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编号:10501563
碘解磷定对胆碱酯酶复活和抑制作用的研究
http://www.100md.com 《中国药理学通报》 2000年第2期
     冯树 赫梅生

     摘 要 目的 研究碘解磷定对胆碱酯酶复活和抑制双向作用。方法 Hestrin法测定胆碱酯酶活性, 离体实验和在体实验研究碘解磷定对未被和已被DDVP抑制的胆碱酯酶的作用和量效关系。结果 离体实验1.0 mmol.L-1 以上浓度的碘解磷定对小鼠胆碱酯酶有抑制作用,且呈量效关系;对被敌敌畏抑制的小鼠胆碱酯酶有双向作用,该作用与碘解磷定的量和胆碱酯酶被抑制程度有关, 胆碱酯酶抑制较重时, 碘解磷定能使之复活, 抑制较轻时则加重其抑制。在体实验仅当PAM剂量高达300 mg.kg-1(相当于1.34 LD50)时才对小鼠血胆碱酯酶轻度抑制。对敌敌畏中毒小鼠,10~150 mg.kg-1的DDVP中毒抑制的胆碱酯酶有复活作用且呈量效关系。结论 非致死量的碘解磷定对在体胆碱酯酶无抑制作用。
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    关键词:碘解磷定 胆碱脂酶 抑制 复活 敌敌畏

    有机磷酸酯类中毒机制为持久地抑制人胆碱酯酶(ChE)。 临床抢救除使用阿托品阻断因ChE被抑制而过量积累的乙酰胆碱作用外, 还要应用ChE复活药, 使单用阿托品不能控制的严重中毒病例得以解救, 而且显著缩短一般中毒的病程。 碘解磷定(prolidoxime iodide, PAM)是经典的ChE复活剂,然而有文献报道量大时PAM本身对ChE也有抑制作用[1~5],但多为离体实验,对该作用的量效关系以及与ChE被抑制程度的关系,尤其是离体和在体的关系,都未能阐明。 作者用定量实验法探讨了离体实验PAM对ChE抑制作用的量效关系,以及对被敌敌畏抑制的 ChE双向作用的规律;在体实验PAM对未被和已被敌敌畏抑制的 ChE影响的性质和量效关系;PAM对敌敌畏中毒小鼠解救效果的量效关系。

    1 材料与方法
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    1.1 动物 昆明种封闭群健康小鼠,♀♂不拘, 体重( 21.2±1.6 ) g, 由中国医科大学实验动物中心提供。

    1.2 试剂与仪器 PAM, 纯度99%,上海第十三制药厂提供, 批号:820908;敌敌畏(dichlorvos, DDVP), 纯度99.7%,安瓿封装,天津农药厂提供, 批号:7; UV-120-02型分光光度仪,日本岛津产。

    1.3 ChE制备 全血ChE:小鼠断头采血,肝素抗凝,以磷酸缓冲液(pH 7.4)10倍稀释备用。 脑ChE:小鼠断头,去头骨,脑膜和小脑,大脑秤重,按1∶9与10%蔗糖液混合匀浆化,4 000 rpm离心5 min,取上清加倍量磷酸缓冲液(pH 7.4)备用。

    1.4 ChE活性测定法 ChE活性测定采用Hestrin法[6]。 反应系2.0 ml: 全血ChE备用液0.7 ml, 磷酸缓冲液(pH 7.4) 0.3 ml, 28.0 mmol.L-1氯化乙酰胆碱(Ach) 0.5 ml; 或脑ChE备用液0.5 ml, 缓冲液0.5 ml, Ach 0.3 ml; 根据设计有的尚需加DDVP 0.1 ml和PAM 0.2 ml(或只加一种); 其余以蒸馏水补足。不加Ach和ChE者为试剂空白, 其与不加Ach者之差值为ChE空白, 不加ChE者为无酶水解, 不加ChE又不加DDVP和PAM者为Ach全值。 以上各不加部分以蒸馏水或缓冲液代替。 按Hestrin法反应, 呈色, 过滤后测定520 nm处光密度值。
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    1.5 用药和实验方案 离体实验分别观察不同浓度PAM对血和脑ChE(未被和被不同浓度DDVP抑制)的作用。 在体实验分别观察不同剂量PAM对未中毒和敌敌畏中毒小鼠ChE的影响, 并以死亡率为指标观察不同剂量PAM对敌敌畏中毒小鼠的解救效果。

