基础研究 Open Access
Copyright ©The Author(s) 2004. Published by Baishideng Publishing Group Inc. All rights reserved.
世界华人消化杂志. 2004-01-15; 12(1): 105-107
在线出版日期: 2004-01-15. doi: 10.11569/wcjd.v12.i1.105
高氧诱导慢性肺疾病早产鼠肝肠组织的自由基变化
富建华, 薛辛东
富建华, 薛辛东, 中国医科大学附属第二医院儿科 辽宁省沈阳市 110004
富建华, 女, 1965-11-12生, 辽宁抚顺人, 满族. 1989年中国医科大学本科毕业, 1999年中国医科大学硕士研究生毕业, 现博士在读, 讲师, 主要从事新生儿肺损伤的基础研究.
基金项目: 辽宁省自然科学基金资助项目, No. 20022071.
通讯作者: 薛辛东, 110004, 辽宁省沈阳市和平区三好街36号, 中国医科大学附属第二医院儿科. xdxue@163.com
电话: 024-83955509 传真: 024-83955509
收稿日期: 2003-05-10
修回日期: 2003-05-20
接受日期: 2003-06-02
在线出版日期: 2004-01-15

目的: 探讨高氧致早产鼠慢性肺疾病(CLD)发生中肝肠组织的自由基变化.

方法: 采用高浓度氧致早产鼠CLD模型为研究对象, 应用分光光度计比色法动态测定肝及肠组织超氧化物岐化酶(SOD)活性及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)的含量变化, 并同步观察肺组织上述指标的改变.

结果: 实验组MDA水平, 肝及肠组织7 d内无差异, 14 d明显高于对照组(分别为122±9 moL/gvs 68±7 moL/g, 117±9 moL/g vs 68±9 moL/g, P<0.01), 21 d仍高于正常水平(P<0.05); 而肺组织早期即明显升高, 7 d达高峰(94±12 moL/g vs 24±5 moL/g, P<0.001), 持续1 wk后逐渐下降, 21 d时仍高于正常水平(P<0.01). 两组肺、肝及肠组织SOD的活性均无差异(P>0.05);

结论: 高氧肺损伤时, 肝及肠组织同样发生自由基损伤, 但其发生时间明显滞后于肺组织.

关键词: N/A
引文著录: 富建华, 薛辛东. 高氧诱导慢性肺疾病早产鼠肝肠组织的自由基变化. 世界华人消化杂志 2004; 12(1): 105-107
Changes of free radical of liver and intestine in premature rat with hyperoxia-induced chronic lung disease
Jian-Hua Fu, Xin-Dong Xue
Jian-Hua Fu, Xin-Dong Xue, Department of Pediatrics, the Second Affiliated Hospital, China Medical University, Shenyang 110004, Liaoning Province, China
Supported by: Natural Science Foundation of Liaoning Province, No. 20022071.
Correspondence to: Dr Xin-Dong Xue, Department of Pediatrics, the Second Affiliated Hospital, China Medical University, 36 Sanhao Street, Heping District, Shenyang 110004, Liaoning Province, China. xdxue@163.com
Received: May 10, 2003
Revised: May 20, 2003
Accepted: June 2, 2003
Published online: January 15, 2004

AIM: To investigate dynamic changes of free radical of liver and intestine in premature infant with hyperoxia-induced chronic lung disease (CLD).

METHODS: Superoxide dismutase (SOD) activity, concentration of malondialdehyde (MDA) in the liver, intestine and lung specimen on d 1, 3, 7, 14 and 21 in 40 premature rat with hyperoxia-induced CLD and 40 control premature rats were assayed with double wavelength scanning by spectrophotometer.

RESULTS: In model group, level of MDA in the liver and intestine was increased on day 14 (122±9 moL/g vs 68±7 moL/g, 117±9 moL/g vs 68±9 moL/g, P < 0.01), and then was decreased but still maintained at a higher level than that in control group at day 21 (P < 0.05). Level of MDA in the lung was increased on day 3, and reached a peak level on day 7 (94±12 mol/ g vs 24±5 mol/g, P < 0.001), and still maintained at a higher level than that in control group at day 21 (P < 0.01), but there was no significant difference in SOD activity among any groups (P>0.05).

