矽肺与NO、氧化及脂质过氧化关系的探讨

中华劳动卫生职业病杂志 1999年第1期第0卷 论述

作者：周君富　吴丹参　彭芬英　丁德云

单位：310009 杭州，浙江医科大学附属第二医院(周君富、彭芬英、丁德云)；浙江省杭州市职业病防治院(吴丹参)

关键词：矽肺；NO；氧化；脂质过氧化

　　【摘要】　目的　探讨矽肺与NO及氧化和脂质过氧化的关系。 方法　检测73例矽肺患者和60例健康对照者的血浆NO、Vit C、Vit E、β-胡萝卜素(β-CAR)、过氧化脂质(LPO)含量及红细胞超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力和LPO含量。结果　与对照组比较，矽肺组的血浆Vit C、Vit E、β-CAR含量及红细胞SOD、CAT、GSH-Px活力显著降低,血浆NO、LPO含量及红细胞LPO含量显著升高(P＜0.05或P＜0.01);各检测值与病程均有相关；血浆NO、Vit E含量及红细胞SOD活力、LPO含量与病程相关最密切。 结论　矽肺患者体内的NO代谢异常，氧化和脂质过氧化反应病理性加剧。

Studies on the correlation between silicosis and nitric oxide,oxidation and lipoperoxidation

　　【Abstract】　Objective　To study the correlation between silicosis and nitric oxide,oxidation and lipoperoxidation.Methods　The nitric oxide(NO),Vit C,Vit E,beta-carotene(β-CAR) and lipoperoxides(LPO) contents in plasma and superoxide dismutase(SOD),catalase(CAT),glutathione peroxidase(GSH-Px) activities,LPO content in erythrocyte of 73 silicosis patients and 60 healthy subjects were measured. Results　Compared with the control group,the average contents of Vit C,Vit E,β-CAR in plasma and the average activities of SOD,CAT,GSH-Px in erythrocyte of the patient group significantly lowered,the average contents of NO,LPO in plasma and LPO in erythrocyte significantly increased(P＜0.05 or P＜0.01).The linear regression and correlation showed that there were linear correlations between all indexes and silicosis courses.The stepwise regression showed that the patients condition correlated most closely to NO,Vit E contents in plasma and SOD activity,LPO content in erythrocyte.Conclusion　The metabolism of nitric oxide in silicosis patients was abnormal,and oxidation and lipoperoxidation reaction in silicosis ptients were pathologically exacerbated.

　　【Key words】Silicosis　Nitricoxide　Oxidation

　　Lipoperoxidation

　　为探讨矽肺与NO、氧化和脂质过氧化的关系，我们检测了矽肺患者和健康对照者的血浆NO、Vit C、Vit E、β-胡萝卜素(β-CAR)、过氧化脂质(LPO)含量及红细胞超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力和LPO含量，对不同病情患者上述检测值作了比较，并与患者病程的直线回归、相关、逐步回归进行了分析，报告如下。

　　对象与方法

　　一、受检对象

　　矽肺组为随机抽检的男性矽肺患者73例，年龄36～74(62.1±7.4)岁，病情Ⅰ～Ⅲ级，病程3～30(13.7±8.4)年；对照组为60例，年龄35～75(62.5±7.7)岁，系经本院详细体检并均被排除有矽肺和其他肺部疾病的健康男性。两组受检对象均被排除有明显心、脑、肝、肾等脏器疾病及糖尿病、自身免疫性疾病、周围血管病和肿瘤等，近期无明显感染。未从事过各类辐射和有毒作业，未长期接触过各类有毒物，营养和消化吸收功能良好，受检前1个月内未服用抗氧化类药物。

　　二、方法

　　受检对象早晨空腹取静脉血，肝素钠抗凝，分离血浆和红细胞，置4℃待检。

　　1.检测方法与试剂：NO含量:α-萘胺显色比色分析法；Vit C、Vit E含量:亚铁嗪显色比色分析法；β-CAR含量:无水乙醇—石油醚混合抽提比色法；SOD活力:邻苯三酚自氧化抑制比色分析法；CAT活力：过氧化氢与乙酸—重铬酸钾显色比色法；GSH-Px活力：改良Hafeman氏法；血浆及红细胞LPO含量：硫代巴比妥酸反应产物比色法。采用的主要化学试剂如Vit C、Vit E、β-CAR、SOD、CAT、α-萘胺、邻苯三酚、四乙氧基丙烷、硫代巴比妥酸等均为美国Sigma公司产品，其它均为国产分析纯；采用石英玻璃蒸馏器制备的新鲜4重蒸馏水；主要分析仪器为UV-754分光光度计等。

　　2.统计学处理：全部数据采用t检验、方差分析、直线回归和相关、逐步回归分析等统计处理。

　　结　　果

　　1.矽肺患者不同病情组与对照组的各指标：与对照组比较，矽肺组的血浆Vit C、Vit E、β-CAR含量及红细胞SOD、CAT、GSH-Px活力均显著降低，且与病情的加重呈正比；血浆NO、血浆和红细胞LPO含量均显著升高，其程度均与病情相关(表1)。

表1　矽肺患者不同病情组与对照组各检测值的比较(±s)

　　Table 1　Comparison of indexes among different period of silicosis groups and control group(±s)

　　方差分析：与对照组比较，^*P＜0.05，^**P＜0.01　　ANOV：^*P＜0.05，^**P＜0.01 vs. control

　　2.矽肺患者各检测值与病程的直线回归和相关：随着病程延长，矽肺患者的血浆Vit C、Vit E、β-CAR含量和红细胞SOD、CAT、GSH-Px活力逐渐降低；血浆NO和血浆、红细胞LPO含量逐渐升高，均呈直线相关(表2)。

