硫化氫對(duì)肢體缺血再灌注所致大鼠急性肺損傷的作用及機(jī)制*

黃新莉， 仲維佳， 劉清和， 田慶顯， 周君琳△

(1 河北醫(yī)科大學(xué)病理生理教研室， 河北 石家莊 050017； 2 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院骨科， 北京 100020)

硫化氫對(duì)肢體缺血再灌注所致大鼠急性肺損傷的作用及機(jī)制*

黃新莉1， 仲維佳2， 劉清和2， 田慶顯2， 周君琳2△

(1河北醫(yī)科大學(xué)病理生理教研室， 河北 石家莊 050017；2首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院骨科， 北京 100020)

目的探討內(nèi)、外源性硫化氫(H2S)在肢體缺血再灌注(IR)所致大鼠急性肺損傷(ALI)中的作用并初探其機(jī)制。方法應(yīng)用雙大腿根部止血帶復(fù)制大鼠雙后肢缺血及再灌注后肺損傷模型。將120只SD大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組(control)、IR組、NaHS+IR組和抑制H2S生成的炔丙基甘氨酸(PPG)+IR組。肢體缺血再灌注后4 h處死動(dòng)物, 測(cè)定肺系數(shù)；光鏡下觀察肺組織形態(tài)學(xué)改變；化學(xué)法檢測(cè)血漿H2S、NO、CO含量，肺組織丙二醛(MDA)含量、胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)和血紅素加氧酶(HO)活性以及支氣管肺泡灌洗液(BALF)中中性粒細(xì)胞(PMN)數(shù)目和蛋白含量變化，并對(duì)血漿H2S含量與上述指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果大鼠肢體IR可引起肺組織明顯的形態(tài)學(xué)改變、肺系數(shù)和肺組織MDA含量增加、BALF中PMN數(shù)目和蛋白含量增加、血漿H2S含量和肺組織CSE活性下降、肺組織iNOS活性和HO活性及血漿中NO含量和CO含量增加。預(yù)先給予NaHS可顯著減輕IR所致上述指標(biāo)的改變; 而預(yù)先給予PPG可加重IR所致肺損傷, 使BALF中PMN數(shù)目和蛋白含量、血漿NO含量和肺組織iNOS活性進(jìn)一步增加, 但對(duì)血漿CO含量和肺組織HO活性無(wú)明顯影響。H2S含量與CSE活性、血漿CO含量、肺組織HO活性呈正相關(guān)(均P<0.01);與其它指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)(均P<0.01)。結(jié)論H2S/CSE體系的下調(diào)參與介導(dǎo)了大鼠肢體IR所致大鼠ALI的發(fā)生, 內(nèi)、外源性H2S具有抗肢體IR所致ALI的作用, 該作用可能與其抗氧化效應(yīng)、減輕PMN所致肺部過(guò)度炎癥反應(yīng)以及下調(diào)NO/iNOS體系、上調(diào)CO/HO體系有一定關(guān)系。

硫化氫； 急性肺損傷； 一氧化氮； 一氧化碳； 胱硫醚γ裂解酶

肢體缺血是臨床常見(jiàn)的病理征象，盡管恢復(fù)其血液循環(huán)是挽救肢體所必須的，但是缺血再灌注(ischemia-reperfusion, IR)不僅可能加重局部缺血組織的損傷，嚴(yán)重時(shí)尚可引起全身炎癥反應(yīng)綜合征，甚至遠(yuǎn)隔的多臟器功能障礙綜合征，其中肺是易受累的首位靶器官，表現(xiàn)為急性肺損傷(acute lung injury, ALI)甚至急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)[1]，病死率極高，但其發(fā)病機(jī)制迄今尚未完全闡明。本室研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性氣體信號(hào)分子一氧化氮(nitric oxide, NO)和一氧化碳(carbon monoxide, CO)在此種ALI中發(fā)揮重要作用，且二者之間具有交互作用[2-4]。H2S是繼NO和CO之后新近發(fā)現(xiàn)的第3種氣體信號(hào)分子[5]，參與神經(jīng)和血管功能調(diào)節(jié)等多種生理和病理過(guò)程[6-8]。但H2S在肢體IR所致大鼠ALI中的作用及其機(jī)制尚不清楚。本實(shí)驗(yàn)擬檢測(cè)ALI時(shí)H2S及其生成關(guān)鍵酶胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionine-γ-lyase, CSE)的變化；并應(yīng)用H2S供體NaHS和CSE抑制劑炔丙基甘氨酸(propargylglycine, PPG)觀察H2S對(duì)ALI時(shí)肺組織損傷指標(biāo)、支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid, BALF)中性粒細(xì)胞(polymorphonuclear granulocytes，PMN)計(jì)數(shù)和蛋白含量以及NO/誘導(dǎo)型NO合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)、CO/血紅素加氧酶(hemeoxygenase, HO)體系變化的影響，以探討H2S在肢體IR所致ALI中的作用及可能機(jī)制。