CONCLUSION: Damage of free radicals in the liver and intestine can be induced by CLD in premature infant, but the time of occurrence is very delayed in the lung.

Key Words: N/A
0 引言

近年来, 随着早产极低体质量儿抢救存活率的提高, 因吸入高浓度氧而导致早产儿慢性肺疾病(chronic lung disease, CLD)的发生率也逐渐上升. 虽CLD的发生机制尚不清楚, 但肺部氧化应激反应而介导肺组织损伤的理论已被公认, 并成为影响CLD预后的关键因素之一. 而源于高氧肺损伤的CLD是否可启动其他器官的自由基损伤, 目前尚未见报道. 我们以高氧诱导CLD的早产鼠为研究对象, 探讨高氧致CLD早产儿肝、肠组织自由基变化.

1 材料和方法
1.1 材料

将孕21 d的SD大鼠(由中国医科大学实验动物部提供)行剖宫产, 新生的早产鼠(足月孕22-23 d),依据吸氧浓度(FiO2), 随机分为实验组(FiO2 0.90)和对照组(FiO2 0.21). 每组均为40只. 实验组将早产的SD大鼠生后即置于氧箱中, 持续输入氧气, 维持FiO2>0.90(用测氧仪监测), CO2浓度<0.5%(用钠石灰吸收CO2), 温度25-27 ℃, 湿度50%-70%, 每天定时开箱1 h, 添加水、饲料及更换垫料, 并与对照组交换母鼠以避免因氧中毒致喂养能力下降[1-3]; 对照组FiO2为0.21(空气), 具体方法及实验控制因素同实验组.

1.2 方法

每组分别于实验的1 d, 3 d, 7 d, 14 d, 21 d随机处死8只后, 分离肺、肝肠组织. 分别用预冷的生理盐水洗净残血, 吸干水分, 称1 g湿质量组织煎碎, 于冰盒内超声粉碎匀浆, 制成100 g/L的组织匀浆, 低温离心后取上清液, 分别按照SOD和MDA测定试剂盒(南京建成生物工程研究所提供)要求, 应用紫外/可见分光光度计(法国500-P型), 测定SOD活性及MDA含量.

统计学处理 应用SPSS 10.0统计软件进行统计学处理, 所有数据均以mean±SD表示, 组间比较采用Dunnet t检验.

2 结果
2.1 肝组织SOD活性和MDA含量

随吸氧时间的延长, 两组肝组织SOD的活性无差异(P>0.05); 而MDA的含量, 吸入高氧7 d时, 虽有所增高, 但与对照组比较无差异(P>0.05), 14 d明显高于对照组(P<0.01), 21 d时虽有下降, 但仍高于对照组(P<0.05, 表1).

表1 肝组织SOD活性和MDA含量的动态变化(mean±SD, n = 8).
吸氧时间(d)SOD(kNU/g)
MDA(moL/g)
实验组对照组实验组对照组
1157±13155±2455±656±5
3176±13171±1165±1062±3
7169±15160±1469±1864±7
14178±18173±26122±9a68±7
21183±31182±1597±8b63±5
aP<0.01, bP<0.05 vs 对照组.
2.2 肠组织SOD活性和MDA含量

随吸氧时间的延长, 两组肠组织SOD的活性无差异(P>0.05); 而MDA的含量, 吸入高氧14 d时, 高于对照组(P<0.01), 21 d时虽有下降, 但仍高于对照组(P<0.05, 表2).

表2 肠组织SOD活性和MDA含量的动态变化(mean±SD, n = 8).
吸氧时间(d)SOD(kNU/g)
MDA(moL/g)
实验组对照组实验组对照组
1133±21131±1867±766±9
3125±22122±1565±1362±10
7129±17127±2370±1664±6
14127±30127±21117±9a68±9
21133±21132±1181±11b63±8
aP<0.01,
bP<0.05 vs 对照组.
2.3 肺组织SOD活性和MDA含量

随吸氧时间的延长, 实验组肺组织SOD的活性虽有逐渐增高的趋势, 但与对照组比较无差异(P>0.05); 而MDA的含量, 吸入高氧3 d即明显高于对照组(P<0.01), 7 d达高峰(P<0.001), 并持续至14 d, 21 d时虽有下降, 但仍高于对照组(P<0.01, 表3).

