引用本文: 張璐, 李響, 沈國鋒, 倪菊平. 牛奶灌胃減輕大鼠急性百草枯中毒肺損傷的實驗研究. 中國呼吸與危重監護雜志, 2018, 17(4): 411-415. doi: 10.7507/1671-6205.201802030 復制
百草枯是一種高效能的非選擇性接觸型除草劑,對人畜具有很強毒性,在發展中國家已成為農藥中毒致死事件的常見原因[1]。研究發現,成人服 20% 濃度百草枯 10~20 ml 即可致死,服毒后數小時及數天內因多器官功能衰竭而死亡[1]。其最主要的靶器官為肺臟,百草枯在肺內蓄積導致肺組織嚴重損傷,多數患者發生嚴重呼吸衰竭[2]。目前臨床上尚無急性百草枯中毒的特效解毒藥物,對其救治仍處于探索中,但是盡早地、積極地采取措施清除進入體內的毒物是成功救治急性百草枯中毒患者的基礎之一[3],減少毒物吸收和加強清除一直是研究的重點。本課題組前期研究提示使用牛奶與百草枯混合后可以降低百草枯濃度[4],本研究擬通過動物實驗,用牛奶對中毒大鼠進行灌胃治療,觀察大鼠體內百草枯濃度及肺組織的損傷情況,為臨床應用治療提供理論基礎。
1 材料與方法
1.1 實驗動物和分組
健康雄性 SD 大鼠由上海交通大學醫學院動物中心提供,年齡 7~8 周,體重 200~250 g,給予標準飼料級水喂養,適應環境 1 周,實驗前 12 h 前禁食但不禁水。將大鼠隨機(隨機數字法)分為 3 組:空白對照組(5 只),生理鹽水對照組(20 只),牛奶實驗組(20 只)。實驗中動物處置方法符合動物倫理學標準。
1.2 方法
1.2.1 研究儀器和試劑
ZH06-16 大鼠灌胃針,Olympus BX51 型生物顯微鏡,EG1160 生物組織包埋機,PHY-Ⅲ生物組織漂烘儀,PeLorisⅡ組織脫水機,RM2235 組織切片機,Leica ST5030 封片機,Leica ST5020 染色機等。20% 百草枯(江蘇省南京紅太陽生物化學有限責任公司)用于大鼠灌胃;99.9% 百草枯農藥純度標準物質(中國計量院)用于儀器測試對照;純牛奶(光明乳業股份有限公司)。
1.2.2 急性百草枯中毒大鼠模型的建立及干預
將百草枯用等滲生理鹽水稀釋至 20 mg/ml,對生理鹽水對照組、牛奶實驗組大鼠進行灌胃,每只大鼠的灌胃量為 50 mg/kg。確保灌胃大鼠無嗆咳,盡量減少口鼻溢出的藥物。按照給藥容積 1 ml/100 g 的標準,選擇 2 ml 為灌胃劑量。生理鹽水對照組和牛奶實驗組均在染毒后 1 h 分別用 2 ml 生理鹽水和純牛奶灌胃干預。生理鹽水對照組、牛奶實驗組大鼠在中毒后 3、6、24、48 h,戊巴比妥鈉麻醉后腹主動脈取血處死,每個時間點 5 只大鼠。取出大鼠肺組織于 10% 甲醛溶液中固定,24 h 后制備病理切片,進行蘇木精-伊紅染色,觀察組織病理。血液取出后經離心半徑 10 cm,3 000 r/min 離心 5 min 后取血漿,置于–80 ℃ 冰箱保存。
1.2.3 觀察指標
(1)一般情況。包括大鼠中毒后的精神狀態、呼吸頻率和幅度、毛色、肢體活動、進食、大小便狀況,以及解剖后肺臟大體改變,記錄大鼠體質量及死亡情況。
(2)大鼠血漿百草枯濃度。將留取的血漿樣本送上海交通大學分析測試中心進行超高效液相色譜串聯質譜檢測了解血漿百草枯濃度,以 μg/ml 為濃度單位。實驗中記錄每個血液樣本的峰面積及內標峰面積,計算公式:百草枯含量(μg/ml)=百草枯峰面積÷內標峰面積÷4.25(相對響應因子)×5(血樣稀釋倍數)×內標含量(1 μg/ml)。
