主动吸入含药物烟对大鼠的抗氧化损伤作用的观察
【摘要】 目的 探讨主动吸入药物烟对大鼠血清及重要脏器的抗氧化损伤作用。方法建立大鼠主动吸烟20天模型，测定大鼠血清及重要脏器组织超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)含量。结果 对照吸烟组血清、肺、心、脑、肝、肾SOD明显低于正常组，MDA明显高于正常组;药物烟高剂量组SOD明显高于对照吸烟组，MDA明显低于对照吸烟组，中剂量组血清、心、脑SOD高于对照吸烟组，肝、肾MDA明显低于对照吸烟组。结论 高中剂量药物烟具有一定的抗氧化能力。
关键词 主动吸烟 中药 香烟 大鼠 SOD MDA
【文献标识码】 A 【文章编号】 1606-8106(2004)10-0874-03
The resistance function of cigarette added in traditional
Chinese herb compound to oxidation impairment in the
, 百拇医药
active smoking model of rats
Li Xianwei，Xiong Bo，Xiong Ying，et al.
Dept of Pharmacology，Wannan Medical College，Wuhu241001.
【Abstract】 Objective To discuss the resistance function of cigarette added in traditional Chinese herb comˉpound(CATCHC)to oxidation impairment in blood serum and important viscera in the active smoking of the rats.Methods Activesmoking model of experimental rats for twenty days was established to determinate the enzyme activˉity of SOD and the content of MDA in blood serum and improtant viscera.Results The enzyme activity of SOD in blood serum，lung，myocardium，brain，liver and kidney tissues of cigarette group was lowered obviously than that of control group and the content of MDA was higher markedly compared with that of control group;In high dose group of CATCHC the enzyme activity of SOD was higher markedly and the content of MDA was lowered markedly compared with that ofcigarette group in blood serum，lung，myocardium，brain，liver and kidney tissues，in middle dose group of CATCHC the enzyme activity of SOD was higher markedly compared with that of cigarette group in blood serum，myˉocardium and brain tissues and the content ofMDAwas lowered markedly compared with that of cigarettegroup in liver and kidney tissues.Conclusion The high and middle doses of CATCHC have resistance function of oxidation impairˉment.
