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1、毒理学杂志2 0 0 6 年6 月第2 0 卷第3 期J T o x i c o l J u n e 2 0 0 6 V o l . 2 0 N o . 3 中图分类号: R 9 9文献标识码: A文章编号: 1 0 0 2 一 3 1 2 7 ( 2 0 0 6 ) 0 3 一 0 1 7 4 一 0 2 实 验 研 究 氰化氢复合中毒对大鼠血中氰离子和细胞色素氧化酶活力的影响 赵杰 ， 朱明学 ， 王学敏2 ， 马鸯， ， 樊军文 ( 1 . 第二军医大学海医系防化医学教研室， 上海 2 0 0 4 3 3 ; 2 . 第二军医大学基础部生化教研室) 关键词: 氛化氢; 一氧化碳; 血氛离
2、子; 细胞色素氧化酶; 中毒 火灾烟雾中有毒气体的成分复杂， 但在火灾现场 能达到足够浓度引起急性中毒或致死效应的只有一氧 化碳( C O ) 和 氰化氢( H C N ) 气体 ， 而其他主要引起感 官和肺的刺激效应， 或产生一些迟发性的中毒效应。 现代装瑛和家具中大量高分子聚合物的使用， 燃烧烟 雾中剧毒H C N气体的产生有了明显增加， 使火灾烟雾 的毒性也随之提高。本文以火灾烟雾中2 种主要的致 死性有毒气体H C N和C O为研究对象， 测定二者单独 或复合中毒时大鼠血中氰离子( C N - ) 和细胞色素氧 化酶活力的变化。 肝组织， 参照文献 4 差速离心法分离肝线粒体， 制成
3、线粒体混悬液， 一 2 0保存。蛋白含量测定用双缩脉 法 ， 。 1 . 6 细胞色素氧化酶活力刚定参照文献 6 用氧电 极法测定肝线粒体细胞色素氧化酶的活力。 1 . 7 统计学方法采用 S P S S 统计分析软件进行分 析， 多组用单因素方差分析， 二组用成组 t 检验。 1 材料与方法 1 . 1 动物 雄性S D大鼠2 0 0 g 左右， 由必凯公司提 供。 1 . 2 试剂与仪器氰化钾为捷克进口分装， 抗霉素 A 、 细胞色素C 为美国S i g m a 公司产品， 其他均为国产 分析纯试剂。氧电极与 S P - 2 溶氧仪( 中科院上海植生 所研制) ， E B 1 P 0 0
4、二道生理仪( 上海大华仪表厂) ， D N - 1 型检测管式气体检测仪及一氧化碳气体检测管( 南京 江达科技有限责任公司) 。 1 . 3 大鼠H C N 和C O 复合中 毒 参照文献报道2 1 , C O 中毒采用煤气中毒， 在固定容积的中毒柜内通煤气不 同时间形成不同的 C O质量浓度， 致大鼠吸人中毒。 为稳定实验条件， 使实验动物 H C N毒性效应达到最大 的同一性， 便于实验中的比较， H C N中毒采用非致死 量氰化钾( K C N , 3 m g / k g ) 腹腔注射中毒。大鼠K C N 腹 腔注射中毒后， 放人一定质量浓度C O的中毒柜内3 0 m i n ， 形成C
5、 O和K C N复合中毒模型。 1 . 4 血清离子【 C N - 的测定大鼠离开中毒柜后立 即断头取血， 抗凝， 血中氰离子 C N - 测定采用微量扩 散法 。 1 . 5 大鼠肝线粒体的分离大鼠断头处死后， 立即取 2 结果 2 . 1 大鼠K C N和 C O单独中毒大鼠血清 C N - 和细 胞色素氧化酶活力的变化从表中可见 K C N中毒当 时【 C N - 质量浓度较高， 随后呈快速下降趋势， 1 h内 血液中大部分 C N 一 已代谢， 6h以后接近于正常水平。 细胞色素氧化酶活力在中毒后明显受抑， 6 h 内呈缓慢 回升趋势， 至2 4 h 细胞色素氧化酶的活力接近于正常 水
6、平。c o单独中毒对线粒体细胞色素氧化酶的活力 无明显影响。 表 1 大鼠中毒后血清中【 C N - 和细胞色素氧化酶活力( x士: ) 细胞色素氧化酶活力 分组 时间 ( h ) 血 C N 一 ( Fa g / m l ) ( 0 2 n m o l / m i n “ m g ) 中毒后0 2 . 5 0 4 士 0 . 3 8 1 “ 3 2 . 2 4土6 . 4 9 “ 5 2 . 4 1 士6 . 2 7 0 . 3 3 6士0 . 1 7 4 6 0 . 1 4 7士0 . 0 3 6 2 4 0 . 0 7 1 士0 . 0 4 1 . 3 5 . 2 0士4 . 3 4 5