(3)肺損傷評分。每張肺組織切片隨機選取 5 個明視野從四方面進行病理損傷程度的評定[5],包括肺泡水腫,出血,肺泡腔或血管壁炎細胞浸潤,肺不張或透明膜形成。其中,無損傷,0 分;損傷<25%,1 分;25%<損傷<50%,2 分;50%<損傷<75%,3 分;損傷>75%,4 分。各項評分相加為總評分。計算出每只大鼠肺病理改變的平均程度。
1.3 統計學方法
采用 SPSS 18.0 統計軟件。數據以均數±標準差(
±s)表示,多組之間采用單因素方差分析(one-way ANOVA)。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 一般狀態
空白對照組大鼠皮毛光滑、整潔,飲食及大小便正常,體重略增加,精神狀態良好,活動自如,無死亡。生理鹽水對照組大鼠中毒后約 1 h,中毒癥狀開始出現,表現出精神萎靡、懶惰、反應遲鈍、攻擊性降低。之后癥狀逐漸加重,出現呼吸急促、皮毛干澀、毛發脫落,6 h 左右出現口周、鼠尾及四肢黏膜發紺,部分大鼠口鼻可出現血性分泌物;尿量減少,部分出現血尿;大鼠中毒后進食、進水明顯減少,體重下降。生理鹽水對照組死亡 2 只(死亡時間分別于染毒后 30、38 h)。牛奶實驗組比生理鹽水對照組癥狀出現晚,癥狀出現時間明顯推遲,約中毒 6 h 后大鼠出現呼吸略急促,但鼠尾發紺、皮毛干澀脫落及攻擊性降低等表現較生理鹽水干預組明顯減輕,未見到口鼻處血性分泌物及血尿等情況。大鼠中毒后進食、進水略減少,體重稍有下降。牛奶實驗組大鼠無死亡。
2.2 血漿百草枯濃度
百草枯進入大鼠體內后,血漿中百草枯濃度都隨時間延長而大致呈現逐漸下降的趨勢,但中毒后 3、6、24 和 48 h 牛奶實驗組大鼠血漿百草枯濃度均低于生理鹽水對照組(均 P<0.05)。結果見表 1 和 圖 1。


2.3 肺組織病理變化
空白對照組大鼠肺形態正常,表面光滑,呈粉紅色,質地柔軟。在鏡下形態:各時間段大鼠肺組織結構清晰完整,肺泡壁連續,間隔無增厚,肺泡空間干凈,間質內無明顯炎性浸潤(圖 2a)。
生理鹽水對照組大鼠肺表現為肺充血腫脹,質地稍硬,隨時間延長加重。在鏡下可見肺組織的損傷程度隨時間的延長而加重。中毒 3 h 后肺泡充血、水腫,間質內血管擴張,可見中性粒細胞、巨噬細胞等炎癥細胞聚集在肺間質,間質變厚;中毒 6 h 后肺泡間質炎癥細胞聚集更多,間質更加變厚;中毒 24 h 后大血管周圍肺組織出現肺泡塌陷,肺組織結構破壞明顯;中毒 48 h 后遠離大血管的肺泡也出現大面積肺泡壁融合,肺泡彌漫性塌陷,肺出血,出現肺不張及肺實變(圖 2b)。
牛奶實驗組大鼠各時間段的肺組織損傷較生理鹽水對照組減輕,雖可見到肺泡間隔增厚、肺間質血管擴張、充血,炎癥細胞浸潤等現象,但未見嚴重肺不張及實變現象(圖 2c)。
牛奶實驗組各時間點肺損傷評分均低于生理鹽水對照組(均 P<0.05),結果見圖 3。

與生理鹽水對照組比較,*

a. 空白對照組;b. 生理鹽水對照組;c. 牛奶實驗組。空白對照組肺組織結構清晰完整,肺泡壁連續,間隔無增厚,肺泡空間干凈,間質內無明顯炎性浸潤;生理鹽水對照組大鼠中毒 3 h 后肺組織內肺泡充血、水腫,間質內血管擴張,中毒 24 h 后大血管周圍肺組織出現肺泡塌陷,肺組織結構破壞明顯,中毒 48 h 后遠離大血管的肺泡出現大面積肺泡壁融合并有彌漫性塌陷,可見肺出血、肺不張及肺實變;牛奶實驗組大鼠各時間段的肺組織損傷較生理鹽水對照組減輕

