东莨菪碱和甲基东莨菪碱对毒死蜱引起大鼠体温变化的影响与尾部散热变化的关系

                  作者：赖雁　杨永录　曾俊　任佳 

【摘要】  　　目的 本研究是探讨东莨菪碱和甲基东莨菪碱对有机磷杀虫剂毒死蜱（CHP）引起的低温效应和延迟性发热反应的影响与尾部散热变化的关系。方法 用无线遥测技术连续记录25℃环境温度中大鼠的体核温度，用数字体温计测量尾部皮肤温度，每次间隔1h。在CHP（25 mg/kg）引起大鼠低温期和延迟性发热期，分别给外周胆碱能阻断剂甲基东莨菪碱（1mg/kg）和中枢周胆碱能阻断剂东莨菪碱（1mg/kg）。结果 毒死蜱导致体温快速的降低时，伴有尾部散热反应明显增加。东莨菪碱可以阻断CHP的降温作用和血管舒张效应，但甲基东莨菪碱对其作用无明显影响。甲基东莨菪碱可可阻断CHP引起的延迟发热反应，而东莨菪碱可轻度提高其发热反应。结论 实验结果证明，有机磷杀虫剂毒死蜱引起的低温和血管舒张反应主要是通过中枢胆碱能通路所致，而发热反应主要是通过外周胆碱能通路所引起。实验对人暴露在有机磷杀虫剂中出现的持续发热现象和使用阿托品提供了一种可能的解释，对其发热的治疗用外周胆碱能阻断剂甲基东莨菪硷可能疗效更好。

【关键词】  有机磷杀虫剂；低温；延迟性发热；胆碱能阻断剂;尾部皮肤温度

    Abstract：Objective To utilize scopolamine and methylscopolamine to examine the mechanism of the pesticide chlorpyrifos and its relationship with change in the heat loss from the tail.Methods Core temperature was monitored by telemetry in female rats maintained at an ambient temperature of 25℃.Tail skin temperature was measured at 60min intervals with digital thermometer.The peripheral cholinergic antagonist,methylscopolamine(1mg/kg)and central cholinergic antagonist,scopolamine(1mg/kg)were administered during the period of hypothermia and hyperthermia which were induced by chlorpyrifos(25mg/kg)induced.Results Chlorpyrifos led to a rapid reduction in core temperature accompanied with a marked elevation in the heat loss from the tail.The hypothermia and vasodilatory effects of chlorpyrifos were blocked by administration of scopolamine，but not by methylscopolamine.The delayed fever response was augmented slightly by scopolamine but blocked by methylscopolamine.Conclusion The results indicate that organophosphate pesticide chlorpyrifos -induced hypothermia and vasodilatory response are mediated primarily through a central cholinergic pathway.Fever response is mediated primarily through a peripheral cholinergic pathway.On the other hand,the data provides a possible explanation for the persistent fever in human exposed to organophosphate pesticides and treated with atropine.Methyl scopolamine may be a more effective therapy in the treatment of the fever.

    Key words:organophosphate pesticide;hypothermia;delayed fever;cholinergic antagonist;Tail skin temperature

    近几年研究发现，有机磷毒剂可以引起体温的改变［1-3］。目前认为有机磷毒剂引起的低温与体内的胆碱酯酶（AchE）活性降低，从而导致乙酰胆碱(Ach) 在生理作用部位积聚所致［2,3］，因为Ach参与体温调节过程［4］。有机磷毒剂也能使外周血管扩张，引起体表直接散热和蒸发散热增加也是引起体温降低的原因之一［2］。作者的工作证明，有机磷毒剂引起的低温反应与内源性退热物质精氨酸加压素释放增加有关［5,6］。另外，雄性大鼠和雌性大鼠对有机磷杀虫剂敏感性的性别差异主要取决于睾丸的功能［7］。