7、 0 . 1 8士4 . 3 1 3 8 . 3 3 士 4 . 6 3 “ 4 9 . 5 1 士 4 . 6 5 0 0 4 8 . 7 2 t 4 . 6 3 4 9. 2 4士3. 8 1 对照组 0. 0 7 9士0. 0 3 0 5 0 . 2 7土7 . 7 6 荃金项目: 全军医药卫生科研基金课题分题资助( 1 9 8 0 ) 作者简介: 赵杰， 副教授， 研究方向: 军事预防医学。 与对照组相比， P 0 . 0 5 ) 。复合中毒后血清 C N - 与K C N单独中毒 后同期相比， 差异无显著性( P 0 . 0 5 ) . 毒理学杂志2 0 0 6 年6 月第2 0 卷
8、第3 期J T o xi c o l J u n e 2 0 0 6 V o l . 2 0 N o 表2 C O和K C N复合中毒对大鼠细胞色素 氧化酶的影响( z 士 ， ) 分组 时间 ( h ) 血 C N 一 ( t-t g / z n l ) 细胞色素氧化酶活力 ( 0 2 n m o l / m i n - m g ) 中毒后0 2 . 1 9 1 t 0 . 3 7 8 3 7 _ 0 2土2. 4 5 5 0 1 士0 . 2 6 7 “ 3 8. 8 7 t 3. 2 0 对照组 0 . 1 7 0 士 0 . 0 5 3 0 0 0 . 0 7 9 t 0 . 0 3
9、0 4 0 . 3 6 土 1 . 5 4 0 5 0 . 2 7士7. 7 6 与对照组相比， P 0 . 0 5 , “ P 0 . 0 1 ; 与中毒后0 h 组相比， o p 合， 不致进人细胞中去。由于进人细胞内的c o太少， C O对细胞呼吸抑制作用不明显。除非高浓度的短期 吸人， C O的这种细胞呼吸抑制作用才具有一些临床意 义 10 。 本研究也证实大鼠非致死量C O吸人中毒后， 其肝线粒体细胞色素氧化酶活力无明显改变。 K C N和C O复合中毒后细胞色素氧化酶活力明显 受抑， 随后缓慢回升， 其回升的速度与 K C N单独中毒 时同期的细胞色素氧化酶的活力不受影响， 本试验
10、表 明在复合中毒时细胞色素氧化酶活力的变化主要是由 C N 一 引起的。 。0 5 , 0 0 i0 0 . 0 1 ， n = 8 0 3 讨论 实验中大鼠3 m g / k g K C N中 毒后动物出现惊厥等 急性中毒症状， 因是非致死剂量中毒， 1 0 m i n 左右惊厥 停止。随后检测血清中仁 C N - 呈快速下降趋势， 至6h 后血清【 C N - 即降至正常水平。这是由于正常情况 下， 机体组织对氰化物具有一定的解毒能力， 体内的 C N 一 在线粒体上的硫氰酸酶作用下转化为无毒的硫氰 酸盐经尿排出 体外7 。 低剂量氰化物中 毒， 不需治疗， 中毒症状可自行缓解。因此， 氰
11、化物中毒后如不及时 检测血 C N -， 后期测得的 C N - 通常不能反映初始 的中毒质量浓度。所以火灾幸存者中测得的血清 C N - 往往要低于初始暴露吸人的质量浓度 ，“ 。 细胞色素氧化酶是 C N 一 作用的靶分子。有文献 报道氰化物中毒后， 被抑制的组织器官细胞色素氧化 酶活力的低水平可持续2d ， 可将细胞色素氧化酶活力 的检测作为氰化物中毒的诊断指标之一 9 。但实验中 发现非致死剂量 K C N中毒后， 大鼠肝线粒体细胞色素 氧化酶的活力显著下降， 随后也呈缓慢上升趋势， 至 2 4 h 酶活力恢复至正常水平， 因此如不及时检测酶活 力， 也很难准确反映氰化物接触当时的中毒
12、程度。因 为是非致死量氰化物中毒后， 随着组织中游离的C N - 被不断代谢， C N 一 从氰化细胞色素氧化酶复合物中缓 慢解离下来， 使酶逐步复活。因此细胞色素氧化酶活 力和 C N - 一样只能作为氰化物接触指标， 反映检测 当时的中毒水平。 C O的毒性比H C N小 2 5 倍以上， 通常情况下， C O 本身对组织细胞无明显毒性， 其引起机体中毒的原因， 归结于碳氧血红蛋白( C O H b ) 形成后所造成的低血氧。 另外C O对二价铁也有高度亲和力， 所以C O也可以和 细胞内还原型细胞色素氧化酶结合， 直接抑制细胞呼 吸。但血液循环中已有大量含有二价铁的 H b 存在， 故一
13、般情况下， 进人体内的 C O绝大多数已与 H b 结 参考文献: 1 2 3 4 H a r tz e ll G E . O v e r v i e w o f c o m b u s t i o n t o x i c o l o g y . T o x i c o l o g y , 1 9 9 6 , 1 1 5 : 7 - 2 3 . M o o r e S J , H o I K , H u m e A S . S e v e re 场p o x i a p ro d u c e d b y c o n c o m i t a n t i n t o x i c a t i o n
