外源性硫化氢对急性肺损伤大鼠氧化应激的调节作用

关望 王海英 陈志芳 关岚 李天水 金红方 赵斌 杜军保

急性肺损伤(acute lung in jury，ALI)的发病机制非常复 杂，现已经发现多种炎症细胞、炎症介质和氧化应激反应参与了ALI的发病过程。但确切机制仍未阐明。近年研究证实[1-2]气体信号分子硫化氢(hydrogen sulfide，H2S)具有扩张血管、抑制血管平滑肌增殖和抗氧化应激等多种生物学效应，对肺循环的结构和功能具有重要的调节作用。本实验以油酸诱导的ALI大鼠模型为研究对象，观察外源性给予H2S供体NaHS对ALI大鼠氧化与抗氧化指标的影响，探讨H2S对ALI大鼠氧化应激的调节作用。

1 材料与方法

1.1 动物分组与处理 选择雄性SD大鼠18只，由北京大学第一医院实验动物中心提供，体重210～250g，将大鼠随机分为：对照组(n=6)，鼠尾静脉注射0.1m l/kg生理盐水；OA组(n=6),鼠尾静脉一次性缓慢注射OA 0.1m l/kg；OA+NaHS组(n=6)，腹腔注射NaHS 56μm ol/kg，30m in后鼠尾静脉注射OA 0.1m l/kg；以上3组观察6h。

1.2 肺组织形态学观察 取右肺中上叶，10%甲醛固定，石蜡包埋切片，HE染色，光镜下观察，按评定标准[3]判断病变程度，作为肺损伤的组织学半定量评分指标(index of quantitative assessment, IQA)。

1.3 肺泡灌洗液PMN% 开胸取左肺，用生理盐水2m l做肺泡灌洗2次，收集肺泡灌洗液，以1500r/m in离心10m in，沉渣涂片作瑞士染色，计数PMN%。

1.4 肺组织匀浆H2S含量测定 用敏感硫电极法检测肺组织匀浆中H2S含量。

1.5 肺组织匀浆SOD、MDA测定 采用双抗夹心ELISA法检测肺组织匀浆中SOD、MDA含量。

2 结果

2.1 肺组织形态学改变 OA鼠尾静脉注射后可见肺泡腔及肺间质弥漫性水肿、炎性细胞浸润，肺泡间隔增宽；IQA值(6.67±0.82)与对照组(0.50±0.55)比较明显增高(P＜0.01)。OA+NaHS组(5.00±0.89)较OA组的肺组织病变明显减轻，IQA值明显下降(P＜0.05)。

2.2 肺泡灌洗液PMN% OA注射后PMN%(87.33±2.73)与对照组(3.14±1.57)比较明显升高(P＜0.01)；OA+NaHS组(80.67±3.78)与OA组比较PMN%明显下降(P＜0.01)。

2.3 肺匀浆中H2S、SOD、MDA含量的变化 与对照组比较，OA组肺匀浆中H2S含量明显下降(P＜0.01)；OA+NaHS组与OA组比肺匀浆中H2S含量明显增高(P＜0.05)。与对照组比较，OA组肺组织匀浆中SOD含量明显减低(P＜0.05)；而OA+NaHS组与OA组比较，肺组织匀浆中SOD含量明显升高(P＜0.05)。肺匀浆中MDA的含量OA组与对照组比较明显升高(P＜0.05)，OA+NaHS组则低于OA组(P＜0.05)(见表1)。

表1 治疗组和对照组大鼠肺组织匀浆中H 2S、SOD、MDA含量的比较

3 讨论

近年来，愈来愈多的研究表明，氧化应激损伤是ALI发病的重要机制之一。在ALI过程中产生了大量氧自由基(OFR)，几乎包括血管壁上的所有细胞，如内皮细胞、血管平滑肌细胞(VSMCs)、外膜细胞都可以产生OFR。氧化应激可以导致细胞通透性增加，细胞水肿甚至溶解坏死。OFR作用的目标包括核酸、蛋白质和膜脂质，而脂质过氧化是自由基损伤的主要机制之一[4]。MDA可作为脂质过氧化的标志物来反应ALI后氧化应激损伤程度，而针对氧化应激损伤，肺组织可产生多种内源性细胞保护物质，如SOD，它可作为抗氧化指标。生物体内存在氧化系统/抗氧化系统的动态平衡，一旦失衡，就会造成组织细胞的损害，而肺脏则是最易受损的靶器官之一。我们通过实验发现，在ALI大鼠肺匀浆中MDA含量明显升高，而SOD含量则明显下降。说明氧化系统/抗氧化系统的失衡参与了ALI发病过程。

现研究发现，内源性H2S具有多种生理功能，并参与心肺血管功能稳态的调节，在诸多疾病的发病过程中具有重要的病理生理学作用。H2S参与了肺动脉高压、高血压病、动脉硬化、感染性休克以及心肌缺血损伤等疾病的发病与转归。近来又有研究发现，H2S参与了ALI的发病过程[5]，韦鹏等[6]研究表明内源性H2S减少参与了脂多糖所致ALI的发病。

我们通过实验发现，在油酸所致ALI模型中肺组织匀浆H2S含量明显下降。为了观察H2S对ALI的影响，我们在实验中设立了油酸+NaHS组，发现外源性给与NaHS后，肺组织匀浆中H2S含量明显增加，肺组织损伤程度也明显减轻，说明气体信号分子H2S对油酸诱导的ALI具有一定的保护作用。

我们在实验中检测了肺组织匀浆中脂质过氧化的标志物MDA，以及抗氧化指标SOD含量，结果发现油酸+NaHS组肺组织匀浆中SOD的含量较油酸组明显增高，而脂质过氧化指标MDA含量显著下降，同时该组大鼠肺损伤的程度明显减轻。H2S可能通过增加抗氧化指标SOD的含量，降低脂质过氧化指标MDA的含量，改善氧化系统/抗氧化系统之间的失调状态，继而减轻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]毛宝龄,钱桂生,陈正堂.急性呼吸窘迫综合征.基础医学与临床[M].北京:人民卫生出版社,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]韦鹏,周晓红,凌毅群,等.硫化氢在脂多糖所致大鼠急性肺损伤中的作用[J].基础医学与临床,2006,(26):306-311.