    既然有机磷毒剂引起的体温变化与体内的Ach积聚有关，胆碱能阻断剂是否可以阻断其作用，所以本文观察了给大鼠皮下注射中枢和外周胆碱能阻断剂，对有机磷杀虫剂毒死蜱（CHP）引起体温变化的影响与尾部皮肤散热变化的关系，旨在为临床治疗有机磷中毒过程中合理使用胆碱能阻断剂提供一定的实验依据。

    1  材料和方法

    1.1  动物和试剂

    实验用成年雌性SD大鼠（四川省医学院实验动物研究所提供），体重200-250g。CHP为美国West Chester化学试剂服务公司产品，东莨菪硷和甲基东莨菪硷为Sigma公司产品。

    1.2  动物手术

    用4％戊巴比妥钠溶液腹腔注射麻醉（40 mg/kg）动物，按照常规手术方法切开腹部皮肤和肌肉，放入无线温度遥测探头( Data Sciences international,model TA10TA-F40 )后，缝合腹部肌肉和皮肤，然后肌肉注射青霉素以防感染。手术后动物分别单笼饲养恢复7 d以上进行实验。

    1.3  体温的测量

    1.3.1  用无线遥控技术（Radio telemetry）测量大鼠的体温  将腹腔内置有无线温度遥测探头的大鼠放入鼠笼内，然后置于遥控测温仪的接收板上。大鼠体内无线遥测探头每间隔5 min采集一次体核温度信号，由接收板接收后，输入机储存和数据处理。

    1.3.2  用数字体温计测量尾部皮肤温度  将针形温度传感器用胶带固定于尾部背侧，距尾根部2.5 cm 处。为了减少频繁测温引起应激性体温升高而影响实验结果，在实验中每次测量皮肤温度间隔时间为1 h。

    1.4  实验分组

    实验分为两部分完成。实验1.东莨菪碱和甲基东莨菪碱对CHP引起低温的影响：实验分为4组，即菜油－生理盐水组（n=8）、CHP－生理盐水组(n=8)、CHP－东莨菪碱组(n=8)和CHP－甲基东莨菪碱组(n=8)。实验2.东莨菪碱和甲基东莨菪碱对CHP引起发热作用的影响：实验分为4组，即菜油－生理盐水组(n=8)、CHP－生理盐水组(n=8)、CHP－东莨菪碱组(n=8)和CHP－甲基东莨菪碱组(n=8)

    1.5  实验步骤

    实验前一天下午，将大鼠移入实验室，称体重后放入清洁鼠笼内，然后将鼠笼置于SH-800GS人工气候箱（重庆永生实验仪器厂产品）内进行适应性过夜，动物处于自由活动、进食和进水状态。箱内温度设为25℃，湿度为70%～80％左右，明暗时间各为12 h，上午6时开灯，下午 6时关灯。实验1为实验当天上午6时开始记录大鼠的体温，上午11时先分别给动物口饲菜油（1ml／kg 体重）或CHP 25 mg／kg（CHP 25 mg／ml菜油），2 h后皮下注射生理盐水（1ml／kg体重）、东莨菪碱1mg／kg（1mg／ml生理盐水）或甲基东莨菪碱1mg／kg（1mg/ml生理盐水），给药后体温均连续观察48 h以上。实验2开始记录体温的时间、给CHP的时间和剂量同实验1；但注射的时间为给CHP后24 h，即为CHP引起动物的低温反应恢复后，随后出现的延迟性发热期。给药后体温继续观察24 h以上。

    1.6  判定体温变化的指标

    体温反应指标用平均体温反应曲线和体温反应最大幅度与基线体温之间的差（△T）

    表示。散热反应指标用散热指数(HLI)表示［5］，HLI的计算公式是：

    HLI＝(Tsk－Ta)／(Tc－Ta)