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15、 m e t h o d f o r t h e e m e r g e n c y d e t e r m i n a t i o n o f b l o o d c y a n i d e . J A n a l T o x i c o 1 , 1 9 8 5 , 9 : 2 5 1 - 2 5 3 。 J o h n s o n D , L a r d y H. I s o l a t i o n o f l i v e r o r k i d n e y m i t o c h o n d r i a . I n : E s t a b r o o k R W, P u ll m a
16、n M E ( e d s . ) .M e t h o d s i n E n z y n o l o g y , V o l u m e X : O x i d a t i o n a n d p h o s p h o ry l a t i o n . N e w Y o r k : A c a d e m i c P r e s s , 1 9 6 7 : 9 4 - 9 6 . 李建武 生物化学实验原理和方法. 北京: 北京大学出版 社， 1 9 9 4 : 1 6 5 - 1 6 6 . R a f a e l J . C y t o c h ro m e C O x id a s
17、 e . B e r g m e y e r H U( e d s . ) . M e t h o d s o f E n z y m a t i c A n a l y s i s , V o l u m e HI: E n z y m e s I - O x i d o r e d u c t a s e s T r a n s f e r a s e s . N e w Y o r k : A c a d e m i c P res s , 1 9 8 3 : 2 6 6 - 2 7 2. 一仁曰，J 勺6 rL尸L 7 I k e g a y a H , I w a s e H , H
18、 a ta n a k a K , e t a l . D ia g n o s is o f c y a n i d e i n t o x ic a t i o n b y m e a s u r e m e n t o f c y t o c h r o m e c o x i d a s e a c t i v i t y . T o x i c o l L e t t , 2 0 0 1 ， 1 1 9 : 1 1 7 - 1 2 3 . 8 C la r k C J , C a m p b e l l D , R e id W H . B l o o d c a r b o x y
19、 h a e m o g lo b in a n d c y a n i d e l e v e l s i n f i r e s u r v i v o r s . L a n c e t , 1 9 8 1 ， 1 : 1 3 3 2 - 1 3 3 5. 9 T h o m S R , K e im L W. C a r b o n m o n o x i d e p o i s o n i n g : a r e v i e w e p i d e m i o l o g y , p a t h o p h y s i o l o g y , c l i n i c a l fi n
20、 d i n g s , a n d t re a t m e n t o p t i o n s i n c l u d i n g h y p e r b a r i c o x y g e n t h e r a p y . C l i n T o x i c o l , 1 9 8 9 , 2 7 : 1 4 1 一 1 5 6 . 1 0 K u l ig K . C y a n i d e a n t i d o te s a n d fi re to x i c o lo g y( E d it o r ia l ) . N E n g l J M e d , 1 9 9 1 , 3 2 5 : 1 8 0 1 一 1 8 0 2 . ( 收稿日期: 2 0 0 5 - 0 6 - 1 3 )