與生理鹽水對照組比較,*
3 討論
百草枯經口攝入后在胃腸道中吸收率為 5%~15%,經小腸吸收后 0.5~4.0 h 內血漿濃度達峰值,廣泛分布于各器官,對皮膚、肺臟、胃腸道、肝臟、腎臟等均有不同程度的損傷[3]。由于肺泡Ⅰ型、Ⅱ型上皮細胞及 Clara 細胞膜上的多胺系統主動攝取百草枯并蓄積于肺組織,故肺泡內百草枯濃度最高,可高于血清 6~10 倍,其導致的肺臟毒性也最為突出[6]。目前百草枯中毒的毒理機制尚不明確,一般認為主要是氧化-還原反應形成大量自由基,脂質過氧化損傷,以及炎癥反應導致細胞功能障礙[7-8]。因百草枯是強力的活性氧類物質誘導劑,并能抑制中性粒細胞凋亡[9],因此百草枯中毒時肺間質和肺泡內有大量炎癥細胞浸潤和細胞因子釋放,加重急性肺組織損傷[10]。肺泡上皮細胞發生內質網應激誘導的細胞凋亡促進了肺纖維化的發生發展[11]。隨著肺纖維化逐漸加重,中毒者出現嚴重呼吸衰竭,這是百草枯中毒死亡的重要原因[12]。為減少毒物吸收,改善中毒者的預后,治療建議一直認為早期清除消化道中的百草枯是臨床治療的關鍵[3]。
從本實驗可以看出,隨時間延長,牛奶實驗組及生理鹽水對照組的血漿百草枯濃度均呈逐漸下降趨勢,而大鼠的肺部病理改變隨時間延長而呈明顯惡化趨勢。大鼠血內百草枯濃度的下降與肺部病理表現惡化同時出現,這可能與作為靶器官的肺組織主動攝取百草枯有關,故百草枯濃集后的肺受損傷尤為明顯[13]。生理鹽水對照組大鼠中毒后 3 h 肺泡充血、水腫,可見炎癥細胞聚集在肺間質,但間質變厚損傷不明顯;但隨著中毒時間延長,中毒后 24 h 病理切片出現明顯肺間隔增厚,肺泡破壞明顯;中毒后 48 h 可見肺泡內出血,出現大面積肺不張。牛奶實驗組大鼠亦可見隨時間延長而加重的炎癥細胞浸潤及肺間質水腫,中毒后 24 h 可見肺間隔增厚,但未見肺泡內明顯滲血;中毒后 48 h 肺間隔明顯增厚,肺泡內有滲血,可見紅細胞積聚,但未見明顯肺不張及實變;總體較生理鹽水對照組病理改變減輕。兩組對比中,除了可以發現牛奶實驗組的肺臟損傷病理改變較輕,還可以發現各時間段牛奶實驗組大鼠血漿中百草枯濃度均明顯低于生理鹽水對照組。我們發現牛奶實驗組百草枯濃度從中毒后 3 h 起就明顯低于生理鹽水對照組,之后各時間段亦明顯低于對照組,這說明經牛奶干預后大鼠體內百草枯濃度迅速明顯降低。
目前國內外文獻中,尚未見牛奶對百草枯中毒干預的相關報道,其降低大鼠體內百草枯濃度的具體作用機制尚不明確,考慮有以下可能。(1)前期試驗發現百草枯混合牛奶后有所沉淀,經超高效液相色譜串聯質譜檢測發現混合液中百草枯濃度明顯下降[4]。牛奶中的乳白蛋白中帶有負電荷,與百草枯農藥成分接觸后,可能形成絡合物,致其分子空間構象發生改變而毒性降低[14]。(2)作為胃腸黏膜保護劑的牛奶廣泛應用于吞服腐蝕性毒物后的洗胃治療,臨床研究發現牛奶漱口對急性百草枯中毒患者口腔黏膜有一定的保護作用,還有研究發現牛奶對潔廁精中毒的消化道損傷有明顯的保護作用[14-16]。牛奶進入消化道后其乳糜顆粒可以形成保護膜覆于胃腸道黏膜,減少毒物經有損傷的黏膜進入血液循環,從而降低毒性。(3)乳活性肽減輕了百草枯中毒大鼠體內過氧化損傷及炎癥反應,從而保護肺功能。