外源性硫化氫對急性肺損傷大鼠氧化應(yīng)激的調(diào)節(jié)作用

關(guān)望 王海英 陳志芳 關(guān)嵐 李天水 金紅方 趙斌 杜軍保

急性肺損傷(acute lung in jury，ALI)的發(fā)病機(jī)制非常復(fù) 雜，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種炎癥細(xì)胞、炎癥介質(zhì)和氧化應(yīng)激反應(yīng)參與了ALI的發(fā)病過程。但確切機(jī)制仍未闡明。近年研究證實(shí)[1-2]氣體信號分子硫化氫(hydrogen sulfide，H2S)具有擴(kuò)張血管、抑制血管平滑肌增殖和抗氧化應(yīng)激等多種生物學(xué)效應(yīng)，對肺循環(huán)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要的調(diào)節(jié)作用。本實(shí)驗(yàn)以油酸誘導(dǎo)的ALI大鼠模型為研究對象，觀察外源性給予H2S供體NaHS對ALI大鼠氧化與抗氧化指標(biāo)的影響，探討H2S對ALI大鼠氧化應(yīng)激的調(diào)節(jié)作用。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物分組與處理 選擇雄性SD大鼠18只，由北京大學(xué)第一醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，體重210～250g，將大鼠隨機(jī)分為：對照組(n=6)，鼠尾靜脈注射0.1m l/kg生理鹽水；OA組(n=6),鼠尾靜脈一次性緩慢注射OA 0.1m l/kg；OA+NaHS組(n=6)，腹腔注射NaHS 56μm ol/kg，30m in后鼠尾靜脈注射OA 0.1m l/kg；以上3組觀察6h。

1.2 肺組織形態(tài)學(xué)觀察 取右肺中上葉，10%甲醛固定，石蠟包埋切片，HE染色，光鏡下觀察，按評定標(biāo)準(zhǔn)[3]判斷病變程度，作為肺損傷的組織學(xué)半定量評分指標(biāo)(index of quantitative assessment, IQA)。

1.3 肺泡灌洗液PMN% 開胸取左肺，用生理鹽水2m l做肺泡灌洗2次，收集肺泡灌洗液，以1500r/m in離心10m in，沉渣涂片作瑞士染色，計(jì)數(shù)PMN%。

1.4 肺組織勻漿H2S含量測定 用敏感硫電極法檢測肺組織勻漿中H2S含量。

1.5 肺組織勻漿SOD、MDA測定 采用雙抗夾心ELISA法檢測肺組織勻漿中SOD、MDA含量。

2 結(jié)果

2.1 肺組織形態(tài)學(xué)改變 OA鼠尾靜脈注射后可見肺泡腔及肺間質(zhì)彌漫性水腫、炎性細(xì)胞浸潤，肺泡間隔增寬；IQA值(6.67±0.82)與對照組(0.50±0.55)比較明顯增高(P＜0.01)。OA+NaHS組(5.00±0.89)較OA組的肺組織病變明顯減輕，IQA值明顯下降(P＜0.05)。

2.2 肺泡灌洗液PMN% OA注射后PMN%(87.33±2.73)與對照組(3.14±1.57)比較明顯升高(P＜0.01)；OA+NaHS組(80.67±3.78)與OA組比較PMN%明顯下降(P＜0.01)。

2.3 肺勻漿中H2S、SOD、MDA含量的變化 與對照組比較，OA組肺勻漿中H2S含量明顯下降(P＜0.01)；OA+NaHS組與OA組比肺勻漿中H2S含量明顯增高(P＜0.05)。與對照組比較，OA組肺組織勻漿中SOD含量明顯減低(P＜0.05)；而OA+NaHS組與OA組比較，肺組織勻漿中SOD含量明顯升高(P＜0.05)。肺勻漿中MDA的含量OA組與對照組比較明顯升高(P＜0.05)，OA+NaHS組則低于OA組(P＜0.05)(見表1)。