, 百拇医药
Key words active smoking Chinese traditional herb cigarette rat superoxide dismutase(SOD) malonˉaldehyde(MDA)
吸烟可引起机体的脂质过氧化反应，造成SOD活力下降，MDA含量升高 [1～3] ，引起人体的功能障碍和代谢变化，增加多种疾病的发生率和死亡率，严重危害人体健康。为了降低危害性，有人将植物色素加入香烟烟丝中，以减轻吸烟小鼠的过氧化损伤 [4] ，但未见烟丝中加入中药报道，本研究根据中医传统理论及临床经验，在卷烟中添加具有益气生津、促进免疫、抗氧化等作用的中药方剂，并采用亚急性大鼠主动吸烟模型，观察含药烟对血清及重要脏器的抗氧化损伤作用，以探索对吸烟所致健康危害的有效保护对策。
1 材料与方法
1.1 受试香烟及药物 对照烟，每支含焦油量15mg，烟气烟碱量1.3mg;药物烟，每支含焦油15mg，烟气烟碱量1.3mg，添加适量中药方剂(该方由皖南医学院中西医结合研究室提供)。安徽芜湖卷烟厂，批号:2003.5。保存条件:干燥，室温保存。
, 百拇医药
1.2 动物 SD大鼠40只，体重160～180g，雌雄各半，购自南京中医药大学实验动物中心。饲养条件:保持室温(23±2)℃，相对湿度60%～65%，自然光照，动物自由进水进食，饲料由皖南医学院动物中心提供。
1.3 试剂 SOD试剂盒，批号:20030714;MDA试剂盒，批号:20030715;蛋白试剂盒，批号:20030712，南京建成生物工程研究所。其他试剂均为分析纯。
1.4 主要仪器 按文献自制 [5] 主动吸烟箱(50cm×50cm×100cm);动物人工呼吸机(DW-2000型)，上海嘉鹏科技有限公司;XD-811生化分析仪，上海迅达医疗仪器公司;TGL-16G-A冷冻离心机，上海安亭科学仪器厂;玻璃匀浆管20ml，南京建成生物工程研究所。
1.5 实验方法
1.5.1 剂量设置与分组 大鼠40只，适应性喂养1周，随机分成5组，每组8只。根据文献[6] 及预试结果设置如下剂量:正常对照组(主动吸入等量空气);对照吸烟组(每天12支烟/只);药物烟高剂量组(每天24支烟/只);药物烟中剂量组(每天12支烟/只);药物烟低剂量组(每天6支烟/只)。
, http://www.100md.com
1.5.2 吸烟方法 按上述分组分别将大鼠放入250L烟雾吸入箱内，每次每只燃烧1支(对照吸烟组)、2支(高剂量组)、1支(中剂量组)及0.5支(低剂量组)香烟，持续主动吸烟10min，换烟时停止吸烟5min，如此循环4次，共需1h。每天上、下午和晚上分别按上述方法进行操作，连续吸烟20d。
1.5.3 标本制备 于末次吸烟后次日早晨8点，分别腹腔注射25%乌拉坦1.0ml/kg麻醉，腹主动脉取血2ml，按3500r/min低温离心，分离血清;放血处死大鼠，取出肺、心、脑、肝、肾组织，准确称取各组织200mg，按重量体积比1:9加0.86%冷盐水，制备成10%的组织匀浆，于-20℃保存待测。
1.5.4 SOD活力、MDA含量测定 蛋白含量测定采用考马斯亮兰法，SOD活力采用黄嘌呤氧化法，MDA含量采用硫代巴比妥酸法(TBA法)。
1.6 数据处理 数据用ˉx±s表示，统计分析采用NDST [7] 程序，显著性水平P=0.05。
, 百拇医药
2 结果
2.1 药物烟对大鼠血清SOD、MDA的影响 见表1。与正 常对照组相比，对照吸烟组能明显降低大鼠血清SOD活力(P<0.01)，升高MDA含量(P<0.01);与对照吸烟组相比，药物烟高剂量组能明显升高大鼠血清SOD活力(P<0.01)，降低MDA含量(P<0.01)，药物烟中剂量组SOD活力有所提高(P<0.05)。结果表明药物烟高剂量组可防止吸烟所致血清SOD活力降低，MDA含量升高;药物烟中剂量组可防止吸烟所致血清SOD活力降低。
