。

百草枯；中毒；山莨菪碱；大鼠；肺；肝；病理改变

百草枯(PQ)是我国常用除草剂, PQ中毒后死亡率高达60%~80%。PQ主要通过自由基产生毒性。研究表明, PQ中毒导致的多器官功能损害和肺纤维化过程中, 尚有大量细胞因子的参与。山莨菪碱能抑制和减少许多重要细胞因子的产生, 对MODS中的急性肺损伤、肝损害等均有治疗作用。本文对PQ中毒大鼠用山莨菪碱进行干预, 探讨其对PQ中毒大鼠血TNF-α浓度变化的影响及对肺、肝功能损害的治疗作用。

1 材料与方法

1.1 主要仪器与试剂 20%百草枯溶液为(江苏省)先正达南通作物保护有限公司产品。TNF-αELISA试剂盒, 购自深圳晶美生物工程有限公司；全自动生化分析仪, 型号为(美国)Bakaman LX20；酶标仪(450 nm), 型号为(英国)Wellscan MK2。

1.2 动物分组与模型制备 健康雄性清洁级SD大鼠, 12周龄左右, 共56只。随机分成A、B、C三组, A组为山莨菪碱治疗组, 共24只；B组为单纯PQ染毒组, 共24只；C组为对照组, 共8只。A、B两组各又再分为3个亚组(即：A1、A2、A3组和B1、B2、B3组), 每亚组为8只大鼠。

将20%PQ原液用无菌生理盐水配成5 mg/ml的PQ稀释液, A、B组大鼠腹腔内注射PQ稀释夜一次性染毒, 染毒量为PQ20 mg/kg体重。A组大鼠于染毒后2 h始, 按30 mg/kg体重量3次/d腹腔内注射山莨菪碱治疗；B组大鼠3次/d腹腔内注射等量生理盐水对照。

1.3 标本采集A1、B1组大鼠于染毒后3 d左心腔穿刺抽血留取血标本, 检测血TNF-a、血氧分压(PaO2)、谷丙转氨酶(GPT), 采血后处死动物。用同样方法, A2、B2组动物于染毒后5 d留取血标本, A3、B3组于染毒后7 d留取血标本, 检测结果与对照组对照。A3、B3组动物处死后, 尽快剪下左肝、左下肺, 置入10%福尔马林液固定, 留作病理学检查。

1.4 严格按照试剂盒说明书, 采用双抗体夹心ELISA法检测血浆TNF-α；病理学检查在病理科老师的指导下进行,常规标本石蜡切片,苏木素-伊红(HE)染色；PaO2、GPT检测均由相应仪器自动完成。

1.5 统计学方法 采用SPSS 12.0统计软件包完成, 数值以均数±标准差( x-±s)表示。A、B两组大鼠各亚组PaO2及血浆TNF-α、ALT水平与C组比较采用单因素方差分析；相同时点A、B两组的参数比较采用成组t检验。P＜0.05表示差异有统计学意义, P＜0.01表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 PQ染毒后, A、B两组大鼠血浆TNF-α、ALT浓度在染毒后第3、5、7天均明显升高, 而PaO2明显降低, 和对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。

2.2 B组大鼠血浆TNF-α升高的幅度明显较A组高, 和A组相应时点对比, 染毒后第3、5、7天三个时点差异均有统计学意义(P < 0.01)。A组大鼠PaO2也有一定程度改善, 于染毒后第7天改善较明显, 和B组相比差异有统计学意义(P<0.01), 但染毒后第3、5天两个时点两组对比未达统计学意义(P>0.05)；A组大鼠于染毒后第5、7天ALT也有较大改善,和B组比较差异有统计学意义(P<0.05), 但染毒后第3天和B组对比差异没有统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 A、B两组同一时点血浆TNF-α、PaO2、ALT的比较(x-±s)