表3 肺组织SOD活性和MDA含量的动态变化(mean±SD, n = 8).
吸氧时间(d)SOD(kNU/g)
MDA(moL/g)
实验组对照组实验组对照组
127±328±533±1326±5
330±329±355±5b22±4
769±970±1194±12a24±5
1474±1172±686±10 a24±3
2184±782±648±7b24±6
aP<0.001,
bP<0.01 vs 对照组.
3 讨论

近年来, 有关氧自由基及其介导的脂质过氧化反应在组织损伤中的作用倍受关注, 并把组织SOD活性下降及MDA含量增高作为评价氧自由基损伤组织程度的重要指标[4-6]. 大量的临床及动物实验已证实, 新生儿缺氧、缺血可引起肝、肠组织的自由基损伤, 而吸入高浓度氧后, 除局部的肺组织病变外, 能否引起其他器官(如肝、肠组织)的自由基损伤至今尚未见报道.

虽高氧致早产儿CLD的发生机制尚未清楚, 但肺部氧化应激反应的程度已成为影响CLD发生及其预后的重要因素之一. 有研究表明[5-11], AOE功能不足的早产儿, 若长时间暴露于高氧环境中, 氧自由基和活性氧(ROS)在肺组织内大量生成, 超过抗氧化系统的清除能力, 即氧化/抗氧化失衡, ROS可通过损伤肺组织细胞的DNA、脂质、蛋白质及糖类大分子等化合物, 引起氧化应激性肺损伤; 还发现最终发展成CLD的早产儿, 生后最初几天内, 其支气管肺泡灌洗液(BALF)中MDA的水平明显增高. 我们的结果亦证实, 吸高氧后, SOD的活性与对照组无差异, 而MDA水平早期即明显升高, 7 d达高峰, 持续1 wk后逐渐下降, 21 d时仍高于正常水平, 与上述报道相类似. 在此基础上, 我们观察了肝、肠组织的氧化应激状态, 并发现SOD的活性与对照组无差异, 而MDA水平, 吸高氧后7 d内仍无明显变化, 14 d时却明显增高, 21 d虽有下降趋势, 但还高于正常水平, 该结果提示, 高氧肺损伤时, 肝、肠组织同样存在自由基损伤, 但其发生时间明显滞后于肺组织, 与文献报道衰老大鼠急性肺损伤诱导肝功能受损的研究结果相类似[12]. 高氧肺损伤时, 肝、肠组织自由基损伤的原因何在, 目前还不清楚, 推测可能与下列因素有关[13-17] : (1)肺部的氧化应激反应, MDA大量生成并释放入血, 继而引发肝、肠组织的自由基损伤; (2)高氧可促发肺部炎症反应, IL-6、IL-8及TNF-α等细胞因子释放入血, 并激活PMN, 通过呼吸暴发、脱颗粒、释放氧自由基而损伤肝、肠组织; (3)高氧肺损伤后, 肺组织通气或换气功能障碍而导致低氧血症, 肝、肠组织可因供氧不足而发生自由基损伤. 上述的一种或多种因素相互作用, 从而介导肝、肠组织的自由基损伤. 但肝、肠组织的自由基损伤是否引起组织的病理生理变化, 尚需进一步深入研究.

总之, 吸入高浓度氧后, 肺组织首先发生氧化应激性反应, 而滞后的肝、肠组织的自由基变化使我们意识到: 源于吸入高氧而致的早产儿CLD是否可启动多器官的功能障碍? 如证实该假设, 对阐明CLD的发生机制、新防治措施的提出及降低早产儿CLD的发生率和致残率均具有重要临床意义和社会价值.