2.2 药物烟对大鼠主要脏器SOD的影响 见表2。与正常对照组相比，对照吸烟组肺、心、脑、肝、肾组织SOD活力明显降低(P<0.01);与对照吸烟组相比，药物烟高剂量组肺、心、脑、肝、肾组织SOD活力明显增加(P<0.01，P<0.05)，中剂量组心、脑组织SOD活力有所提高(P<0.05)。结果表明药物烟高剂量组可防止吸烟所致肺、心、脑、肝、肾组织SOD活力的降低;药物烟中剂量组可防止吸烟所致心、脑组织SOD活力的降低。
, 百拇医药
2.3 药物烟对大鼠主要脏器MDA的影响 见表3。与正常对照组相比，吸烟对照组肺、心、脑、肝、肾组织MDA含量明显升高(P<0.01，P<0.05);与吸烟对照组相比，药物烟高剂量组肺、心、脑、肝、肾组织MDA含量明显降低(P<0.01，P<0.05)，中剂量组肝、肾组织MDA含量明显降低(P<0.01)。结果表明药物烟高剂量组可防止吸烟所致肺、心、脑、肝、肾组织MDA含量的升高;药物烟中剂量组可防止吸烟所致肝、肾组织MDA含量的升高。
表1 主动吸入药物烟对大鼠血清SOD、MDA的影响
注:与正常组比较， a P<0.05， aa P<0.01;与对照吸烟组比较， b P<0.05， bb P<0.01
表2 主动吸入药物烟对大鼠主要脏器SOD的影响
表3 主动吸入药物烟对大鼠主要脏器MDA的影响
, 百拇医药
注:与正常组比较， a P<0.05， aa P<0.01;与吸烟对照组比较， b P<0.05， bb P<0.01
3 讨论
普遍认为，自由基氧化损伤是吸烟危害健康的主要机制之一。香烟燃烧可产生4000多种化学物质，其中40多种有诱变致癌性 [8] 。先已证明，几乎所有化学致癌物都可由酶作用生成自由基 [9] 。吸烟吸入的大量自由基(每口烟约含5×10 14 个自由基，每支烟产生约1×10 16 个自由基 [9] )和吸入的化学物质在体内生成的大量自由基，长期消耗体内的抗氧化酶类和抗氧化物质，使其耗竭或失代偿，过量的自由基及其诱发的连锁反应可产生更多的自由基，均可造成对生物大分子物质如DNA、RNA、蛋白质和脂肪等的损伤，是与吸烟相关的慢性病发生的基础，也是癌症启动和促进的基础 [2] 。故抗氧化功能试验已成为吸烟危害研究的重要观察指标。SOD是体内唯一能清除超氧化物阴离子自由基的酶，能够歧化超氧化物阴离子形成H 2O 2 ，清除超氧化物阴离子的毒性。故SOD能减轻和治疗自由基反应引起的组织损伤 [10，11] 。吸烟使SOD活性降低，表明抗氧化酶类被耗竭和(或)被自由基损伤后活性降低及合成减少 [9，11] 。MDA是脂质过氧化损伤的标志性产物，吸烟使MDA含量升高，反映了体内受自由基攻击的过氧化损伤加剧 [11] 。本实验也发现大鼠主动吸入香烟后血清及肺、肝、脑、肾组织SOD活力明显降低、MDA含量明显升高，证明吸烟可导致机体脂质过氧化损伤，该结果与文献报道一致 [1～3] 。本研究又发现，当大鼠主动吸入添加不同剂量的具有益气生津、促进免疫、抗氧化等作用的中药卷烟后，能防止吸烟导致SOD活力的降低和MDA含量的升高，说明含药烟具有一定程度的抗氧化损伤作用，其机制可能与某些中药具有清除 超氧化物阴离子和抑制氧自由基的释放，保护细胞膜，减轻组织对氧自由基引起的脂质过氧化损伤作用有关，其确切机制有待于进一步研究。
, 百拇医药
参考文献
1 叶晓萱，袁涛，谢红，等.环境香烟烟雾对大鼠脂质过氧化作用的影响.温州医学院学报，2000，30(1):16-19.
2 张爱华，罗鹏，吴应宽，等.香烟烟雾对大鼠的亚慢性毒性及脂质过氧化作用.贵阳医学院学报，1998，23(4):362-364.
3 黄星培，王晓梅，王林，等.不同浓度环境香烟烟雾对小鼠SOD、GSH-Px和MDA的影响.职业卫生与病伤，2001，16(1):35-36.
4 黄星培，王晓梅，王林，等.植物色素抗氧化损伤的初步研究.职业卫生与病伤，2001，16(3):136-138.
5 吴人亮，李文英，车东媛，等.吸烟对大鼠小气道损伤的形态学研究.同济医科大学学报，1995，24(5):395-396.
, 百拇医药
6 李仪奎.中药药理实验方法学.上海:上海科学技术出版社，1991，430-433.
7 程能能，孙瑞元.新药数据的统计处理及NDST程序.皖南医学院学报，1994，13(增刊):28-30.
8 聂坤荣.吸烟致癌的自由基机制.国外医学·肿瘤学分册，1992，19(4):204-208.
