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百草枯(Paraquat,PQ),是目前世界范围内广泛使用的除草剂。随着其在我国农业上的广泛应用,PQ中毒也日趋增多。PQ可经皮肤接触、呼吸道及消化道进入体内,造成急性中毒。PQ对人畜均有较强毒性,中毒致死剂量小。人口服致死量为30-40mg/kg。PQ中毒病程进展快且目前尚无特效解毒药物,在临床上病死率很高,有报道可高达80%以上。肺为PQ中毒的主要靶器官,也是百草枯中毒死亡的主要原因。大剂量中毒常由于急性肺损伤所致的呼吸衰竭及心、肝、肾等多脏器功能衰竭而死亡;较小剂量的中毒往往引起迟发性的肺纤维化,病程相对较长,晚期多死于肺间质纤维化所致的呼吸衰竭。传统的糖皮质激素和细胞毒药物长期应用副作用大,疗效不能令人满意。故寻找行之有效的治疗药物是目前医疗界迫切需要解决的问题。
百草枯的中毒机制尚未完全阐明,但多数学者认为,其毒性机制在于氧化循环反应产生的毒性物质所引起的氧化损伤,百草枯的毒性是多系统、多器官、多水平的。有研究表明,葛根素(Puerarin)具有广泛的药理作用,如抗炎、抗氧化、抗缺血、抗肺纤维化等。
目的:观察葛根素对PQ中毒大鼠血清丙二醛(MDA)、超氧化物岐化酶(SOD)活性及肺组织匀浆羟脯氨酸(HYP)和转化生长因子-β1(TGF-β1)含量的影响。探讨葛根素对PQ中毒大鼠肺间质纤维化的干预作用及其可能机制。
方法:健康Wistar大鼠144只,雌雄各半,随机分为正常对照组(A组)、模型组(B组)、甲基强的松龙对照组(C组)(简称甲强龙组)、葛根素大(D组)、中(E组)、小(F组)剂量组,每组24只,各组动物按观察时点3d、7d、14d、28d随即分成4个亚组,每亚组6只。采用百草枯50mg/kg一次性灌胃染毒建立大鼠肺纤维化模型,A组大鼠给予等体积蒸馏水灌胃。染毒1h后,C组用甲基强的松龙40mg/kg.bw.d腹腔注射,连用3天。D、E、F组每天给予葛根素(100mg/kg.bw.d、50mg/kg.bw.d、30mg/kg.bw.d),观察各组动物中毒反应。对到达观察终点的动物称重,麻醉,腹主动脉采血3ml,放置离心机,取上清液,测血清MDA和SOD。开胸取出肺组织,称重,计算肺系数,观察肺组织大体病理变化,取右肺叶以4%多聚甲醛固定,HE染色、Masson染色,分别观察肺组织病理改变。取左肺下叶,匀浆,检测肺组织HYP和TGF-β1含量。
结果:
1.动物中毒反应比较:模型组动物中毒反应重,体重下降明显;葛根素大、中、小剂量组动物中毒表现轻,体重下降较少,恢复较快。甲强龙组、葛根素不同剂量组各观察点体重与模型组比较,差异均有显著性(P<0.05),葛根素剂量越大差异越明显。
2.肺组织病理变化:(1)HE染色:模型组1-7d以急性肺泡炎为主要表现,3d时炎症表现最重,14-28d成纤维细胞增生,大量肺泡结构萎陷、破坏,胶原沉积,肺纤维化初步形成。甲基强的松龙对照组和葛根素各剂量组各观察点病理变化和百草枯组相似,但程度较轻。早期即肺泡炎期(3、7d),肺泡渗出、细泡侵润等方面,甲基强的松龙组较葛根素各剂量组少,差异明显(P<0.05);中后期即肺纤维化进展和纤维化期(14、28d),在胶原沉积,肺纤维化进展程度方面,葛根素各剂量组轻于甲基强的松龙对照组。(2)Masson染色:28d时模型组可见较多蓝色胶原沉积于支气管壁及肺泡间隔,蓝染面积百分比较对照组有显著性差异(P<0.01)。28d葛根素各剂量组蓝染胶原沉积较少,蓝染面积百分比较百草枯组差异有显著性(P<0.05)。
3.血清MDA含量变化:模型组与对照组相比,各观察点MDA含量明显增高,差异有显著性(P<0.01)。葛根素各剂量组与模型组相比,各观察点MDA含量明显低于模型组,差异有显著性(P<0.05)。
4.血清SOD含量变化:模型组与对照组相比,各观察点SOD含量明显降低,差异有显著性(P<0.01)。葛根素各剂量组与模型组相比,各观察点SOD含量明显高于模型组,差异有显著性(P<0.05)。
5.肺组织匀浆HYP含量变化:模型组与对照组相比,各观察点HYP含量明显增高,差异有显著性(P<0.01)。葛根素各剂量组与模型组相比,各观察点HYP含量明显低于模型组,差异有显著性(P<0.05)。
6.肺组织匀浆TGF-β1含量变化:模型组 TGF-β1含量在染毒后显著升高(P<0.05),14d时达峰值(P<0.01),28d仍高于正常(P<0.01)。葛根素各剂量组TGF-β1含量染毒3d时较对照组显著增高(P<0.01),7、14、28d时明显降低,与对照组无显著性差异。与模型组相比,差异有显著性(P<0.01)。
结论:
1.PQ灌胃染毒后,可使大鼠血清MDA含量显著升高,血清SOD活性明显降低,肿组织匀浆HYP、TGF-β1含量明显升高。
2.甲基强的松龙和葛根素各组大鼠中毒症状不同程度改善。病理观察:早期即肺泡炎期(3、7d),甲基强的松龙组在减少肺泡渗出,减轻肺泡炎方面优于葛根素各剂量组;中后期即肺纤维化进展和纤维化期(14、28d),在减少胶原沉积,减轻肺纤维化程度方面,葛根素大中剂量组效果明显优于甲基强的松龙组。
3.葛根素可以明显降低百草枯中毒大鼠血清MDA含量,提高血清SOD含量,降低肿组织匀浆HYP、TGF-β1含量。疗效与机制有待进一步研究证实。