    HLI可以排除环境温度（Ta）和体核温度（Tc）对皮肤温度（Tsk）的影响，正常为值为0～1。当HLI值为0时，表示皮肤血管完全收缩；HLI值为1时，表示皮肤血管完全舒张开。

    1.7  统计分析

    实验数据用均数±标准差(±s)表示，采用配对t检验或团体比较t检验进行统计分析。

    2  实验结果

    2.1  东莨菪硷和甲基东莨菪硷对CHP引起降温作用的影响

    从连续记录的48 h实验结果来看，对照组大鼠24小时的体温昼夜周期性波动特点是白天（明光）低而夜间（暗光）高，24 h的波动范围在1℃左右（见图1）。给大鼠口饲CHP 2h后体温出现快速下降,在给CHP 4 h后，体温由给药前的37.1℃降低到35.8℃, 降低达1.3℃，在16 h小时后恢复到给药前水平；在给CHP 21 h后出现延迟性体温过高反应，即第二天上午8时后大鼠的体温较对照组平均升高0.5℃(P＜0.01)，这种延迟性体温过高反应长达12 h上，即大鼠未出现正常白天的体温下降相（见图1）。给大鼠口饲CHP 2h后，皮下注射中枢性胆碱能阻断剂东莨菪碱时可明显阻断CHP的降温作用，与CHP组相差非常显著（P＜0.001）；而皮下注射外周胆碱能阻断剂甲基东莨菪硷时，则可轻度的促进CHP的降温效应，但无统计学意义（见图1）。

    图1  东莨菪碱和甲基东莨菪碱对CHP降温作用的影响

    Fig.1  Effects of scopolamine and methylscopolamine on hypothermia induced by chlopyrifos

    2.2  东莨菪碱对CHP引起大鼠低温反应与尾部散热变化的影响

    从图2可见，给大鼠口饲CHP后，大鼠的体温出现降低反应时，伴有尾部皮肤温度明显升高，同时散热指数也增加；而皮下注射东莨菪碱阻断CHP降温效应时，尾部皮肤温度较对照组降低达1.5℃时，散热指数也明显降低。

    图2  东莨菪碱对CHP引起大鼠低温与尾部散热反应的影响

    Fig.2  Effects of scopolamine and methylscopolamine on hyperthermia and heat loss from the tail induled by chlopyrifos

    2.3  东莨菪硷和甲基东莨菪硷对CHP引起发热效应的影响

    在给CHP后第二天白天出现延迟性体温过高反应时，皮下注射中枢胆碱能阻断剂东莨菪硷可使发热期的体温出现轻度升高的现象，但无统计学意义；而注射外周胆碱能阻断剂甲基东莨菪碱则可使CHP的发热效应明显的降低（P＜0.05）, 持续时间达4 h以上（见图3）。

    另外，值得注意的是从实验中还可见，在给药后或测量尾部皮肤温度均可出现应激性的体温升高反应，但在CHP引起的低温和发热反应中未出现此现象（见图2和图3）。

    3  讨论

    抗胆碱能酯酶 (anti-ChE)剂对外周和中枢神经系统胆碱能突触有明显的激活作用［2，3］。在动物实验中已经发现，给亚致死剂量的anti-ChE剂有机磷杀虫剂CHP和二异丙基乙胺可以引起快速的低温反应［1～3］。在大鼠和许多其它哺乳动物类神经化学和神经生的研究表明，有毒蕈碱胆碱能神经纤维汇聚在体温调节中枢的温度敏感神经元，可引起散热效应器兴奋，如唾液分泌、血管舒张、寻找冷环境［2，3］。因而，动物暴露到anti-ChE剂可影响体温调节活动是毫不奇怪的，阿托品可以阻断梭曼和其它有机磷化合物的降温作用［3］。