9 陈瑗，周致.自由基医学.北京:人民军医出版社，1991，258-269.
10 孙大勇.活性氧与肿瘤发生.国外医学·肿瘤学分册，1990，(2):65-68.
11 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(2):67-70.
作者单位:241001安徽芜湖皖南医学院药理学教研室(通信作者)
200032复旦大学上海医学院临床医学2000级
(编辑李 木), 百拇医药
关键词 主动吸烟 中药 香烟 大鼠 SOD MDA
【文献标识码】 A 【文章编号】 1606-8106(2004)10-0874-03
The resistance function of cigarette added in traditional
Chinese herb compound to oxidation impairment in the
, 百拇医药
active smoking model of rats
Li Xianwei，Xiong Bo，Xiong Ying，et al.
Dept of Pharmacology，Wannan Medical College，Wuhu241001.
【Abstract】 Objective To discuss the resistance function of cigarette added in traditional Chinese herb comˉpound(CATCHC)to oxidation impairment in blood serum and important viscera in the active smoking of the rats.Methods Activesmoking model of experimental rats for twenty days was established to determinate the enzyme activˉity of SOD and the content of MDA in blood serum and improtant viscera.Results The enzyme activity of SOD in blood serum，lung，myocardium，brain，liver and kidney tissues of cigarette group was lowered obviously than that of control group and the content of MDA was higher markedly compared with that of control group;In high dose group of CATCHC the enzyme activity of SOD was higher markedly and the content of MDA was lowered markedly compared with that ofcigarette group in blood serum，lung，myocardium，brain，liver and kidney tissues，in middle dose group of CATCHC the enzyme activity of SOD was higher markedly compared with that of cigarette group in blood serum，myˉocardium and brain tissues and the content ofMDAwas lowered markedly compared with that of cigarettegroup in liver and kidney tissues.Conclusion The high and middle doses of CATCHC have resistance function of oxidation impairˉment.
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Key words active smoking Chinese traditional herb cigarette rat superoxide dismutase(SOD) malonˉaldehyde(MDA)
