N-乙酰半胱氨酸对急性肺损伤大鼠的保护作用

　　作者：黄毅, 李秀珍 作者单位：1.贵州省遵义医院 呼吸内科， 贵州 遵义 563002; 2.贵阳医学院附院 呼吸内科， 贵州 贵阳 550004

　　【摘要】 目的： 探讨N-乙酰半胱氨酸(NAC)对油酸(OA)诱导的急性肺损伤(ALI)大鼠的保护作用。方法： 成年雄性SD大鼠18只，随机分成对照组、损伤组(ALI组)和N-乙酰半胱氨酸组(NAC组)，后两组在注射OA后3 h检测肺湿重与肺干重比(W/D)，肺组织匀浆髓过氧化物酶(MPO)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)及肺组织病理检查。结果： ALI组MPO、 MDA明显升高，SOD明显降低，与对照组比较有明显差异(P<0.01)，NAC组MPO、MDA低于ALI组，SOD明显升高，P<0.01;ALI组MPO 水平与肺组织病理损伤程度成正相关(r=0.793,P<0.01);肺组织病理组织学显示，NAC预处理能明显改善肺组织病理损伤。结论: NAC对ALI大鼠具有保护作用，其保护机制可能与清除氧自由基有关。

　　【关键词】 急性肺损伤 N-乙酰半胱氨酸 氧自由基 过氧化物酶类 超氧化物歧化酶 丙二醛

　　The Protective Effect of Nacetylcysteine on Acute Lung Injury in Rats Induced by Oleic Acid

　　HUANG Yi, LI Xiuzhen

　　1.Department of Respiratory, Zunyi Hospital, Zunyi 563002, Guizhou, China; 2.Department of Respiratory, The Affiliated Hosipital of Guiyang Medical Collage, Guiyang 550004, Guizhou, China.

　　[Abstract] Objective: To investigate the protective effect of Nacetylcysteine (NAC) on lung injury in rats induced by oleic acid (OA). Methods: Eighteen male SpragueDawley rats were randomly divided into acute lung injury (ALI) group (n=6), Nacetylcysteine (NAC) group (n=6) and control group (n=6), The lung tissues were collected in 3h after OA or saline administration. Lung weight/dry ratio(W/D), the concentrations of lung homogenate myeloperoxidase (MPO), malondiadehyde (MDA), and superoxide dismutase (SOD) were measured. Meanwhile, The pathological changes of lung were examined with light microscope. Results: In ALI group, levels of lung homogenates MPO, MDA were significantly higher and the level of SOD were significantly lower than those in control group and NAC group(All P<0.01). The levels of MPO in rats of ALI group have a significantly positive correlation with lung pathological injury scores (r=0.793, p<0.01). Histopathologic findings showed less lung injury in NAC group than in ALI group. Conclusions: NAC might have effect of alleviating the lung injury induced by oleic acid , of which the mechanism might be associated with free oxygen radical elimination.

　　[Key words] acute lung injury; Nacetylcysteine; peroxidases; superoxide dismutase; malondialdehyde

　　急性肺损伤(Acute Lung Injury,ALI)是由脓毒血症、创伤和休克等多种病因引起的全身炎症反应综合症(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)在肺部的表现，病死率34%～60%。目前国内外对ALI的药物干预研究较多，但临床研究结果均未能取得满意的疗效。N-乙酰半胱氨酸(Nacetylcysteine，NAC)是一种经典的祛痰药，不仅具有溶解黏液作用，而且具有较强抗氧化、抗炎作用[1]。本文以ALI大鼠模型为研究对象，观察NAC对ALI的影响及其作用机制，旨在为ALI的药物治疗提供依据。

　　1 材料和方法

　　1.1 实验动物及主要器材

　　成年雄性SD大鼠18只，体重200～250 g，购于贵阳医学院实验动物中心。油酸(OA)购自广东西陇化工厂(批号0107131)，组织髓过氧化物酶(MPO)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)试剂盒购于南京建成生物工程研究所，NAC试剂盒购自美国Sigma公司。

　　1.2 ALI动物模型的复制

　　实验大鼠以3 %戊巴比妥钠40 mg/kg腹腔麻醉，固定于手术台，ALI组(n=6)大鼠尾静脉缓慢注射OA 0.2 ml/kg，NAC组(n=6)除注射OA前3 d每天给大鼠腹腔注射NAC 150 mg/kg外，其余同ALI组;对照组(n=6)尾静脉注射生理盐水0.2 ml/kg。

　　1.3 肺干重、肺湿重测定

　　经颈动脉快速放血处死大鼠，立即开胸取左肺称湿重后，置于70 ℃烤箱内24 h完全脱水后称干重，计算肺湿重与干重比值。

　　1.4 MPO、SOD、MDA测定

　　取右中上肺组织制成10%肺组织匀浆，3 000 r/min离心10 min，取上清-20 ℃保存待测。肺组织匀浆MPO、SOD、MDA测定 严格按照南京建成生物工程研究所提供的试剂操作说明书进行。

　　1.5 肺病理组织学染色

　　取右下肺组织，置入10%中性福尔马林中固定后，石腊包埋，HE染色。病理形态学积分方法[2]根据肺间质水肿、肺泡水肿、炎细胞浸润、透明膜形成、肺不张改变等指标,按“无、轻、中、重”程度分别计“0、1、2、3分”,然后累计总分。