牛奶乳清蛋白是一種優質的混合型蛋白,包括 β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、牛乳血清白蛋白、免疫球蛋白、乳鐵蛋白及乳過氧化物酶等[17]。乳清蛋白進入體內后經消化酶等水解為寡肽和游離氨基酸。有研究發現乳水解后的部分活性肽有抗氧化和抗炎作用。邱雋等[18]發現乳蛋白活性肽可明顯降低大鼠血清中丙二醛含量,提高超氧化物歧化酶及谷胱甘肽過氧化物酶的活性,有很強的抗氧化能力。房興利等[19]研究報告含巰基的肽類具有抗氧化、捕獲自由基的作用。Carvalho-Silva 等[20]通過脂多糖和乙酸誘導的小鼠扭體試驗,證明了用堿性蛋白酶酶解乳清蛋白的產物具有一定的抗炎活性。周婕慧等[21]通過建立小鼠體內炎癥模型實驗探究乳源性生物活性肽 QEPVL(Gln-Glu-Pro-Val-Leu)的抗炎能力,結果表明 QEPVL 可顯著提高小鼠體內肝臟抗氧化酶的酶活性,提高機體自身抗氧化能力從而達到抗炎的目的,且 QEPVL 劑量越大,其抗炎效果越強,進一步驗證了 QEPVL 這一乳清蛋白生物活性肽具有抗炎活性。Yan 等[22]報道牛乳鐵蛋白水解產生的多功能肽乳具有抗炎作用。以上論據由幾個方面闡述了乳清蛋白和乳鐵蛋白降解產生的乳活性肽具有抗氧化和抗炎作用。而在本研究中,百草枯進入大鼠體內后由過氧化損傷及炎癥反應所介導的肺損傷在牛奶的干預后明顯減輕,提示兩者的相關性。我們推測:乳活性肽可以減輕百草枯中毒后大鼠肺臟的過氧化損傷和炎癥反應,從而起到一定的肺保護作用。在隨后的實驗中,我們將進一步驗證牛奶灌胃后大鼠體內相關過氧化物酶及炎癥因子的水平變化。
綜上所述,牛奶灌胃可減少大鼠胃內百草枯的攝入,降低血漿中百草枯濃度,對減輕百草枯中毒大鼠的肺臟損傷有一定的保護作用。
百草枯是一種高效能的非選擇性接觸型除草劑,對人畜具有很強毒性,在發展中國家已成為農藥中毒致死事件的常見原因[1]。研究發現,成人服 20% 濃度百草枯 10~20 ml 即可致死,服毒后數小時及數天內因多器官功能衰竭而死亡[1]。其最主要的靶器官為肺臟,百草枯在肺內蓄積導致肺組織嚴重損傷,多數患者發生嚴重呼吸衰竭[2]。目前臨床上尚無急性百草枯中毒的特效解毒藥物,對其救治仍處于探索中,但是盡早地、積極地采取措施清除進入體內的毒物是成功救治急性百草枯中毒患者的基礎之一[3],減少毒物吸收和加強清除一直是研究的重點。本課題組前期研究提示使用牛奶與百草枯混合后可以降低百草枯濃度[4],本研究擬通過動物實驗,用牛奶對中毒大鼠進行灌胃治療,觀察大鼠體內百草枯濃度及肺組織的損傷情況,為臨床應用治療提供理論基礎。
1 材料與方法
1.1 實驗動物和分組
健康雄性 SD 大鼠由上海交通大學醫學院動物中心提供,年齡 7~8 周,體重 200~250 g,給予標準飼料級水喂養,適應環境 1 周,實驗前 12 h 前禁食但不禁水。將大鼠隨機(隨機數字法)分為 3 組:空白對照組(5 只),生理鹽水對照組(20 只),牛奶實驗組(20 只)。實驗中動物處置方法符合動物倫理學標準。
1.2 方法
1.2.1 研究儀器和試劑