材 料 和 方 法

1材料

1.1主要試劑 NaHS、炔丙基甘氨酸(propargyl-glycine,PPG)、L-半胱氨酸、5’-磷酸吡哆醛、N,N-二甲基-對(duì)苯二胺硫酸鹽、血紅蛋白、血紅素、NADP、6-磷酸葡萄糖和6-磷酸葡萄糖脫氫酶均購(gòu)自Sigma; NO與CO含量、iNOS與HO活性、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量、考馬斯亮藍(lán)檢測(cè)試劑盒購(gòu)自南京建成生物公司。

1.2動(dòng)物 清潔級(jí)健康雄性SD大鼠120只,體重200-250 g(購(gòu)于河北醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心)，自由攝食、飲水,室溫18-24 ℃，相對(duì)濕度40%-70%，每天12 h光照維持,晝夜循環(huán)。

2方法

2.1動(dòng)物模型 按照Cohen等[9]提供的方法復(fù)制肢體IR致ALI動(dòng)物模型：體重為250-300 g的健康SD雄性大鼠(河北醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物試驗(yàn)中心)，苯巴比妥鈉(40 mg/kg BW，腹腔注射)麻醉。以橡皮止血帶綁扎雙后肢根部造成肢體缺血，4 h后松開(kāi)止血帶使肢體血流再灌注。應(yīng)用激光多普勒(PriFlux 5001型，Perimed)探測(cè)血流以保證肢體的缺血和再灌注。

2.2實(shí)驗(yàn)分組 實(shí)驗(yàn)大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后, 按窩別隨機(jī)分為4組(n=16)：對(duì)照組(control)，IR、NaHS+IR和PPG+IR組。對(duì)照組動(dòng)物給予同樣的麻醉和操作只是不造成肢體缺血。IR組動(dòng)物使雙后肢缺血4 h后再灌注。對(duì)照組和 IR組動(dòng)物分別于再灌注前10 min和相應(yīng)的對(duì)照時(shí)點(diǎn)腹腔注射無(wú)菌生理鹽水(0.5 mL)。NaHS+IR和PPG+ IR組動(dòng)物分別于再灌注前10 min腹腔注射NaHS(28 μmol·kg-1, 溶于0.5 mL生理鹽水)和PPG(45 mg·kg-1, 溶于0.5 mL生理鹽水)。每組各取8只, 于缺血肢體再灌注后4 h行生化和形態(tài)學(xué)檢查，另取8只行支氣管肺泡灌洗。

2.3標(biāo)本制備 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，放血處死動(dòng)物，留取血漿以檢測(cè)H2S、NO和CO含量。取全肺稱重以測(cè)定肺系數(shù),留取左側(cè)肺葉下部以10%中性甲醛溶液固定，常規(guī)石蠟包埋、切片，經(jīng)HE染色以觀察肺組織形態(tài)學(xué)變化；取左側(cè)肺葉中上部，制備肺組織勻漿，用于檢測(cè)MDA含量和CSE、iNOS、HO活性。

2.4肺組織中MDA 含量檢測(cè) 采用硫代巴比妥酸法，按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行操作。

2.5血漿中H2S 含量測(cè)定 采用去蛋白的分光光度法[7]。根據(jù)H2S標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算H2S的含量。

2.6血漿中CO含量測(cè)定 參照Chalmers等[10]的雙波長(zhǎng)分光光度法，以血漿中HbCO的百分比含量(%)代表CO含量。

2.7血漿中NO含量測(cè)定 采用硝酸還原酶法,按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行操作。

2.8肺系數(shù)測(cè)定 自氣管分叉以上5、6軟骨環(huán)間剪斷氣管，用濾紙吸干肺表面血污后稱質(zhì)量。肺系數(shù)=全肺濕質(zhì)量(g)/體質(zhì)量(kg)。