    2 结果

    2.1 离体实验PAM对未受抑制的ChE活性的影响 以不同终浓度的PAM分别作用于健康小鼠血ChE和脑ChE,结果见表1。可知较高浓度PAM能抑制ChE,且有曲线型量-效关系。若横坐标取lg, 纵坐标取logit (Emax定为100%)则直线化, 血ChE和脑ChE的直线回归系数r值分别为0.9895和0.9970。

    Tab 1 Inhibitory effect of PAM on mouse

    ChE activity (X±s, n=3)
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    PAM

    /mg.kg-1

    Inhibitory of ChE activity/%

    Blood

    Brain

    0.0

    0.0

    0.0

    0.5

    -

    2.5±0.1

    1.0
, 百拇医药
    2.0±0

    5.7±0.3

    2.0

    2.1±0.1

    8.1±0.5

    4.0

    5.1±0.4

    12.4±0.8

    8.0

    7.2±0.6

    20.1±1.3

    16.0

, http://www.100md.com     16.0±1.4

    32.4±3.1

    32.0

    26.6±2.3

    45.5±3.6

    64.0

    37.3±3.1

    2.2 离体实验PAM对被DDVP抑制的ChE活性的影响 试管内分别观察了不同浓度PAM对DDVP对数浓度-血ChE抑制百分比“S”型曲线及DDVP对数浓度-脑ChE抑制百分比“S”型曲线的作用。每批实验都做无PAM时和一种PAM浓度影响下的两条曲线,这样多批实验(PAM多种浓度)就获得多条无PAM时的“S”曲线。曲线上相应各点取均值绘成新的平均“S”曲线,以此曲线为标准对PAM各浓度时的数值进行标准化(与原“S”曲线的差值加于此曲线相应值上),并绘制出各自的曲线如图1, 2。由图1, 2可知:PAM对被DDVP抑制的ChE有双向作用,既能使之复活,又能加重其抑制;此双向作用既与PAM的量有关,又与ChE被抑制的程度有关(当PAM浓度很低时,仅表现复活作用,使曲线下移,随着浓度的升高,双向作用便表现出来,使曲线左侧上移,右侧下移;当ChE抑制程度较轻时,PAM对ChE表现为加重抑制的作用,且呈量效关系,而当ChE抑制度加重时,PAM对ChE表现为复活作用);PAM复活ChE的作用似乎存在一“最佳浓度”,超过该浓度时,其复活作用反而随着浓度的升高而下降;PAM在“最佳浓度”时也不能使ChE活性完全恢复正常,在离体实验中仅复活约50%。
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    Fig 1 Effects of different concentrations of PAM on mouse

    blood ChE activity inhibited by DDVP

    PAM(mmol.L-1):●—●:0.00;○—○:0.47;□—□:0.94;

    ■—■:3.78;△—△:7.55;▲—▲:15.0;+—+:30.1

    Fig 2 Effects of different concentrations of PAM on

    mouse brain ChE activity inhibited by DDVP

, 百拇医药     PAM(mmol.L-1):●—●:0.00;○—○:0.94;□—□:1.89;

    ■—■:3.78;△—△:7.55;▲—▲:15.0;+—+:30.1

    2.3 在体实验PAM对未DDVP中毒小鼠ChE的作用 我们测得PAM 的ip LD50为224 mg.kg-1, 给小鼠ip低于和高于LD50剂量的PAM各1组, 对照组每20 g体重ip生理盐水0.5 ml, 10 min后断头, 制备ChE并测定其活性, 结果如表2。 可知PAM剂量为2/3 LD50时对ChE无影响,仅当剂量高达300 mg.kg-1时才对血ChE有一定的抑制作用(P<0.05)。

