维生素C对脂多糖急性肺损伤大鼠的保护作用

【摘要】  目的 观察维生素C对大鼠脂多糖性急性肺损伤的保护作用及其机制。方法 健康成年Sprague-Dawley（SD）大鼠24只，雌雄不拘，体重180～200g，随机分成三组:0.9%氯化钠注射液组（NS组）、脂多糖组（LPS组）和维生素C组（VitC组），每组8只大鼠。三组大鼠分别在脂多糖或0.9%氯化钠注射液注入后4h放血处死，测定肺组织丙二醛含量、髓过氧化物酶活性（myeloperoxiase，MPO）及肺湿干重比值（W/D），留少许肺标本固定切片观察病理变化。结果与NS组比较，LPS组肺组织MDA含量显著增加、MPO活性显著升高，W/D显著增加（t分别=0.01、6.54、6.19，P均<0.05）;与LPS组比较，VitC组肺组织MDA含量减少、MPO活性明显降低、W/D显著下降（t分别=0.02、7.73、4.61，P均<0.05）。LPS组肺组织病理切片可见明显急性肺损伤病理改变，维生素C治疗组显示损伤较轻。讨论大剂量维生素C对脂多糖所致的大鼠急性肺损伤具有保护作用。

【关键词】  急性肺损伤 维生素C 脂多糖

    【Abstract】 Objective To investigate the protective effects of vitamin C on the acute lung injury induced by lipa-palysacchharide（LPS）in mice.Methods Models of acute lung injury（ALI）in mice were induced by lipopolysacch-haride.Twenty-four SD mice weighing180～200g were randomly divided into3groups with8animals each:control group received only normal saline;LPS group received intravenous LPS5mg/kg;vitamin C（VitC）group received VitC4ml/kg infusion2min after intravenous LPS5mg/kg.The mice were killed at4hr after intravenous LPS or normal saline administration.The lung was used for measurement of wet/dry lung weight ratio and myeloperoxiase（MPO）activity，con-tent of malondialdehyde（MDA），pathologic changes of lung tissue were observed microscopically.Results Obvious ALI pathological manifestation in the lung of LPS group mice was observed compared with NS group;wet/dry lung weight ratio and MPO activity in lungs increased significantly in LPS group（P<0.05）as well as the content of MDA（P<0.05）.Compared with LPS group，the pathological manifestation in lungs was ameliorated and wet/dry lung weight ratio，MPO activity and content of MDA decreased significantly in VitC group（P<0.05）.Conclusions Large doses of vi-tamin C（500mg/kg）has preventive effect on acute lung injury.

    【Key words】acute lung injury;Vitamin C;lipopolysaeehharid

     急性肺损伤（acute lung injury，ALI）是严重的急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome，SARS）患者的主要死因  ［1］ 。激活的各种细胞经呼吸爆发产生大量活性氧引起氧化应激状态，在ALI发病机制中具有重要作用。维生素C具有很强的还原性，能在细 胞外发挥清除自由基的作用。但是维生素C对于内毒素性急性肺损伤的影响尚未见报道，本研究拟观察维生素C对脂多糖（1ipopolysacchharide，LPS）致急性肺损伤大鼠的保护作用。

    1材料与方法

    1.1材料①实验动物:健康成年Sprague-Dawley（SD）大鼠24只（由江西医学院动物试验中心提供）， 全科医学临床与2007年7月第5卷第4期Clinical Education of General Practice Jul.2007，Vol.5，No.4

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    雌雄不拘，体重180～200g。试验前禁食12h，自由饮水;②主要试剂和药品:LPS（由美国Sigma公司生产）、维生素C（由天津药业焦作有限公司生产）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）及髓过氧化物酶（myeloperoxiase，MPO）（试剂盒由南京建成生物公司生产）、乌拉坦针（由上海曹杨第二中学化工厂生产）。