表1 治療組和對照組大鼠肺組織勻漿中H 2S、SOD、MDA含量的比較

3 討論

近年來，愈來愈多的研究表明，氧化應(yīng)激損傷是ALI發(fā)病的重要機(jī)制之一。在ALI過程中產(chǎn)生了大量氧自由基(OFR)，幾乎包括血管壁上的所有細(xì)胞，如內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)、外膜細(xì)胞都可以產(chǎn)生OFR。氧化應(yīng)激可以導(dǎo)致細(xì)胞通透性增加，細(xì)胞水腫甚至溶解壞死。OFR作用的目標(biāo)包括核酸、蛋白質(zhì)和膜脂質(zhì)，而脂質(zhì)過氧化是自由基損傷的主要機(jī)制之一[4]。MDA可作為脂質(zhì)過氧化的標(biāo)志物來反應(yīng)ALI后氧化應(yīng)激損傷程度，而針對氧化應(yīng)激損傷，肺組織可產(chǎn)生多種內(nèi)源性細(xì)胞保護(hù)物質(zhì)，如SOD，它可作為抗氧化指標(biāo)。生物體內(nèi)存在氧化系統(tǒng)/抗氧化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡，一旦失衡，就會(huì)造成組織細(xì)胞的損害，而肺臟則是最易受損的靶器官之一。我們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在ALI大鼠肺勻漿中MDA含量明顯升高，而SOD含量則明顯下降。說明氧化系統(tǒng)/抗氧化系統(tǒng)的失衡參與了ALI發(fā)病過程。

現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源性H2S具有多種生理功能，并參與心肺血管功能穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)，在諸多疾病的發(fā)病過程中具有重要的病理生理學(xué)作用。H2S參與了肺動(dòng)脈高壓、高血壓病、動(dòng)脈硬化、感染性休克以及心肌缺血損傷等疾病的發(fā)病與轉(zhuǎn)歸。近來又有研究發(fā)現(xiàn)，H2S參與了ALI的發(fā)病過程[5]，韋鵬等[6]研究表明內(nèi)源性H2S減少參與了脂多糖所致ALI的發(fā)病。

我們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在油酸所致ALI模型中肺組織勻漿H2S含量明顯下降。為了觀察H2S對ALI的影響，我們在實(shí)驗(yàn)中設(shè)立了油酸+NaHS組，發(fā)現(xiàn)外源性給與NaHS后，肺組織勻漿中H2S含量明顯增加，肺組織損傷程度也明顯減輕，說明氣體信號分子H2S對油酸誘導(dǎo)的ALI具有一定的保護(hù)作用。

我們在實(shí)驗(yàn)中檢測了肺組織勻漿中脂質(zhì)過氧化的標(biāo)志物MDA，以及抗氧化指標(biāo)SOD含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)油酸+NaHS組肺組織勻漿中SOD的含量較油酸組明顯增高，而脂質(zhì)過氧化指標(biāo)MDA含量顯著下降，同時(shí)該組大鼠肺損傷的程度明顯減輕。H2S可能通過增加抗氧化指標(biāo)SOD的含量，降低脂質(zhì)過氧化指標(biāo)MDA的含量，改善氧化系統(tǒng)/抗氧化系統(tǒng)之間的失調(diào)狀態(tài)，繼而減輕ALI的程度。

[1]Li X H,Du J B,Tang C S,et al.Impact of endogenous hydrogen sulfide on pulmonary vascular structural remodeling and vasoactive peptides in rats with high pulmonary blood flow[J].Chin Phamacol Bull,2007,23(3):327-331.

[2]Yuka K,Hideo K.Hydrogen sulfide protects neurons from oxidative stress[J].FASEB J,2004,18(10):1165-1167.

[3]Steinberg KP,Milberg JA,Martin TR,et al.Evolution of bronchoalveolar cell populations in the adult respiratory distress syndrome[J].Am J Respir Crit Care Med,1994,150(1):113-122.

[4]毛寶齡,錢桂生,陳正堂.急性呼吸窘迫綜合征.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2002∶7-17.

[5]Bhatia M,Wong FL,Fu D,et al.Role of hydrogen sulfide in pancreatitis and associated lung injury[J].FASEB,2005,19(6):623-625.

[6]韋鵬,周曉紅,凌毅群,等.硫化氫在脂多糖所致大鼠急性肺損傷中的作用[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床,2006,(26):306-311.