2.9肺組織CSE活性測(cè)定 參照文獻(xiàn)[7]方法。組織中CSE活性以每毫克組織在每分鐘生成H2S的nmol表示。

2.10肺組織iNOS活性測(cè)定 采用分光光度法，嚴(yán)格按試劑盒說(shuō)明進(jìn)行操作。

2.11肺組織HO活性檢測(cè) 采用HO降解血紅素生成膽綠素和CO的原理，通過(guò)測(cè)定樣品反應(yīng)物中膽紅素生成的量來(lái)代表HO活性。取肺組織，加4倍體積磷酸鹽緩沖液(0.1mol·L-1，pH 7.4)制成勻漿，4 ℃、15 000×g離心15 min，取上清-70 ℃保存。反應(yīng)體系含肺組織勻漿上清液20 μL、血紅素20 μmol·L-1、NADP 0.8 mmol·L-1、肝組織勻漿上清液20 μL(作為膽綠素還原酶的來(lái)源)、6-磷酸葡萄糖4 mmol·L-1和6-磷酸葡萄糖脫氫酶1U，反應(yīng)體積1 mL。37 ℃暗處反應(yīng)1 h，于冰上終止反應(yīng)。不含NADP的樣品作空白對(duì)照。用分光光度計(jì)于464 nm和530 nm處測(cè)定吸光度。膽紅素消光系數(shù)40 mmol·L-1·cm-1，計(jì)算1 mg HO蛋白1 h催化血紅素降解生成膽紅素的pmol數(shù)，以此表示HO活性。肺組織勻漿上清液蛋白測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法。

2.12肺組織形態(tài)學(xué)觀察 光鏡下觀察肺組織形態(tài)結(jié)構(gòu)變化。每組選取6張玻片，每張玻片連續(xù)觀察10個(gè)視野(×100)，計(jì)算損傷肺泡(肺泡內(nèi)含有紅細(xì)胞或/和中性粒細(xì)胞2個(gè)以上)數(shù)占計(jì)數(shù)肺泡總數(shù)百分比，即肺泡損傷數(shù)比值，作為肺損傷的組織學(xué)定量評(píng)價(jià)指標(biāo)(index of quantitative assessment，IQA)。

2.13支氣管肺泡灌洗液蛋白定量和PMN計(jì)數(shù) 全肺以4 ℃無(wú)菌生理鹽水10 mL進(jìn)行支氣管肺泡灌洗，分2次進(jìn)行；第1個(gè)5 mL生理鹽水經(jīng)氣管插管緩慢注入動(dòng)物肺內(nèi)，保留0.5-1 min，同時(shí)輕輕按摩胸壁。反復(fù)灌洗5次后回收；第2個(gè)5 mL僅灌洗1次。將兩次回收的BALF經(jīng)雙層紗布過(guò)濾，離心(1 000 r/min,10 min),留取上清用改良酚試劑測(cè)定蛋白含量。沉定部分重新懸浮于1 mL生理鹽水中。取部分懸液采用甲紫染色，計(jì)數(shù)白細(xì)胞總數(shù)；其余部分涂片，姬姆薩-瑞氏染色,光鏡下計(jì)數(shù)500個(gè)細(xì)胞，計(jì)算細(xì)胞分類比例。BALF中PMN數(shù)量(×109/L)=BALF中血細(xì)胞總數(shù)(×109/L)×500個(gè)細(xì)胞中PMN的比例數(shù)。

3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

1肺組織形態(tài)學(xué)改變

光鏡下對(duì)照組肺組織結(jié)構(gòu)清晰，肺泡壁薄，肺泡內(nèi)未見(jiàn)水腫液，肺泡腔內(nèi)可見(jiàn)少量淋巴細(xì)胞及單核巨噬細(xì)胞。IR組肺組織出現(xiàn)水腫、出血及PMN在肺內(nèi)聚集的病理學(xué)變化，IQA與對(duì)照組相比明顯增高(均P<0.01)。NaHS+IR組肺組織病變較相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的IR組明顯減輕，大部分肺組織接近正常，局部肺組織少量炎細(xì)胞浸潤(rùn)，肺泡隔略有增寬，IQA亦較相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)IR組明顯下降(均P<0.01)。PPG+IR組肺組織損傷較IR組加重, IQA亦升高(P<0.05),見(jiàn)圖1、表1。

Figure 1. Effect of H2S on the lung tissue structure after limb IR in rats (HE,×400).A:control group; B:IR group; C:NaHS+IR group; D:PPG+IR group.