    1.2实验仪器包括:ECLIPSE80i荧光显微镜（由日本Nikon公司生产）、PATHCENTRE型全密闭式自动脱水机（由英国Shandon公司生产）、ZBY149-83电热恒温鼓风干燥箱（由上海跃进医疗器械厂生产）、ZMN-7803型包埋机（由常州中威仪器厂生产）、HI1210型漂片仪（由德国Leica公司生产）、FINESSE325型轮转切片机（由英国Shandon公司生产）、ZD-Ⅲ微波炉（由日本松下公司生产）、低温冰箱（由青岛海尔集团生产）。

    1.3实验方法 ①分组:大鼠24只，随机分为三组:0.9%氯化钠注射液组（normal saline，NS组）、脂多糖组（LPS组）和大剂量维生素C治疗组（vitamin C，VitC组），每组8只大鼠;②方法:大鼠以20%乌拉坦针1000mg/kg腹腔注射，进行麻醉后，仰卧位固定于大鼠操作台上，由股静脉置入24号动静脉留置针。连接微量输液泵（Graseby3500，英国）以0.9%氯化钠注射液4ml·kg -1 ·h -1 持续输液;LPS组静脉注入LPS5mg/kg  ［2］ ，2min后输注0.9%氯化钠注射液4ml/kg于10min内输完;Vit C组静脉注入LPS5mg/kg2min后输注大量Vit C500mg/kg，于10min内输完;NS组以等量0.9%氯化钠注射液代替LPS和维生素C。三组大鼠分别在LPS或0.9%氯化钠注射液注入后4h放血处死。

    1.3观察指标 ①取右上肺叶组织少许，l0%中性甲醛固定，依次脱水、透明、浸蜡、石蜡包埋，切片行HE染色在普通光学显微镜下观察肺病理改变;②取右肺中叶，滤纸吸干水份，称湿重后置于75℃烘箱中24h至重量不再改变，称量干重，湿干重比值（Wet/Dry，W/D）;③取左肺下叶，制备10%组织匀浆，测定肺组织MDA含量及MPO活性（试剂盒为南京建成生物公司产品），组织匀浆后严格按照试剂盒说明书进行。

    1.4统计学方法用SPSS11.5统计学软件进行分析。计量资料以均数±标准差（±s）表示。采用单因素方差分析，再进行均数的两两比较采用t检验。设P<0.05为差异有统计学意义。

    2结果

    2.1大鼠肺湿/干重比、MDA含量及MPO活性的变化三组大鼠肺组织MDA含量及肺湿/干重比和肺组织MPO活性的变化比较见表1。

    由表l所见，W/D三组均数间差异有统计学意义（F=56.92，P<0.05）。再进行均数的两两比较，组间差异均有统计学意义，即LPS组大鼠W/D较NS组显著增加（t=6.19，P<0.05）;VitC组W/D较LPS组下降（t=4.61，P<0.05），但仍高于NS组（t=1.64，P<0.05）。

    2.2肺组织MDA含量及MPO活性的比较 MDA含量三组均数间差异有统计学意义（F=5.47，P<0.05）。再进行MDA均数的两两比较，NS组与LPS组比较，差异有统计学意义（t=0.01，P<0.05）;LPS组与VitC组比较，差异有统计学意义（t=0.02，P<0.05）;NS组与VitC组比较，差异无统计学意义

    （t=0.60，P>0.05）。MPO活性三组均数间差异有统计学意义（F=191.09，P<0.05）。再进行均数的两两比较，组间差异均有统计学意义（P<0.05），即LPS组大鼠肺组织MPO活性较NS组显著升高（t=6.54，P<0.05）;VitC组大鼠肺组织MPO活性较LPS组下降（t=7.73，P<0.05），但仍高于NS组（t=1.81，P<0.05）。

