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胆碱酯酶抑制剂中毒时肠粘膜屏障功能和学习记忆能力的变化及宾赛克嗪的作用

王喆  
【摘要】: 胆碱酯酶抑制剂(ChEI)类毒剂中毒一直是民用医学和军事医学普遍关注的重要问题。ChEI中毒主要是通过抑制中枢乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性,导致中枢内源性乙酰胆碱(ACh)过度蓄积,激动M和N受体,使中枢神经系统、呼吸系统、心血管系统等产生M样和N样中毒症状,并导致上述靶器官发生多脏器功能障碍综合征(MODS) [1]。近几年研究发现,胃肠道是MODS直接受累的始动器官和靶器官[2]。因此,肠粘膜屏障功能障碍对危重疾病的发生发展及转归起着重要作用。ChEI中毒可造成肠粘膜屏障功能障碍,使细菌和内毒素发生移位,直接或间接促发过度炎症反应综合征(SIRS)和MODS,又进一步加重了肠粘膜屏障功能的破坏。临床上,常采用多种药物联合治疗胆碱酯酶抑制剂中毒,但对惊厥及行为缺陷的疗效较差。空间学习和记忆损害是胆碱酯酶抑制剂中毒的两大主要有害结果,并且伴随中枢神经系统的结构损伤(如海马)[3]。因此,研究新型抗毒剂抗毒作用的同时,对ChEI中毒所导致的肠粘膜屏障功能障碍和脑学习记忆损伤等病理生理变化的研究具有重要的治疗学价值。 目前,临床上最常用的ChEI中毒救治药物是M受体拮抗剂阿托品,但阿托品在治疗ChEI中毒时,仅仅强调其抗M作用而忽视了抗N作用的效果。本室前期研究发现,新型抗毒剂宾赛克嗪能够同时拮抗胆碱M和N受体,提高中毒动物的存活率,并且通过前期放射性配基结合实验研究显示,宾赛克嗪对胃肠平滑肌和粘膜乙酰胆碱M受体的阻断作用要弱于阿托品。本研究通过小鼠在体实验进一步发现,宾赛克嗪对肠粘膜屏障功能具有保护作用,不仅在中毒早期可直接对抗N样毒性反应,而且在中毒后期还可以对抗失敏N受体对M受体功能的易化作用,有利于减轻M样毒性反应[4,5]。此外,本研究还发现,宾赛克嗪能有效对抗ChEI中毒所引起的惊厥和学习记忆损伤。以上研究结果,为指导ChEI中毒临床救治提供实验理论依据。 一、宾赛克嗪对胆碱酯酶抑制剂中毒所致肠粘膜屏障功能损伤的影响 以常见有机磷农药敌敌畏对健康小鼠进行染毒,制作ChEI中毒模型,使用宾赛克嗪、阿托品药物的三个不同剂量进行救治,实验方法为昆明小鼠,雌雄各半,随机分为正常对照组、敌敌畏染毒模型组、宾赛克嗪2、6、18mg/kg预防治疗组、阿托品2、6、18mg/kg预防治疗组。各预防治疗组腹腔注射预防给予相应药物,10min后灌胃给予敌敌畏55mg/kg,于染毒后3h取血,检测血浆二胺氧化酶活性(DAO)及D-乳酸浓度。实验结果发现,与正常对照组比较,模型组血浆DAO活性明显升高(P0.01)。与模型组比较,各预防治疗组血浆DAO的活性明显下降(P均0.01),宾赛克嗪6mg/kg预防治疗组效果最好,宾赛克嗪各预防治疗组DAO活性较对应阿托品各预防治疗组稍低,差异无统计学意义,阿托品18mg/kg预防治疗组虽可显著降低DAO活性,但效果比2、6mg/kg预防治疗组差。与正常对照组比较,模型组血浆D-乳酸浓度明显升高(P0.01)。与模型组比较,各预防治疗组血浆D-乳酸浓度明显降低(P均0.01),宾赛克嗪各预防治疗组与对应阿托品各预防治疗组D-乳酸浓度无明显差异,宾赛克嗪2、6、18mg/kg预防治疗组能剂量依赖性降低模型小鼠血中D-乳酸浓度。 