编辑: N/A

1.  许 峰, 霍 泰辉, 翁 颂铭, 杨 默, 殷 爱珍. 高浓度氧对早产鼠肺一氧化氮合酶基因表达的影响. 中华儿科杂志. 2002;40:37-39.  [PubMed]  [DOI]
2.  容 志惠, 常 立文, 张 谦慎. 维甲酸对新生大鼠高氧肺损伤的保护作用. 中华儿科杂志. 2003;41:299-230.  [PubMed]  [DOI]
3.  Xu F, Fok TF, Yin J. Hyperoxia-induced lung injury in premature rat: description of a suitable model for the study of lung disease in newborns. Chin Med J. 1998;111:619-624.  [PubMed]  [DOI]
4.  宋 薇薇, 富 建华. 子宫内缺血缺氧及再灌注中胎鼠脑组织内质网及线粒体ATP酶的动态变化. 中华妇产科杂志. 2002;37:146-149.  [PubMed]  [DOI]
5.  富 建华, 薛 辛东. 高浓度氧诱导早产儿肺损伤的研究现状. 中国当代儿科杂志. 2003;5:78-81.  [PubMed]  [DOI]
6.  Saugstad OD. Chronic lung disease: oxygen dogma revisited. Acta Paediatr. 2001;90:113-115.  [PubMed]  [DOI]
7.  Saugstad OD. Bronchopulmonary dysplasia-oxidative stress and antioxidants. Semin Neonatol. 2003;8:39-49.  [PubMed]  [DOI]
8.  The STOP-ROP Multicenter Study Group. Supplemental therapeutic oxygen for prethreshold retinopathy of prematurity(STOP-ROP), a randomized, controlled trial: primary outcomes. Pediatrics. 2000;105:295-310.  [PubMed]  [DOI]
9.  Davis JM, Richter SE, Biswas S. Long-term follow-up of premature infants treated with prophylactic, intratracheal recombinant human CuZn superoxide dismutase. J Perinatol. 2000;20:213-216.  [PubMed]  [DOI]
10.  Buss IH, Darlow BA, Winterbourn CC. Elevated lipid carbonyls and lipid peroxidation products correlating with myeloperoxidase in trac carbonyls heal aspirates from premature infants. Pediatr Res. 2000;47:640-645.  [PubMed]  [DOI]
11.  Winterbourn CC, Chan T, Buss IH, Inder TE, Mogridge N, Darlow BA. Protein carbonyls and lipid peroxidation products as oxidation markers in preterm infant plasma: associations with chronic lung disease and retinopathy and effects of selenium supplementation. Pediatr Res. 2000;48:84-90.  [PubMed]  [DOI]
12.  杜 烨玮, 张 健, 孙 仁宇, 王 士雯. 衰老大鼠急性肺损伤诱导肝功能受损的研究. 中华结核和呼吸杂志. 2002;25:744-747.  [PubMed]  [DOI]
13.  张 晓慧, 常 立文. 促炎因子与高氧肺损伤. 国外医学儿科学分册. 2001;28:141-143.  [PubMed]  [DOI]
14.  Allen GL, Menendez IY, Ryan MA, Mazor RL, Wispe JR. Hyperoxia synergistically increases TNF-alpha-induced interleukin-8 gene expression in A549 cells. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2000;278:L253-260.  [PubMed]  [DOI]
15.  Lindsay L, Oliver SJ, Freeman SL, Josien R, Krauss A, Kaplan G. Modulation of hyperoxia-induced TNF-alpha expression in the newborn rat lung by thalidomide and dexamethasone. Inflammation. 2000;24:347-356.  [PubMed]  [DOI]
16.  Li YX, Oliver SJ, Freeman SL. Ureaplasma urealyticum-induced production of proinflammatory cytokines by macrophages. Pediatr Res. 2000;48:114-119.  [PubMed]  [DOI]
17.  Jonsson B, Li YH, Noack G. Downregulatory cytokines in tracheobronchial aspirate fluid from infant with chronic lung disease of prematurity. Acta Pediatr. 2000;89:1375-1380.  [PubMed]  [DOI]