    2.3肺组织病检查见封三图8、9、10。 由图8、9、10可见，肺脏大体观察示NS组大鼠肺外观呈粉红色，无明显异常改变;LPS组肺体积增大，肺表面色泽暗红，可见包膜下点状、片状出血，切面疏松，有黄色或淡红色液体溢出;VitC组病变较LPS组明显减轻。光镜下，NS组肺组织结构完整，肺泡隔无水肿、炎症，肺泡腔清晰;LPS组肺泡膈增宽，肺泡壁完整结构破坏，肺泡壁断裂，部分肺泡内见出血，肺间质见多量炎性细胞浸润;VitC组肺泡壁有轻度水肿，出血和炎性细胞浸润情况较LPS组明显减轻。

    3讨论

    急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征（ALI/ARDS）是指由心源性以外的各种肺内、外致病因素导致的急性、进行性呼吸衰竭。LPS致急性肺损伤时，可通x
    过活化补体、花生四烯酸代谢和肺泡巨噬细胞等产生一系列趋化因子或细胞因子，这些因子可激活各种细胞产生大量活性氧引起氧化应激反应，中性粒细胞先于单核细胞、淋巴细胞向肺泡内聚集，在LPS诱导的ALI中起到了重要的作用  ［3］ 。MPO是中性粒细胞中特有的酶，其在中性粒细胞中的含量固定，可反映中性粒细胞的聚集和活性  ［4］ 。本次研究选用LPS作为致伤剂，观察肺组织脂质过氧化反应产物MDA含量及MPO活性变化。本次研究结果发现:大鼠静注LPS后，出现呼吸急促、皮肤紫绀，与NS组比较，LPS组肺组织MDA含量显著增加、MPO活性显著升高、W/D显著增加，肺脏出现了急性肺损伤的病改变，说明ALI模型复制成功。

    维生素C是人体血浆中最有效的水相抗氧化剂，在体内和脱氧抗坏血酸形成可逆的氧化还原系统，在生物氧化及还原过程和细胞呼吸中起重要作用。维生素C同样参与氨基酸代谢、神经递质的合成、胶原蛋白和组织细胞间质的合成，具有降低毛细血管的通透性、刺激凝血功能、增加对感染的抵抗作用及具有解毒功能 ［5］ ，在急性肺损伤中对肺脏起重要保护作用。虽然有研究表明摄入过量的维生素C并不能加强其抗氧化作用 ［6］ ，但本研究结果显示，与LPS组比较，VitC组肺组织MDA含量减少、MPO活性明显降低、W/D显著下降（P均<0.05），大鼠ALI的病理变化明显减轻，提示大剂量VitC（500mg/kg）静脉输注对大鼠ALI起到一定的保护作用。VitC可以通过其抗氧化 功能，抑制ALI时氧化应激反应，重建机体内氧化与抗氧化平衡，从而减轻肺组织炎性反应程度。

    本次研究结果提示，大剂量VitC可以减少LPS实验大鼠所致的中性粒细胞在肺部的聚集和活化，对其早期ALI具有保护作用，但目前尚无明确的量的范围。所以维生素C对于肺脏的保护程度和量的关系及其具体的机制尚待进一步研究。

【】
  1Nicolaou S，A1-NakshabandiNA，MullerNL.SARS:imagingofsevere acuterespiratory syndrome［J］.AmJRoentgenol，2003，180（5）:1247-1249.

2李琦，钱桂生，张青，等.不同剂量脂多糖对大鼠急性肺损伤效应的观察［J］.第三军医大学学报，2004，26（10）:871- 873.

3BurnsAR，WayneS，David C.Uniquestructuralfeaturesthatin-fluence neutrophilemigrationintothelung［J］.PhysiolRev，2O03，83（2）:309-336.

4RheeP，WangD，RufP，AustinB，eta1.Humanneutrophil activa- tion and increased adhension byvariousresuscitationfluids［J］. CritCareMed，20O0，28（1）:74-78.

5黄晓军，王选锭.急性肺损伤抗氧化的研究进展［J］.临床内科杂志，2004，21（10）:652-654.

6PadayattySJ，KatzA，WangY，eta1.VitaminCas anantioxidant: evaluationofitsroleindiseaseprevention［J］.JAmCollNutr，2003Feb，22（1）:18-35.