吸烟可引起机体的脂质过氧化反应，造成SOD活力下降，MDA含量升高 [1～3] ，引起人体的功能障碍和代谢变化，增加多种疾病的发生率和死亡率，严重危害人体健康。为了降低危害性，有人将植物色素加入香烟烟丝中，以减轻吸烟小鼠的过氧化损伤 [4] ，但未见烟丝中加入中药报道，本研究根据中医传统理论及临床经验，在卷烟中添加具有益气生津、促进免疫、抗氧化等作用的中药方剂，并采用亚急性大鼠主动吸烟模型，观察含药烟对血清及重要脏器的抗氧化损伤作用，以探索对吸烟所致健康危害的有效保护对策。
1 材料与方法
1.1 受试香烟及药物 对照烟，每支含焦油量15mg，烟气烟碱量1.3mg;药物烟，每支含焦油15mg，烟气烟碱量1.3mg，添加适量中药方剂(该方由皖南医学院中西医结合研究室提供)。安徽芜湖卷烟厂，批号:2003.5。保存条件:干燥，室温保存。
, 百拇医药
1.2 动物 SD大鼠40只，体重160～180g，雌雄各半，购自南京中医药大学实验动物中心。饲养条件:保持室温(23±2)℃，相对湿度60%～65%，自然光照，动物自由进水进食，饲料由皖南医学院动物中心提供。
1.3 试剂 SOD试剂盒，批号:20030714;MDA试剂盒，批号:20030715;蛋白试剂盒，批号:20030712，南京建成生物工程研究所。其他试剂均为分析纯。
1.4 主要仪器 按文献自制 [5] 主动吸烟箱(50cm×50cm×100cm);动物人工呼吸机(DW-2000型)，上海嘉鹏科技有限公司;XD-811生化分析仪，上海迅达医疗仪器公司;TGL-16G-A冷冻离心机，上海安亭科学仪器厂;玻璃匀浆管20ml，南京建成生物工程研究所。
1.5 实验方法
1.5.1 剂量设置与分组 大鼠40只，适应性喂养1周，随机分成5组，每组8只。根据文献[6] 及预试结果设置如下剂量:正常对照组(主动吸入等量空气);对照吸烟组(每天12支烟/只);药物烟高剂量组(每天24支烟/只);药物烟中剂量组(每天12支烟/只);药物烟低剂量组(每天6支烟/只)。
, http://www.100md.com
1.5.2 吸烟方法 按上述分组分别将大鼠放入250L烟雾吸入箱内，每次每只燃烧1支(对照吸烟组)、2支(高剂量组)、1支(中剂量组)及0.5支(低剂量组)香烟，持续主动吸烟10min，换烟时停止吸烟5min，如此循环4次，共需1h。每天上、下午和晚上分别按上述方法进行操作，连续吸烟20d。
1.5.3 标本制备 于末次吸烟后次日早晨8点，分别腹腔注射25%乌拉坦1.0ml/kg麻醉，腹主动脉取血2ml，按3500r/min低温离心，分离血清;放血处死大鼠，取出肺、心、脑、肝、肾组织，准确称取各组织200mg，按重量体积比1:9加0.86%冷盐水，制备成10%的组织匀浆，于-20℃保存待测。
1.5.4 SOD活力、MDA含量测定 蛋白含量测定采用考马斯亮兰法，SOD活力采用黄嘌呤氧化法，MDA含量采用硫代巴比妥酸法(TBA法)。
1.6 数据处理 数据用ˉx±s表示，统计分析采用NDST [7] 程序，显著性水平P=0.05。
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2 结果
2.1 药物烟对大鼠血清SOD、MDA的影响 见表1。与正 常对照组相比，对照吸烟组能明显降低大鼠血清SOD活力(P<0.01)，升高MDA含量(P<0.01);与对照吸烟组相比，药物烟高剂量组能明显升高大鼠血清SOD活力(P<0.01)，降低MDA含量(P<0.01)，药物烟中剂量组SOD活力有所提高(P<0.05)。结果表明药物烟高剂量组可防止吸烟所致血清SOD活力降低，MDA含量升高;药物烟中剂量组可防止吸烟所致血清SOD活力降低。
2.2 药物烟对大鼠主要脏器SOD的影响 见表2。与正常对照组相比，对照吸烟组肺、心、脑、肝、肾组织SOD活力明显降低(P<0.01);与对照吸烟组相比，药物烟高剂量组肺、心、脑、肝、肾组织SOD活力明显增加(P<0.01，P<0.05)，中剂量组心、脑组织SOD活力有所提高(P<0.05)。结果表明药物烟高剂量组可防止吸烟所致肺、心、脑、肝、肾组织SOD活力的降低;药物烟中剂量组可防止吸烟所致心、脑组织SOD活力的降低。
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2.3 药物烟对大鼠主要脏器MDA的影响 见表3。与正常对照组相比，吸烟对照组肺、心、脑、肝、肾组织MDA含量明显升高(P<0.01，P<0.05);与吸烟对照组相比，药物烟高剂量组肺、心、脑、肝、肾组织MDA含量明显降低(P<0.01，P<0.05)，中剂量组肝、肾组织MDA含量明显降低(P<0.01)。结果表明药物烟高剂量组可防止吸烟所致肺、心、脑、肝、肾组织MDA含量的升高;药物烟中剂量组可防止吸烟所致肝、肾组织MDA含量的升高。
