急性敌草快染毒大鼠肾脏及肺损伤的实验研究

摘要

敌草快（1，1'-亚乙基-2，2'-联吡啶二溴盐）是一种作用迅速的非选择接触除草剂和植物脱水剂，与广泛应用的百草枯（1，1-二甲基-4，4-联吡啶阳离子盐）同属联吡啶类除草剂，1957年由英国首次在世界上开发应用，因其成本低、起效快、污染少，在世界各国得到广泛利用。近年来随着百草枯水剂在国内市场的禁售，敌草快在国内除草剂市场销售量随之剧增，敌草快中毒的病例报告亦明显增多。敌草快中毒多见丁发展中国家的农村，目前国内尚缺乏其发病率的统计数据。尽管敌草快相较百草枯毒性弱，但仍具有较高的病死率。研究发现，敌草快对肾脏、肺脏、心脏等均可产生损害，尤其早期便可引起急性严重肾衰竭，严重中毒者可导致多脏器功能衰竭。敌草快中毒机制复杂，尚未完全探索清楚，且目前尚无特效解毒药，因此，加强敌草快急性中毒的基础和临床研究具有重要意义。 目的： 1.计算敌草快对大鼠经口半数致死量(LD50)，观察不同浓度敌草快毒染大鼠组织、器官的病理损伤变化;2.通过急性染毒大鼠模型中敌草快在血液、组织中浓度分布特点及肾、肺组织形态学改变，探讨敌草快染毒大鼠组织毒物含量与脏器损伤之间的关系，以期为临床治疗提供实验依据。 方法： 1.半数致死量测定实验，新鲜配制敌草快溶液，取敌草快纯品1000mg，注射用水溶解稀释至总量20ml，配成50mg·ml-1溶液。将99只成年健康雄性Wistar大鼠随机分为实验1部分、实验2部分及空白对照组部分。实验1部分共36只大鼠，随机分为4个染毒组:100mg·kg-1组、200mg·kg-1组、300mg·kg-1组和400mg·kg-1组，分别给予100mg·kg-1、200mg·kg-1、300mg·kg-1和400mg·kg-1敌草快溶液，加注射用水稀释至3ml灌胃。记录大鼠灌胃后死亡和中毒症状，测得最大耐受量和绝对致死量。实验2部分共54只大鼠，随机分为6个染毒组:200mg·kg-1组、220mg·kg-1组、240mg·kg-1组、260mg·kg-1组、280mg·kg-1组、300mg·kg-1组，实验开始一次性分别给予200mg·kg-1、220mg·kg-1、240mg·kg-1、260mg·kg-1、280mg·kg-1和300mg·kg-1敌草快溶液，加注射用水稀释至3ml灌胃。观察大鼠在敌草快不同给药浓度的存活情况，并应用Excel软件处理寇氏法计算公式，计算半数致死量LD50。空白对照组在相同实验条件下给予等量注射用水灌胃。所有动物于实验结束后均留取部分肺、肾、心、肝、脑组织，甲醛固定，石蜡包埋，组织切片，行组织病理光镜观察。 2.急性毒性实验，将140只成年健康雄性Wistar大鼠随机分为对照组和染毒组。根据1/2半数致死量浓度选定染毒组灌胃浓度，对照组给予等量注射用水，通过液质联用方法测定大鼠染毒后0.5h、1h、2h、4h、8h、16h、24h敌草快在血浆及肾、肺组织中浓度变化，同时测定对照组和染毒组各时间点肺组织羟脯氨酸含量，血清尿素氮、肌酐、尿酸含量，蛋白印迹法检测早期肾损伤生物学标记物Kim-1、TGFβ1表达水平，并对肺、肾组织行形态学观察。 结果： 1.敌草快对大鼠经口半数致死量为280.5837mg·kg-1，敌草快染毒大鼠各脏器损伤病理变化不同，高剂量组较低剂量组脏器损伤明显。肺泡间隔增厚，肺间质可见炎症细胞浸润，纤维条索形成很少;肾脏肾小管上皮细胞水肿变性，肾小球毛细血管扩张，内皮细胞肿胀;肝脏中央静脉扩张，肝细胞肿胀，结构紊乱\心肌细胞肿胀;脑细胞水肿，部分小血管充血。死亡大鼠，肺泡腔内充血，炎性细胞浸润增多，肺泡结构破坏，纤维条索形成少;肾脏肾小管、肾小球充血水肿，部分肾小球结构破坏;心肌纤维结构紊乱。 2.染毒后大鼠血敌草快浓度在0.5h、1h、2h升高明显(P＜0.01)，血药浓度为（40.14±6.86）、（79.91±26.71）、（113.20±26.72）ng/ml。血敌草快浓度在2h达峰值，随后下降，4h浓度下降明显，8h、16h敌草快浓度略有升高推测与敌草快肠肝循环有关。染毒后大鼠肾敌草快浓度在1h、2h、4h升高明显(P＜0.01)，组织浓度为（1575.70±86.68）、(2940.38±151.49)、（1775.69±49.73）ng/g。肾敌草快浓度在2h达峰值，随后下降，4h浓度仍较高提示与敌草快通过肾脏排泄有关，随后逐渐降低。染毒后大鼠肺敌草快浓度在1h、2h、4h升高明显(P＜0.01)，组织浓度为（1.97±0.61）、（4.11±0.96）、（2.35±0.58）ng/g。肺组织中敌草快浓度在2h达峰值，随后下降，至24h肺敌草快浓度已逐步降低。肺组织羟脯氨酸含量升高不明显(P＞0.05)。随时间推移，大鼠血清尿酸、尿素氮、肌酐及kim-1均有不同程度升高(P＜0.05)，但染毒后4h组显示损伤较前略减轻，推测与机体急性代偿有关。大鼠血清Kim-1在0.5h开始升高，至4h升高明显，是早期肾功能损伤的有效预测因子。TGFβ1显示早期在肾组织中表达明显，肺组织表达不明显。电镜观察，肾脏受损程度随时间推移而逐步加重会出现空泡化，个别线粒体双层膜结构消失，溶酶体也增多;肺组织损伤较轻微，胞膜完整性及细胞器出现了不同程度受损。 结论： 1.敌草快对大鼠经口半数致死量为280.5837mg·kg-1; 2.敌草快染毒大鼠可导致多个脏器受损，剂量越大，脏器损伤越严重; 3.急性动物模型观察到血、组织敌草快浓度早期达到峰值，然后迅速下降; 4.急性敌草快染毒大鼠肾功能损害及病理改变仍持续，肺组织有轻度损伤伴炎性细胞浸润，早期无明显纤维化。

目录

声明

摘要

符号说明

前言

第一部分敌草快大鼠经口半数致死量测定实验

1．敌草快大鼠经口半数致死量测定

1．1主要试剂及药物

1．2实验动物

1．3动物模型制备

1．4实验结果

2．不同浓度敌草快大鼠经口染毒组织病理学观察

2．1实验动物及处理

2．2实验试剂与耗材

2．3组织病理切片结果

第二部分敌草快急性经口染毒大鼠肾脏及肺损伤的实验研究

1．实验材料

2．实验方法

3．实验结果

讨论

结论

参考文献

附图

综述 敌草快毒理学研究进展

致谢

攻读学位期间发表的学术论文