圖1H2S對(duì)大鼠肢體IR致肺損傷時(shí)肺組織學(xué)變化的影響

表1各組大鼠肺系數(shù)、肺組織中MDA含量及IQA的變化

GroupIW/BWMDA(nmol·L-1)IQAControl4.13±0.1236.68±1.8418.79±1.16IR5.34±0.20*60.98±2.22*40.14±1.20*NaHS+IR4.85±0.17*#50.98±2.23*#27.15±1.39*#PPG+IR5.80±0.15*71.29±3.37*43.58±1.52*

*P<0.05vscontrol group;#P<0.05vsIR group.

2肺系數(shù)和肺組織中MDA含量的變化

各組大鼠二者的變化趨勢(shì)一致， IR組明顯高于對(duì)照組(P<0.01)和NaHS+IR組(P<0.05), 低于PPG+IR組(P<0.05),見(jiàn)表1。

3BALF中PMN數(shù)目和蛋白含量的變化

各組大鼠二者的變化趨勢(shì)一致，IR組明顯高于對(duì)照組(P<0.01)和NaHS+IR組(P<0.05),低于PPG+IR組(P<0.05)，見(jiàn)表2。

表2各組大鼠支氣管肺泡灌洗液中PMN數(shù)量及蛋白含量的變化

GroupPMNProtein(mg·L-1)Control2.71±0.37131.51±2.00IR7.07±0.69*191.89±3.52*NaHS+IR5.44±0.47*#162.65±4.83*#PPG+IR8.79±0.90*213.46±6.67*

*P<0.05vscontrol group;#P<0.05vsIR group.

4血漿H2S含量和肺組織CSE活性的變化

各組大鼠二者的變化趨勢(shì)一致，IR組低于對(duì)照組(P<0.05)和NaHS+IR組(P<0.05)，高于PPG+IR組(P<0.01)，見(jiàn)表3。

表3各組大鼠血漿中H2S濃度和肺組織中CSE活性的變化

GroupH2S(μmol·L-1)CSE(μmol·g-1·min-1)Control171.26±3.1082.34±1.98IR125.59±3.90*73.87±2.09*NaHS+IR215.63±9.97*#86.50±30.79*#PPG+IR110.29±9.71*61.51±1.82*

*P<0.05vscontrol group;#P<0.05vsIR group.

5血漿NO含量及肺組織iNOS活性的變化

IR組血漿NO含量和肺組織中iNOS活性明顯高于對(duì)照組(P<0.01)和NaHS+IR組(P<0.01)，低于PPG+IR組(P<0.05)，見(jiàn)表4。

表4各組大鼠血漿中NO濃度及肺組織中iNOS活性的變化

GroupNO(μmol·L-1)iNOS(103U·g-1protein)Control75.89±2.24178.89±3.97IR131.73±2.23*277.94±6.81*NaHS+IR102.15±3.96*#226.87±5.09*#PPG+IR150.06±1.37*#295.57±5.38*#

*P<0.05vscontrol group;#P<0.05vsIR group.

6血漿CO含量及肺組織HO活性的變化

IR組血漿CO含量和肺組織HO活性明顯高于對(duì)照組(P<0.05)；NaHS+IR組二者進(jìn)一步增高，顯著高于IR組(P<0.01)；PPG+IR組與IR組相比二者無(wú)明顯差別(P>0.05)，見(jiàn)表5。

表5各組大鼠血漿中CO含量及肺組織中HO活性的變化

GroupCO(%HbCO)HO(nmol·g-1·h-1)Control0.49±0.0285.55±1.27IR1.01±0.08*108.33±1.19*NaHS+IR1.36±0.09*#118.14±1.52*#PPG+IR0.57±0.04*76.23±5.19*

*P<0.05vscontrol group;#P<0.05vsIR group.