ZH06-16 大鼠灌胃針,Olympus BX51 型生物顯微鏡,EG1160 生物組織包埋機,PHY-Ⅲ生物組織漂烘儀,PeLorisⅡ組織脫水機,RM2235 組織切片機,Leica ST5030 封片機,Leica ST5020 染色機等。20% 百草枯(江蘇省南京紅太陽生物化學有限責任公司)用于大鼠灌胃;99.9% 百草枯農藥純度標準物質(中國計量院)用于儀器測試對照;純牛奶(光明乳業股份有限公司)。
1.2.2 急性百草枯中毒大鼠模型的建立及干預
將百草枯用等滲生理鹽水稀釋至 20 mg/ml,對生理鹽水對照組、牛奶實驗組大鼠進行灌胃,每只大鼠的灌胃量為 50 mg/kg。確保灌胃大鼠無嗆咳,盡量減少口鼻溢出的藥物。按照給藥容積 1 ml/100 g 的標準,選擇 2 ml 為灌胃劑量。生理鹽水對照組和牛奶實驗組均在染毒后 1 h 分別用 2 ml 生理鹽水和純牛奶灌胃干預。生理鹽水對照組、牛奶實驗組大鼠在中毒后 3、6、24、48 h,戊巴比妥鈉麻醉后腹主動脈取血處死,每個時間點 5 只大鼠。取出大鼠肺組織于 10% 甲醛溶液中固定,24 h 后制備病理切片,進行蘇木精-伊紅染色,觀察組織病理。血液取出后經離心半徑 10 cm,3 000 r/min 離心 5 min 后取血漿,置于–80 ℃ 冰箱保存。
1.2.3 觀察指標
(1)一般情況。包括大鼠中毒后的精神狀態、呼吸頻率和幅度、毛色、肢體活動、進食、大小便狀況,以及解剖后肺臟大體改變,記錄大鼠體質量及死亡情況。
(2)大鼠血漿百草枯濃度。將留取的血漿樣本送上海交通大學分析測試中心進行超高效液相色譜串聯質譜檢測了解血漿百草枯濃度,以 μg/ml 為濃度單位。實驗中記錄每個血液樣本的峰面積及內標峰面積,計算公式:百草枯含量(μg/ml)=百草枯峰面積÷內標峰面積÷4.25(相對響應因子)×5(血樣稀釋倍數)×內標含量(1 μg/ml)。
(3)肺損傷評分。每張肺組織切片隨機選取 5 個明視野從四方面進行病理損傷程度的評定[5],包括肺泡水腫,出血,肺泡腔或血管壁炎細胞浸潤,肺不張或透明膜形成。其中,無損傷,0 分;損傷<25%,1 分;25%<損傷<50%,2 分;50%<損傷<75%,3 分;損傷>75%,4 分。各項評分相加為總評分。計算出每只大鼠肺病理改變的平均程度。
1.3 統計學方法
采用 SPSS 18.0 統計軟件。數據以均數±標準差(
±s)表示,多組之間采用單因素方差分析(one-way ANOVA)。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 一般狀態
空白對照組大鼠皮毛光滑、整潔,飲食及大小便正常,體重略增加,精神狀態良好,活動自如,無死亡。生理鹽水對照組大鼠中毒后約 1 h,中毒癥狀開始出現,表現出精神萎靡、懶惰、反應遲鈍、攻擊性降低。之后癥狀逐漸加重,出現呼吸急促、皮毛干澀、毛發脫落,6 h 左右出現口周、鼠尾及四肢黏膜發紺,部分大鼠口鼻可出現血性分泌物;尿量減少,部分出現血尿;大鼠中毒后進食、進水明顯減少,體重下降。生理鹽水對照組死亡 2 只(死亡時間分別于染毒后 30、38 h)。牛奶實驗組比生理鹽水對照組癥狀出現晚,癥狀出現時間明顯推遲,約中毒 6 h 后大鼠出現呼吸略急促,但鼠尾發紺、皮毛干澀脫落及攻擊性降低等表現較生理鹽水干預組明顯減輕,未見到口鼻處血性分泌物及血尿等情況。大鼠中毒后進食、進水略減少,體重稍有下降。牛奶實驗組大鼠無死亡。
2.2 血漿百草枯濃度