2.3 PQ染毒后7 d, B组大鼠肺间质胶原沉积, 成纤维细胞过度增殖, 毛细血管充血, 巨噬细胞、中性粒细胞等炎性细胞浸润, A组同样存在上述病理改变, 但较B组轻微。

2.4 PQ染毒后7天, B组大鼠肝细胞增生, 出现点状肝细胞坏死, 细胞质空泡变性, 细胞核出现固缩变性, 肝汇管区胶原沉积、成纤维细胞增殖, 肝窦内枯否细胞增多。A组大鼠肝细胞细胞质、细胞核变性明显减轻, 没有发现点状肝细胞坏死。

3 讨论

PQ不仅通过自由基及脂质过氧化反应直接引起体内重要组织特别是肺组织的破坏, 而且还通过各种细胞因子和炎性介质进一步加重组织损害。作者前期研究表明, PQ中毒4 h,大鼠肺、肝NF-кBP65、MCP-1mRNA表达就已明显上调［1］,表明百草枯中毒早期, 就有大量细胞因子的参与。本文研究表明, PQ中毒大鼠血TNF-α明显升高, 这和作者前期研究结果PQ中毒4 h大鼠肺、肝NF-кBP65、MCP-1mRNA表达明显上调是一致的, 进一步证实细胞因子参与了百草枯的中毒作用。

用腹腔内注射20 mg/kg体重PQ染毒, 7 d后大鼠肺、肝病理检查发现, 大鼠肺间质胶原沉积, 成纤维细胞过度增殖, 毛细血管充血, 巨噬细胞、中性粒细胞等炎性细胞浸润；大鼠肝细胞增生, 出现点状肝细胞坏死, 细胞质空泡变性,细胞核出现固缩变性, 肝汇管区胶原沉积、成纤维细胞增殖,肝窦内枯否细胞增多。表明大剂量百草枯染毒大鼠, 不但其肺、肝出现大量炎性细胞浸润及成纤维细胞增殖, 甚至细胞坏死, 而且还可直接损害毛细血管导致微循环障碍, 这可能是大剂量百草枯中毒患者早期致多器官功能衰竭的主要原因。

山莨菪碱是胆碱能受体拮抗剂, 研究表明, 山莨菪碱具有抑制TNF-α等细胞因子的产生和对抗自由基作用, 对ARDS有一定的治疗作用［2-5］, 山莨菪碱还具有扩张血管、保护血管内皮细胞等多种作用, 因此被广泛用于治疗脓毒性休克, 疗效肯定。作者用山莨菪碱给予干预治疗后, 和单纯PQ中毒组相比, 山莨菪碱治疗组大鼠PaO2、ALT存在一定程度的改善, 肺、肝病理改变也较单纯PQ中毒组轻, 表明山莨菪碱对PQ中毒大鼠有一定的治疗作用。本研究发现, PQ中毒大鼠经山莨菪碱治疗后, 其血浆TNF-α浓度升高明显受到抑制, 表明山莨菪碱可以抑制百草枯中毒大鼠血TNF-α的产生。大剂量PQ中毒同脓毒性休克一样, 同样还存在微循环障碍和自由基损伤。因此可以推测, 山莨菪碱对PQ中毒大鼠肺、肝损伤有一定的治疗作用, 可能与其具有抑制TNF-α等细胞因子的产生、对抗自由基和扩张血管、保护血管内皮细胞等作用有关。

［1］ 林兴盛,石松菁,戴木森.早期百草枯中毒大鼠肺和肝组织NF-кBP65、MCP-1 mRNA表达的变化.福建医药杂志, 2010, 32(1): 87-89.

［2］ 朱运奎,张世范.山莨菪碱对高原内毒素致急性肺损伤的防治作用实验研究.中国危重病急救医学, 1995,7(5):261-264.

［3］ 尹文,梁继河,蔡春,等.山莨菪碱对急性肺损伤肿瘤坏死因子-α的影响及意义.中国急救医学, 2000,20(1):8-9.

［4］ 梁继河,朱云喜,李琦.山莨菪硷对创伤性肺损伤防治作用的实验研究.中华创伤杂志, 1998,14(5):284-287.

［5］ 刘凤,于小玲,石增立,等.IL-8、TNF-α在大鼠败血症形成过程中的变化及山莨菪碱的影响.中国病理生理杂志, 1998, 14(6): 587-691.

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