    Tab 2 Effect of PAM on mouse ChE activity in vivo (X±s)
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    Groups

    PAM

    /mg.kg-1

    n

    ChE activity/%

    Blood

    Brain

    Control

    0

    15

    100.0±8.4

    100.0±11.6
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    PAM

    150

    10

    104.3±13.2

    98.6±14.8

    PAM

    300

    15

    92.8±7.2*

    100.5±13.5

    *P<0.05 vs control

    2.4 在体实验PAM对DDVP中毒小鼠ChE的作用 取5组动物, 4组im DDVP 9.0 mg.kg-1(约相当LD20), 其中3组立即ip不同剂量PAM(既用DDVP又用300 mg.kg-1 PAM时动物大多迅速死亡, 来不及制备ChE, 故根据上节结果,最大量选150 mg.kg-1), 另组ip等容蒸馏水作为中毒对照,余下一组im并ip等容蒸馏水作为正常对照。10 min后断头,制备ChE并测定其活性。再取5组动物, 除DDVP剂量改为13.0 mg.kg-1(约相当LD80)外,余同上,结果列于表3。 可见: PAM在10~150 mg.kg-1剂量范围内对被DDVP抑制的血ChE有复活作用,且呈量-效关系,以150 mg复活效果最好;此作用与ChE活性被抑制程度有关,抑制重则复活效果好;PAM对被抑制的脑ChE无复活作用。
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    Tab 3 Effects of PAM on mouse ChE inhibited

    by DDVP (LD20 and LD80,X±s)

    Drugs

    /mg.kg-1

    n

    Dead

    Blood

    Brain

    Control 1

    10
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    100.0±6.7

    100.0±10.9

    DDVP 9.0

    10

    74.0±7.3

    86.8±11.6

    DDVP 9.0 + PAM 10

    10

    83.0±8.9*

    89.1±15.4

    DDVP 9.0 + PAM 50
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    10

    86.2±6.0**

    88.9±15.3

    DDVP 9.0+ PAM 150

    10

    91.1±5.9**

    90.1±16.8

    Control 2

    10

    100.0±9.1

    100.0±9.0
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    DDVP 13

    9

    15.2±9.8

    24.7±3.2

    DDVP 13+ PAM 10

    9

    22.5±6.8*

    28.2±11.7

    DDVP 13+ PAM 50

    10

    30.5±13.6**

, http://www.100md.com     28.5±14.9

    DDVP 13+ PAM 150

    10

    57.1±14.4**

    25.7±7.2

    *P<0.05, **P<0.01 vs DDVP group

    2.5 PAM对小鼠DDVP中毒的解救效果 以上两节在体实验为了赶在动物(部分)死亡前制备ChE, 用药10 min后即处死动物, 看不到最终结果, 于是设计了以死亡为观察指标的实验。取7组小鼠, 其中4组im DDVP后立即ip不同量PAM; 余下3组一组为正常对照, 一组为中毒对照,另一组为单独PAM对照,不注药者注入等容蒸馏水。结果列于表4。可见:PAM对小鼠DDVP中毒(LD80左右)有解救效果,且呈量-效关系(P<0.01);PAM剂量为150 mg.kg-1时虽然复活ChE效果最好, 但解救效果却不如50 mg.kg-1, 因为PAM本身150 mg.kg-1剂量已有毒性,使小鼠死亡达12%。
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    Tab 4 Antidoting effect of PAM on DDVP poisoning in mice

    Drugs

    /mg.kg-1

    n

    Dead

    n

    Mortality/%

    Control

    20

    0

    0
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    DDVP(13 mg.kg-1)