百草枯進入大鼠體內后,血漿中百草枯濃度都隨時間延長而大致呈現逐漸下降的趨勢,但中毒后 3、6、24 和 48 h 牛奶實驗組大鼠血漿百草枯濃度均低于生理鹽水對照組(均 P<0.05)。結果見表 1 和 圖 1。


2.3 肺組織病理變化
空白對照組大鼠肺形態正常,表面光滑,呈粉紅色,質地柔軟。在鏡下形態:各時間段大鼠肺組織結構清晰完整,肺泡壁連續,間隔無增厚,肺泡空間干凈,間質內無明顯炎性浸潤(圖 2a)。
生理鹽水對照組大鼠肺表現為肺充血腫脹,質地稍硬,隨時間延長加重。在鏡下可見肺組織的損傷程度隨時間的延長而加重。中毒 3 h 后肺泡充血、水腫,間質內血管擴張,可見中性粒細胞、巨噬細胞等炎癥細胞聚集在肺間質,間質變厚;中毒 6 h 后肺泡間質炎癥細胞聚集更多,間質更加變厚;中毒 24 h 后大血管周圍肺組織出現肺泡塌陷,肺組織結構破壞明顯;中毒 48 h 后遠離大血管的肺泡也出現大面積肺泡壁融合,肺泡彌漫性塌陷,肺出血,出現肺不張及肺實變(圖 2b)。
牛奶實驗組大鼠各時間段的肺組織損傷較生理鹽水對照組減輕,雖可見到肺泡間隔增厚、肺間質血管擴張、充血,炎癥細胞浸潤等現象,但未見嚴重肺不張及實變現象(圖 2c)。
牛奶實驗組各時間點肺損傷評分均低于生理鹽水對照組(均 P<0.05),結果見圖 3。

與生理鹽水對照組比較,*

a. 空白對照組;b. 生理鹽水對照組;c. 牛奶實驗組。空白對照組肺組織結構清晰完整,肺泡壁連續,間隔無增厚,肺泡空間干凈,間質內無明顯炎性浸潤;生理鹽水對照組大鼠中毒 3 h 后肺組織內肺泡充血、水腫,間質內血管擴張,中毒 24 h 后大血管周圍肺組織出現肺泡塌陷,肺組織結構破壞明顯,中毒 48 h 后遠離大血管的肺泡出現大面積肺泡壁融合并有彌漫性塌陷,可見肺出血、肺不張及肺實變;牛奶實驗組大鼠各時間段的肺組織損傷較生理鹽水對照組減輕

與生理鹽水對照組比較,*
3 討論
百草枯經口攝入后在胃腸道中吸收率為 5%~15%,經小腸吸收后 0.5~4.0 h 內血漿濃度達峰值,廣泛分布于各器官,對皮膚、肺臟、胃腸道、肝臟、腎臟等均有不同程度的損傷[3]。由于肺泡Ⅰ型、Ⅱ型上皮細胞及 Clara 細胞膜上的多胺系統主動攝取百草枯并蓄積于肺組織,故肺泡內百草枯濃度最高,可高于血清 6~10 倍,其導致的肺臟毒性也最為突出[6]。目前百草枯中毒的毒理機制尚不明確,一般認為主要是氧化-還原反應形成大量自由基,脂質過氧化損傷,以及炎癥反應導致細胞功能障礙[7-8]。因百草枯是強力的活性氧類物質誘導劑,并能抑制中性粒細胞凋亡[9],因此百草枯中毒時肺間質和肺泡內有大量炎癥細胞浸潤和細胞因子釋放,加重急性肺組織損傷[10]。肺泡上皮細胞發生內質網應激誘導的細胞凋亡促進了肺纖維化的發生發展[11]。隨著肺纖維化逐漸加重,中毒者出現嚴重呼吸衰竭,這是百草枯中毒死亡的重要原因[12]。為減少毒物吸收,改善中毒者的預后,治療建議一直認為早期清除消化道中的百草枯是臨床治療的關鍵[3]。
從本實驗可以看出,隨時間延長,牛奶實驗組及生理鹽水對照組的血漿百草枯濃度均呈逐漸下降趨勢,而大鼠的肺部病理改變隨時間延長而呈明顯惡化趨勢。大鼠血內百草枯濃度的下降與肺部病理表現惡化同時出現,這可能與作為靶器官的肺組織主動攝取百草枯有關,故百草枯濃集后的肺受損傷尤為明顯[13]。生理鹽水對照組大鼠中毒后 3 h 肺泡充血、水腫,可見炎癥細胞聚集在肺間質,但間質變厚損傷不明顯;但隨著中毒時間延長,中毒后 24 h 病理切片出現明顯肺間隔增厚,肺泡破壞明顯;中毒后 48 h 可見肺泡內出血,出現大面積肺不張。