　　3.矽肺患者各指标与病程的逐步回归分析：设矽肺患者的病程(年)为Y，血浆NO、Vit C、Vit E、β-CAR含量及红细胞SOD、CAT、GSH-Px活力和血浆、红细胞LPO值分别为X₁～X₉，其逐步回归方程为：Y=19.8376+0.0407X₁-0.4923X₃-0.0106X₅+0.0023X₉，r=0.6817，F=21.5271，P＜0.01。提示矽肺患者病程与血浆NO、Vit E和红细胞SOD、LPO值相关最密切。

表2　矽肺患者各检测值与病程的直线回归和相关

Table 2　Linear regression and correlation between indexes

　　and courses of silicotic patients

　　讨　论

　　人体内NO代谢及氧化、抗氧化系统功能状态与健康密切相关，一旦失衡，就会导致体内自由基浓度过高，一系列自由基反应病理性加剧而诱发疾病。本研究中，矽肺患者血浆Vit C、Vit E、β-CAR含量和红细胞SOD、CAT、GSH-Px活力显著降低及血浆NO、血浆和红细胞LPO含量显著升高的结果提示：患者体内的NO自由基以及氧自由基(OFR)和脂质过氧化反应病理性加剧。其原因很可能是：肺泡吞噬细胞在吞噬大量游离矽尘时因呼吸爆发和坏死、崩解而产生的大量超氧阴离子自由基()、羟自由基()、氢过氧自由基()不断进入血流，引发了一系列自由基反应^［1-7］。机体为清除过量的自由基，必然消耗大量Vit C、Vit E和β-CAR，导致其含量显著降低。同时，肺部损伤区发生明显炎症反应和白细胞侵润，多种炎症细胞，特别是多形核白细胞，迅速激活诱导型一氧化氮合成酶，催化NO大量产生^［2-7］，导致血浆NO含量显著升高，在肺组织内形成一个“NO自由基库”，不断释放出NO，并扩散到邻近细胞而致细胞死亡。高浓度的NO还通过与细胞中的含巯基中心的酶结合使之失活，并与结合，生成另一具强氧化作用的自由基—超氧亚硝基自由基而产生细胞毒性作用，进一步造成细胞坏死和组织损伤^［2-7］。另一方面，矽肺患者，特别是病情严重和病程长者，因严重缺氧、缺血而启动黄嘌呤—黄嘌呤氧化酶等生化反应系统，从而产生大量等OFR^［2-7］；浸润于病灶部位被激活的多形核白细胞的吞噬作用和呼吸爆发也产生大量的等OFR^［5-9］；NO所转化的二氧化氮(NO₂)自由基等又可特异地催化OFR反应和脂质过氧化反应，结果造成血液中的NO和、、等OFR浓度剧增，加剧OFR反应和脂质过氧化反应，促使患者病情加重^［2-9］。

　　本研究结果提示：矽肺患者血浆Vit C、Vit E、β-CAR含量及红细胞SOD、CAT、GSH-Px活力、血浆NO、血浆和红细胞LPO含量与病情相关密切，在一定程度上有助于对患者病情的监测。而矽肺患者病程与血浆NO、Vit E含量和红细胞SOD活力、LPO含量，相关最密切的结果提示：该4项指标的检测在一定程度上有助于了解矽肺患者的病程，可作为治疗和预后的参考。

　　本研究结果表明：矽肺患者体内的NO反应、OFR反应和脂质过氧化反应病理性加剧，氧化、抗氧化平衡严重失调。因此，在治疗中如能给予矽肺患者适当补充Vit C、Vit E、β-CAR等抗氧化剂或茶多酚和银杏叶制剂等抗氧化药物，以减缓患者体内的氧化、过氧化和脂质过氧化损伤程度，可能对缓解矽肺病情有积极意义。

　　参　考　文　献

　　[1]　王世俊主编.临床职业病学.北京：北京医科大学—中国协和医科大学联合出版社，1994.111-117.

　　[2]　Blackford JA,Jones W,Dey RD,et al.Comparison of inducible nitric oxide synthase gene expression and lung inflammation following intratracheal instillation of silica,coal,carbonyl iron,or titanium dioxide in rats.J Toxicol Environ Health,1997,27:203-218.

　　[3]　Pang L,Hoult JR.Cytotoxicity to macrophages of tetrandrine,an antisilicosis alkaloid accompanied by an overproduction of prostaglandins.Biochem Pharmacol,1997,53:773-782.

　　[4]　Claudio E,Segade F,Wrobel K,et al.Activation of murine macrophages by silica particles in vitro is a process independent of silica-induced cell death.Am J Respir Cell Mol Biol,1995,13:547-554.

　　[5]　孙明山综述.自由基反应与矽肺.国外医学卫生学分册，1990，17：4-6.

　　[6]　张尚明，罗铃，郭平，等.羟自由基对人胚肺成纤维细胞的体外作用.卫生研究，1994，23：204-206.

　　[7]　王明臣，肖培义.煤矽肺患者血清SOD同工酶活力及脂质过氧化水平的研究.河南医科大学学报，1994，29：24-26.

　　[8]　周君富，郭芳珍，钱志君，等.吸烟对抗氧化类维生素和抗氧化酶活性的影响.中华预防医学杂志，1997，31：67-70.

　　[9]　陈瑗，周玫主编.自由基医学.北京：人民军医出版社，1991.398.

(收稿：1998-06-08　修回：1998-11-12)