7血漿H2S含量的變化與其它各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析表明，IR組、NaHS+IR組和PPG+IR組大鼠血漿H2S含量的變化與肺組織CSE活性、血漿CO含量、肺組織HO活性呈正相關(guān)(r=0.945-0.987，均P<0.01)；與其它指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.994～-0.943，均P<0.01)。

討 論

內(nèi)源性H2S主要是由含硫氨基酸(L-半胱氨酸)經(jīng)多種酶促反應(yīng)產(chǎn)生，其限速酶主要包括：胱硫醚-β-合成酶(cystathionine-β-synthase, CBS) 和CSE。CBS和CSE的表達(dá)具有組織特異性，心、肺組織中內(nèi)源性H2S主要由CSE催化產(chǎn)生。H2S在體內(nèi)以2種形式存在-未溶解的氣體H2S (約占1/3 ) 和HS-鈉鹽NaHS (約占2/3 )。NaHS在體內(nèi)可分解為Na+及HS-，后者與體內(nèi)H+結(jié)合生成H2S，H2S和NaHS在體內(nèi)形成動(dòng)態(tài)平衡[5]。目前認(rèn)為，H2S是繼NO和CO之后人們發(fā)現(xiàn)的一種新的內(nèi)源性小氣體信號(hào)分子。已有研究表明[11-15]，H2S在許多肺疾病的發(fā)病機(jī)制中起著重要的調(diào)控作用，諸如慢性阻塞性肺疾病、肺炎癥性損傷及肺纖維化等。本研究在大鼠肢體IR所致ALI模型上發(fā)現(xiàn)大鼠肢體IR致肺損傷時(shí)，血漿H2S含量和肺組織CSE活性下降；為進(jìn)一步闡明H2S/CSE變化的意義，本研究分別觀察了補(bǔ)充H2S以及進(jìn)一步抑制H2S對(duì)此種肺損傷的作用。結(jié)果顯示，應(yīng)用H2S供體-NaHS使H2S含量升高可明顯減輕肢體IR所致肺損傷；而應(yīng)用CSE活性抑制劑-PPG抑制CSE活性從而使H2S產(chǎn)生減少則明顯加重此種肺損傷，結(jié)果提示肢體IR后肺內(nèi)H2S/CSE體系的下調(diào)參與介導(dǎo)了肢體IR后ALI的發(fā)生，內(nèi)源性和外源性H2S具有抑制肢體IR所致肺組織損傷的保護(hù)作用。

盡管對(duì)于肢體IR所致ALI的發(fā)生機(jī)制尚未完全闡明，但目前認(rèn)為IR引起的PMN肺內(nèi)大量扣押及氧化應(yīng)激損傷是其發(fā)生的重要環(huán)節(jié)[1]。本研究通過(guò)對(duì)肢體IR致ALI時(shí)肺組織中氧化產(chǎn)物-MDA含量、BALF中PMN數(shù)目和蛋白含量變化的檢測(cè)進(jìn)一步佐證了此種病理生理變化，同時(shí)發(fā)現(xiàn)抑制內(nèi)源性H2S可使肺內(nèi)MDA含量、BALF中PMN數(shù)目和蛋白含量進(jìn)一步增高，而補(bǔ)充H2S可明顯降低ALI時(shí)肺內(nèi)MDA的生成以及BALF中PMN數(shù)目和蛋白含量，提示H2S抗肢體IR所致ALI的保護(hù)作用與其抑制PMN肺內(nèi)扣押以及抗氧化作用有關(guān)。

NO是最早發(fā)現(xiàn)的氣體信號(hào)分子,可參與生理狀態(tài)下和多種肺疾病的發(fā)生。NOS是合成NO的關(guān)鍵酶。研究表明[2]，肢體IR致ALI時(shí)肺內(nèi) iNOS表達(dá)上調(diào)并產(chǎn)生大量NO，后者產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用從而參與介導(dǎo)了肢體IR后ALI的發(fā)生。CO是繼NO后發(fā)現(xiàn)的第2個(gè)雙原子氣體信使分子，內(nèi)源性CO主要由HO催化血紅素降解產(chǎn)生。研究表明[2-4]，肢體IR可使肺內(nèi)誘導(dǎo)型HO(HO-1)表達(dá)增多并使CO產(chǎn)生增多，CO/HO-1具有抗炎癥、抗氧化等重要組織保護(hù)作用，而且在CO和NO兩個(gè)信使系統(tǒng)之間存在相互協(xié)調(diào)、相互制約的關(guān)系，目前對(duì)氣體信號(hào)系統(tǒng)之間交互作用的研究成為新的熱點(diǎn)。本研究通過(guò)檢測(cè)肺組織中iNOS和HO活性、血漿NO和CO含量的變化及其與H2S含量變化的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)肢體IR后肺內(nèi)H2S減少的同時(shí)，NO/iNOS和CO/HO-1含量及活性增高；給予PPG抑制內(nèi)源性H2S的產(chǎn)生，可進(jìn)一步上調(diào)NO/iNOS體系，該組CO/HO體系與IR組相比無(wú)顯著差異，可能因樣品數(shù)較小所致； 給予H2S供體NaHS可下調(diào)NO/iNOS、上調(diào)CO/HO-1；而且H2S含量與血漿NO含量、iNOS活性呈負(fù)相關(guān)，與CO含量、HO活性呈正相關(guān)。由此推測(cè), 大鼠肢體IR致ALI時(shí),3種氣體信號(hào)分子間可能存在相互調(diào)節(jié)的關(guān)系，而且H2S的保護(hù)作用可能與其抑制肢體IR時(shí)肺內(nèi)iNOS活性及NO的大量產(chǎn)生、增強(qiáng)HO-1活性以及CO含量有關(guān)，具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