由上可知,敌敌畏染毒小鼠血浆DAO活性及D-乳酸浓度显著增高,肠粘膜屏障功能遭到破坏,宾赛克嗪能减轻肠粘膜屏障功能的损伤,具有保护作用。 二、宾赛克嗪对胆碱酯酶抑制剂中毒所致脑学习记忆损伤的影响 以ChEI类神经毒剂VX皮下注射染毒大鼠,制作脑损伤模型,观察宾赛克嗪三个剂量及对照药物阿托品的救治效果。实验方法为,雄性Wistar大鼠,随机分为正常对照组、VX染毒模型组、宾赛克嗪0.5、1.5、4.5mg/kg治疗组、阿托品4.5mg/kg治疗组。模型组皮下注射VX (1×LD50),各治疗组在VX染毒后5min腹腔注射给予相应药物救治。观察动物症状,存活率,体重变化。在染毒后4h分离海马组织,用透射电镜观察神经元的变化。在给药后第8天采用Morris水迷宫试验对各组动物进行学习记忆功能检测。实验结果为,模型组动物于染毒后约6~9min内即出现震颤、流涎、惊厥以及呼吸衰竭等症状,24h存活率为8/15,并且均有持续几小时的惊厥症状。模型制作成功。各药物治疗组动物症状较模型组轻,且存活率高(宾赛克嗪0.5mg/kg治疗组为8/9、宾赛克嗪1.5mg/kg治疗组为8/9、宾赛克嗪4.5mg/kg治疗组为9/9、阿托品4.5mg/kg治疗组为9/9)。正常对照组的体重于1周内持续增长了20%。而VX模型组24h内体重下降15%,72内体重下降18%,直至1周时体重才恢复至染毒前水平。药物治疗组中仅宾赛克嗪0.5mg/kg治疗组于72h内体重下降了14%,其余各治疗组未见明显体重下降。各治疗组于1周后体重增长了5%~20%。在Morris水迷宫试验中,定位航行实验及翻转实验表明:模型组大鼠逃逸潜伏期和游程较正常组明显延长(P0.05或P0.01),学习记忆能力显著降低;空间探索实验表明:正常组动物在目标象限的时间和游程显著高于其余象限(P0.001),而模型组动物在目标象限的时间和游程与其余象限无明显差别,空间探索能力显著降低;宾赛克嗪0.5、1.5、4.5mg/kg治疗组、阿托品4.5mg/kg治疗组能显著缩短染毒大鼠逃逸潜伏期和游程,在目标象限的时间和游程均显著高于其他象限,改善甚至逆转染毒大鼠学习记忆能力的降低。其中宾赛克嗪4.5mg/kg治疗组效果最好。染毒后4h,模型组的大鼠海马神经元超微结构破坏,出现空泡样变,核固缩,细胞器匀质化;宾赛克嗪0.5、1.5、4.5mg/kg治疗组、阿托品4.5mg/kg治疗组对神经元具有保护作用,宾赛克嗪4.5mg/kg治疗组可完全逆转海马神经元的病理损伤。 由上可知,ChIE类神经毒剂能造成脑学习记忆的损伤,而宾赛克嗪不仅能解救ChIE类神经毒剂中毒所致的全身症状,如震颤、惊厥等,还能明显减轻毒剂对学习记忆的损伤以及海马组织的损伤。 综上所述,本研究结论如下: 宾赛克嗪是新型的具有抗胆碱M和N受体双靶向拮抗药物,它在胆碱酯酶抑制剂中毒后,对消化道粘膜及胃肠平滑肌细胞M受体的作用弱于阿托品,在中毒早期就能减轻肠粘膜屏障功能损伤,降低肠粘膜通透性,减少细菌及毒素移位入血,避免进一步引发SIRS和MODS的发生。 胆碱酯酶抑制剂中毒后,常发生惊厥以及学习和记忆的损害,用宾赛克嗪治疗后,不仅可以救治呼吸衰竭、循环衰竭和惊厥等全身症状,而且通过反映学习记忆的Morris水迷宫行为学实验及海马组织的电镜观察发现,宾赛克嗪可以明显减轻中毒所致的脑学习记忆的损伤。


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