　　1.6 统计学处理

　　用SPSS 10.0统计软件包进行数据统计处理，结果用x±s表示。两样本间比较用t检验，多组样本间比较用方差分析，P<0.05有统计学意义。

　　2 结果

　　大鼠肺组织PaO2 、肺湿重与干重比值及病理积分见表1，大鼠肺组织MPO、SOD及MDA水平见表2。ALI组肺组织MPO与病理积分成正相关r= 0.793，P <0.01。 表1 各组大鼠PaO2 、肺湿重与肺干重比值、病理积分(略)注：W/D代表肺湿重与干重比值;(1)与对照组比较，P<0.01; (2)与ALI组比较，P<0.01。表2 各组大鼠MPO、SOD、MDA、水平(略)注：(1)与对照组比较,P<0.01， (2)与ALI组比较，P<0.01。

　　大鼠肺组织肉眼观：对照组大鼠肺呈均匀淡粉红色,包膜光滑,弹性好,表面未见病损灶,切面均质,无液体溢出。ALI组大鼠肺表面呈暗红色,可见肺包膜下普遍充血水肿,弹性降低,肺体积增大显著，切面可见粉红色泡沫状液体。NAC组大鼠肺表面呈暗红色,肺包膜下充血水肿轻,肺体积较ALI组减小。光镜下对照组大鼠肺组织结构完整,肺泡腔清晰,肺泡隔无水肿、炎症等改变。ALI组大鼠光镜下可见明显肺泡和肺间质水肿、炎细胞浸润、透明膜形成、肺不张。NAC组大鼠光镜下肺泡和肺间质水肿、炎细胞浸润等改变较轻。

　　3 讨论

　　ALI是由非心源性的各种严重肺内、外致病因素等多种原发疾病引起急性进行性加重的呼吸困难和难治性低氧血症。目前认为，各种病因引发过度的炎症反应，不受控制发展为SIRS，继续进展则为多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome, MODS)，肺脏是这一病理进程中首位易受损伤的器官，ALI/ARDS是MODS在肺部的表现。本实验显示，各组大鼠注射OA后呼吸增快，伴有呼吸窘迫和动脉血氧分压明显下降，肺组织病理学改变符合ALI病理变化，提示油酸复制急性肺损伤模型成功建立。

　　ALI复杂的发病机制为药物干预提供了可能，目前的临床研究显示糖皮质激素[3]、表面活性物质[4]、吸入性一氧化氮[5]在ALI治疗中未能显示出满意疗效。 NAC是L半胱氨酸乙酰化的衍生物，因其具有降解痰液黏蛋白中二硫键的能力，自20世纪60年代以来广泛用于慢性阻塞性肺疾病的祛痰治疗，疗效好且毒副作用小。研究发现NAC具有强大的抗氧化、抗炎作用[1]。有研究显示，肺组织中多形核白细胞浸润是ALI发病过程中的早发事件，其中多形核白细胞在肺内的“扣押”是引发损伤的关键[6]。多形核白细胞在肺内浸润的程度可以用MPO活力来判断[7]，本实验结果显示，肺损伤后3 h肺组织中MPO明显增加，肺组织病理证实OA致伤后3 h有肺泡和肺间质水肿、充血、炎细胞浸润等病理改变。相关性分析显示肺损伤程度与MPO呈正相关，说明ALI肺组织内多形核白细胞的“扣押”与肺损伤严重程度密切相关。ALI肺部炎症的消散主要依赖炎症细胞的及时消散，特别是多形核中性白细胞的及时清除。因此，如何有效地减轻肺组织炎症反应，成为目前肺损伤药物研究的热点。本研究结果显示给予NAC预处理后MPO水平明显降低，病理结果显示NAC预处理后肺泡和肺间质水肿、炎细胞浸润等病理改变减轻，提示NAC预处理对急性肺损伤大鼠具有保护作用。

　　本研究显示肺损伤后肺组织中MDA水平明显增加， SOD水平明显降低;给予NAC预处理后MDA水平显著降低，SOD水平显著升高，显示氧化、抗氧化失衡在肺损伤发病中起重要作用，推测NAC对肺损伤的保护作用可能与清除氧自由基有关。Ortolani等[8]认为NAC抗氧化可能通过发挥还原型谷胱甘肽前体，即半胱氨酸的间接抗氧化功能起作用，LAME等[9]提出NAC还可以通过提高白细胞内还原巯基水平，抑制白细胞激活和炎症介质产生，保护抗蛋白酶免于被氧化失活。

　　本实验还显示，经NAC预处理后肺组织SOD、MDA水平与对照组相比差异仍有显著性，说明ALI是一种多种效应细胞和炎症因子参与的“级联反应”，除多形核白细胞外尚有巨噬细胞、血管内皮细胞等炎性细胞，以及肿瘤坏死因子、白细胞介素、血小板趋化因子等多种炎症因子的参与，因此抑制一种炎症细胞或炎症因子对于减轻炎症反应及病理损害的作用是有限的。NAC与其他抗炎治疗手段[10]的联合干预也许有望成为今后急性肺损伤的治疗方向。4

　　【参考文献】

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　　[9]Leme AS, Lichtenstein A, ArantesCosta FM, et al. Effects of Nacetylcysteine plus deferoxamine in lipopolysaccharideinduced acute lung injury in the rat. Laboratory Investigations [J]. Critical Care Medicine，2006(2):471-477.

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