總之, 本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明內(nèi)源性H2S的減少參與了肢體IR所致大鼠ALI的發(fā)生, 而一定量的外源性H2S可通過(guò)抗炎、抗氧化作用以及下調(diào)NO/iNOS體系、上調(diào)CO/HO-1體系發(fā)揮一定的抗損傷作用。

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Roleofhydrogensulfideinacutelunginjuryinducedbyischemia-reperfusionofhindlimbsinrats

HUANG Xin-li1, ZHONG Wei-jia2, LIU Qing-he2, TIAN Qing-xian2, ZHOU Jun-lin2

(1DepartmentofPathophysiology,HebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050017,China;2DepartmentofOrthopedics,BeijingChaoyangHospital,CapitalMedicalScienceUniversity,Beijing100020,China.E-mail:junlinzhou@yahoo.cn)

AIM: To explore the role of endogenous and exogenous hydrogen sulfide (H2S) in acute lung injury (ALI) induced by ischmia-reperfusion (IR) of hind limbs in rats.METHODSA Sprague-Dawley rat model of acute lung injury was induced by ischemia of the hind limbs for 4 h and reperfusion for another 4 h. The rats (n=120) were randomly divided into 4 groups: control, IR, NaHS (H2S donor)+IR, and propargylglycine [PPG, inhibitor of cystathionine γ-lyase (CSE)]+IR. The animals were sacrificed after reperfusion. Lung weight/body weight ratio (LW/BW) was measured and calculated. Morphological changes of the lung tissues were observed. The concentrations of H2S, nitric oxide (NO) and carbon monoxide (CO) in plasma were tested. The content of malondialdehyde (MDA), the activity of CSE, inducible nitric oxide synthase (iNOS) and hemeoxygenase (HO) in the lungs were determined. The polymorpho-nuclear neutrophils(PMN) and protein content in bronchoalveolar lavage fluid(BALF) were also measured. The correlation of H2S content with the above indices was analyzed.RESULTSCompared with control group, severe injuries of the lung tissues, raised LW/BW, MDA concentration, PMN and protein contents in BALF were observed in IR group. Limb IR also made a drop in the concentration of plasma H2S and the activity of lung CSE, while the activity of iNOS and HO in the lung tissues and the levels of plasma NO and CO increased. Administration of NaHS before IR attenuated the changes induced by IR, while pre-administration of PPG exacerbated the IR injuries and increased the plasma NO level and lung iNOS activity. The H2S content was positively correlated with CSE activity, CO content and HO-1 activity (P<0.01), and negatively correlated with the other indices (P<0.01).CONCLUSIONDown-regulation of H2S/CSE is involved in the pathogenesis of acute lung injury induced by IR. Endogenous and exogenous H2S protects against lung injuries. The anti-injury effects of H2S are related with its anti-oxidative activity to attenuate the inflammatory over-reactions in the lung induced by PMN. Down-regulation of NO/iNOS system and up-regulation of CO/HO-1 system by H2S are also involved in the process of anti-injury to ALI.

Hydrogen sulfide; Acute lung injury; Nitric oxide; Carbon monoxide; Cystathionine-γ-lyase

R363

A

10.3969/j.issn.1000-4718.2011.01.002

1000-4718(2011)01-0009-05

2010-08-19

2010-10-27

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.30271337; No. 30800440;No.81070050)；北京市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.7092035)

△ 通訊作者 Tel：010-85231240; E-mail: junlinzhou@yahoo.cn