表1 主动吸入药物烟对大鼠血清SOD、MDA的影响
注:与正常组比较， a P<0.05， aa P<0.01;与对照吸烟组比较， b P<0.05， bb P<0.01
表2 主动吸入药物烟对大鼠主要脏器SOD的影响
表3 主动吸入药物烟对大鼠主要脏器MDA的影响
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注:与正常组比较， a P<0.05， aa P<0.01;与吸烟对照组比较， b P<0.05， bb P<0.01
3 讨论
普遍认为，自由基氧化损伤是吸烟危害健康的主要机制之一。香烟燃烧可产生4000多种化学物质，其中40多种有诱变致癌性 [8] 。先已证明，几乎所有化学致癌物都可由酶作用生成自由基 [9] 。吸烟吸入的大量自由基(每口烟约含5×10 14 个自由基，每支烟产生约1×10 16 个自由基 [9] )和吸入的化学物质在体内生成的大量自由基，长期消耗体内的抗氧化酶类和抗氧化物质，使其耗竭或失代偿，过量的自由基及其诱发的连锁反应可产生更多的自由基，均可造成对生物大分子物质如DNA、RNA、蛋白质和脂肪等的损伤，是与吸烟相关的慢性病发生的基础，也是癌症启动和促进的基础 [2] 。故抗氧化功能试验已成为吸烟危害研究的重要观察指标。SOD是体内唯一能清除超氧化物阴离子自由基的酶，能够歧化超氧化物阴离子形成H 2O 2 ，清除超氧化物阴离子的毒性。故SOD能减轻和治疗自由基反应引起的组织损伤 [10，11] 。吸烟使SOD活性降低，表明抗氧化酶类被耗竭和(或)被自由基损伤后活性降低及合成减少 [9，11] 。MDA是脂质过氧化损伤的标志性产物，吸烟使MDA含量升高，反映了体内受自由基攻击的过氧化损伤加剧 [11] 。本实验也发现大鼠主动吸入香烟后血清及肺、肝、脑、肾组织SOD活力明显降低、MDA含量明显升高，证明吸烟可导致机体脂质过氧化损伤，该结果与文献报道一致 [1～3] 。本研究又发现，当大鼠主动吸入添加不同剂量的具有益气生津、促进免疫、抗氧化等作用的中药卷烟后，能防止吸烟导致SOD活力的降低和MDA含量的升高，说明含药烟具有一定程度的抗氧化损伤作用，其机制可能与某些中药具有清除 超氧化物阴离子和抑制氧自由基的释放，保护细胞膜，减轻组织对氧自由基引起的脂质过氧化损伤作用有关，其确切机制有待于进一步研究。
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参考文献
1 叶晓萱，袁涛，谢红，等.环境香烟烟雾对大鼠脂质过氧化作用的影响.温州医学院学报，2000，30(1):16-19.
2 张爱华，罗鹏，吴应宽，等.香烟烟雾对大鼠的亚慢性毒性及脂质过氧化作用.贵阳医学院学报，1998，23(4):362-364.
3 黄星培，王晓梅，王林，等.不同浓度环境香烟烟雾对小鼠SOD、GSH-Px和MDA的影响.职业卫生与病伤，2001，16(1):35-36.
4 黄星培，王晓梅，王林，等.植物色素抗氧化损伤的初步研究.职业卫生与病伤，2001，16(3):136-138.
5 吴人亮，李文英，车东媛，等.吸烟对大鼠小气道损伤的形态学研究.同济医科大学学报，1995，24(5):395-396.
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6 李仪奎.中药药理实验方法学.上海:上海科学技术出版社，1991，430-433.
7 程能能，孙瑞元.新药数据的统计处理及NDST程序.皖南医学院学报，1994，13(增刊):28-30.
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9 陈瑗，周致.自由基医学.北京:人民军医出版社，1991，258-269.
10 孙大勇.活性氧与肿瘤发生.国外医学·肿瘤学分册，1990，(2):65-68.
11 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(2):67-70.
作者单位:241001安徽芜湖皖南医学院药理学教研室(通信作者)
200032复旦大学上海医学院临床医学2000级
(编辑李 木), 百拇医药