    20

    17

    85

    DDVP+PAM 2.0

    20

    16

    80**

    DDVP+PAM 10

    20

    12

    60**
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    DDVP+PAM 50

    60

    14

    23**

    DDVP+PAM 150

    40

    12

    30**

    **P<0.01 vs DDVP group 3 讨论

    该研究离体实验中,PAM对健康小鼠的离体血ChE和脑ChE均有抑制作用,且呈一定的量效关系,随着量的增加,其对ChE的抑制作用增强。对被有机磷酸酯类药敌敌畏抑制的小鼠离体血ChE和脑ChE,PAM则表现为复活及抑制的“双向作用”,该“双向作用”不仅与PAM本身的量有关,也与ChE被抑制的程度有关,即:当PAM浓度较低时, 其对被敌敌畏抑制的小鼠 ChE表现为复活作用, 该复活作用呈量效关系, 而对被DDVP抑制较轻的小鼠ChE, 其复活作用反随其浓度的增加而下降。随着PAM浓度的增加, 其对ChE的双向作用则表现出来, 即对被抑制程度较轻的ChE表现为加重抑制作用, 且呈量-效关系, 对被抑制较重的ChE仍表现为复活作用。PAM对ChE的双向作用可能是其固有的或特异的复活作用与其非特异性的抑制作用综合的结果。
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    在体实验中,PAM在ip 150 mg.kg-1 (2/3 LD50 )剂量时即可使约12% 的小鼠死亡, 但对小鼠ChE活性无影响, 表明死亡非ChE抑制所致。当ip PAM 300 mg.kg-1 (1.34 LD50)才对血ChE有轻度抑制作用。 PAM的Vd值为0.65 L.kg-1[8], 以此将300 mg.kg-1剂量换算成血药浓度, 约相当离体实验可轻度抑制ChE的浓度, 这表明本文的在体实验和离体实验结果相互呼应。由于300 mg.kg-1已大大超过PAM的LD50 224 mg.kg-1, 在实际应用中不可能达到这样大的剂量, 所以PAM对正常ChE活性的抑制作用无实际意义。 在有机磷中毒的解救中,应积极地应用解磷定类药物, 但超大量PAM是有害无益的,因为PAM本身也有毒性。本文中PAM最佳解救效果剂量为50 mg.kg-1,这与我们过去对家兔的相关研究结果[7]相符。离体实验PAM对脑ChE活性有影响, 而在体实验中PAM对脑ChE的活性无影响, 可能与PAM不能通过血脑屏障[9]有关。
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    综上所述,离体实验较高浓度的PAM对ChE有一定的抑制作用,对被敌敌畏抑制的ChE具有复活及抑制的“双向作用”; 在体非致死量PAM对ChE无抑制作用。 该研究结果提示,在有机磷中毒特别是中重度中毒患者的临床解救中,可积极地应用解磷定类药物。

    作者简介:冯树,女,34岁,医学博士,研究员,中国科学院“百人计划”入选者,现主要从事微生物生物活性物质药理学研究;

    赫梅生, 男, 68岁, 教授

    冯树(中国科学院沈阳应用生态研究所微生物工程室,沈阳110015)

    赫梅生(中国医科大学基础医学院药理学教研室,沈阳 110001)

    参考文献

    1.Fleisher JH, Howard JW, Corrigan JP. Effect of pyridine aldoximes on response of frog recrus muscle to AchE. Brit J Pharmacol and Chem, 1958; 13(3):288~90
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    2.Zech R. Inhibition of AchE and ChE by pyridinium oxime. Hoppe-Seylers Z Physiol Chem, 1969;350(11):1415~20

    3.De Jong LPA,Wolring GZ. Inhibition of acetylcholinesterase by N-alkypridinium-2-aldoxime salts. Groat Chem Acta, 1975;47(3):383~91

    4.Ganendran A. Pralidoxime as an insignificant reactivator in severe anticholinesterase(Org.) poisoning. Southeast Asian. J Trop Med Public Health, 1976;7(4):543~50
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    8.岳群英,赫梅生. 硫胺素对正常及有机磷中毒家兔解磷定药代动力学影响. 中国药理学与毒理学杂志,1987;1(2):105~9

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