    给大鼠口饲CHP和二异丙基乙胺DFP引起体温变化特点是先出现明显的降温期，在给药24 h内体温恢复到正常水平，然后出现两至三天的延迟性白昼发热期，目前把这种体温升高现象称为延迟性体温过高(delayed hyperthermia)或延迟性发热(delayed fever)［1-3］。在临床上发现，有机磷中毒病人也会出现降温和发热现象，但发热现象多于降温现象［8］。

    本实验给大鼠口饲CHP 4 h后降温幅度最大，16 h后体温恢复到给药前的水平，给药21小时后大鼠出现白昼发热现象，与对照组比较有明显差异。

    先比较了中枢胆碱能阻断剂东莨菪碱和外周胆碱能阻断剂甲基东莨菪碱对有机磷杀虫剂CHP引起低温反应的影响。实验结果表明，CHP能导致大鼠体温快速的下降，皮下注射能透过血脑屏障的中枢胆碱能阻断剂东莨菪碱不仅可以明显阻断其低温反应，同时也能阻断尾部皮肤的散热反应，而外周胆碱能阻断剂甲基东莨菪碱对CHP的低温反应无影响。实验从两个方面证明,CHP引起的低温反应是通过兴奋中枢体温调节散热通路的胆碱能神经的活动所引起。

    实验进一步观察到，在CHP引起延迟性发热期，给中枢性胆碱能阻断剂东莨菪碱可轻度的提高发热幅度，而给外周性胆碱能阻断剂甲基东莨菪碱则出现明显的降温作用。实验证明，有机磷毒剂引起的发热反应主要是通过外周胆碱能通路所致。另外，也说明中枢的胆碱能通路主要参与有机磷毒剂引起的低温反应过程，外周胆碱能通路主要参与有机磷毒剂引起的延迟性发热过程。

    上述实验结果为临床上有机磷中毒患者使用阿托品类药物提出了一个有趣的问题。如果中毒病人有明显的降温效应和神经系统的症状，应该考虑选用中枢性胆碱能阻断剂药物。如果病人的发热症状明显，应该考虑使用外周胆碱能阻断剂类药物。这样可能比选用阿托品的效果好一些，因为阿托品作用于全身各个器官，其中包括可以穿过血脑屏障作用于中枢神经系统。如果中毒病人伴有发热症，使用阿托品可能不利于发热症状的改善，因为本实验结果发现，中枢性胆碱能阻断剂有升高CHP发热期体温的作用。

【】
  ［1］杨永录,樊萌,何彦芳.调节性低温对机体病理生理性伤害的保护作用［J］.危重病急救医学,2006;18(9):571-573.

［2］Gordon,CJ.Acute Toxic Thermoregulatory Responses.In:Temperature and Toxicology［M］.CRC Press,New York，2005:51-106.

［3］Clement JG.Pharmacological Nature of Soman-induced Hypothermia in Mice［J］.Pharmacol Biochem Behav,1993,44(3):689-702.

［4］Ryan PM,Kelly JP,Chambers PL,et al.The Characterization of Oxotremorine-induced Hypothermic Response in the Rat［J］.Pharmacol Toxicol,1996,79(5):238-240.

［5］Yang Yong-lu,Gordon CJ.Possible Role of Vasopressin in the Thermoregulation to Chlorpyrifos in the Rat［J］.Pharmacol Toxicol,2002,90(6):311-316.

［6］Yang Yong-lu,Liu Li-hua,Zhang Ying.Role of Endogenous Arginine Vasopressin in Soman-induced Hypothermia in Rats［J］.Chin J Pathophysiol,2003,19(2):240-243.

［7］赖雁，杨永录，杨镇，等.有机磷杀虫剂毒死蜱引起大鼠低温的性别差异与性腺的关系［J］.中国急救医学，2005；25（8）：569-571.

［8］Saadeh AM,Al-Ali MK,Farsakh NA,et al.Clinical and Sociodemographic Features of Acute Carbamate and Organophosphate Poisoning:as Study of 70 Adult Patients in North Jordan［J］.Clin Toxicol,1996,34(1):45-52.