牛奶實驗組大鼠亦可見隨時間延長而加重的炎癥細胞浸潤及肺間質水腫,中毒后 24 h 可見肺間隔增厚,但未見肺泡內明顯滲血;中毒后 48 h 肺間隔明顯增厚,肺泡內有滲血,可見紅細胞積聚,但未見明顯肺不張及實變;總體較生理鹽水對照組病理改變減輕。兩組對比中,除了可以發現牛奶實驗組的肺臟損傷病理改變較輕,還可以發現各時間段牛奶實驗組大鼠血漿中百草枯濃度均明顯低于生理鹽水對照組。我們發現牛奶實驗組百草枯濃度從中毒后 3 h 起就明顯低于生理鹽水對照組,之后各時間段亦明顯低于對照組,這說明經牛奶干預后大鼠體內百草枯濃度迅速明顯降低。
目前國內外文獻中,尚未見牛奶對百草枯中毒干預的相關報道,其降低大鼠體內百草枯濃度的具體作用機制尚不明確,考慮有以下可能。(1)前期試驗發現百草枯混合牛奶后有所沉淀,經超高效液相色譜串聯質譜檢測發現混合液中百草枯濃度明顯下降[4]。牛奶中的乳白蛋白中帶有負電荷,與百草枯農藥成分接觸后,可能形成絡合物,致其分子空間構象發生改變而毒性降低[14]。(2)作為胃腸黏膜保護劑的牛奶廣泛應用于吞服腐蝕性毒物后的洗胃治療,臨床研究發現牛奶漱口對急性百草枯中毒患者口腔黏膜有一定的保護作用,還有研究發現牛奶對潔廁精中毒的消化道損傷有明顯的保護作用[14-16]。牛奶進入消化道后其乳糜顆粒可以形成保護膜覆于胃腸道黏膜,減少毒物經有損傷的黏膜進入血液循環,從而降低毒性。(3)乳活性肽減輕了百草枯中毒大鼠體內過氧化損傷及炎癥反應,從而保護肺功能。牛奶乳清蛋白是一種優質的混合型蛋白,包括 β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、牛乳血清白蛋白、免疫球蛋白、乳鐵蛋白及乳過氧化物酶等[17]。乳清蛋白進入體內后經消化酶等水解為寡肽和游離氨基酸。有研究發現乳水解后的部分活性肽有抗氧化和抗炎作用。邱雋等[18]發現乳蛋白活性肽可明顯降低大鼠血清中丙二醛含量,提高超氧化物歧化酶及谷胱甘肽過氧化物酶的活性,有很強的抗氧化能力。房興利等[19]研究報告含巰基的肽類具有抗氧化、捕獲自由基的作用。Carvalho-Silva 等[20]通過脂多糖和乙酸誘導的小鼠扭體試驗,證明了用堿性蛋白酶酶解乳清蛋白的產物具有一定的抗炎活性。周婕慧等[21]通過建立小鼠體內炎癥模型實驗探究乳源性生物活性肽 QEPVL(Gln-Glu-Pro-Val-Leu)的抗炎能力,結果表明 QEPVL 可顯著提高小鼠體內肝臟抗氧化酶的酶活性,提高機體自身抗氧化能力從而達到抗炎的目的,且 QEPVL 劑量越大,其抗炎效果越強,進一步驗證了 QEPVL 這一乳清蛋白生物活性肽具有抗炎活性。Yan 等[22]報道牛乳鐵蛋白水解產生的多功能肽乳具有抗炎作用。以上論據由幾個方面闡述了乳清蛋白和乳鐵蛋白降解產生的乳活性肽具有抗氧化和抗炎作用。而在本研究中,百草枯進入大鼠體內后由過氧化損傷及炎癥反應所介導的肺損傷在牛奶的干預后明顯減輕,提示兩者的相關性。我們推測:乳活性肽可以減輕百草枯中毒后大鼠肺臟的過氧化損傷和炎癥反應,從而起到一定的肺保護作用。在隨后的實驗中,我們將進一步驗證牛奶灌胃后大鼠體內相關過氧化物酶及炎癥因子的水平變化。
綜上所述,牛奶灌胃可減少大鼠胃內百草枯的攝入,降低血漿中百草枯濃度,對減輕百草枯中毒大鼠的肺臟損傷有一定的保護作用。