目的:百草枯（paraquat, PQ）是目前世界范围内广泛使用的除草剂。随着其在我国农业上的广泛应用,百草枯中毒也日趋增多。百草枯除草效果好,但它对人和动物均有较强毒性。百草枯可以经呼吸道吸入、消化道吸收及皮肤接触三种途经进入体內，造成急性中毒。目前其发病机制尚未完全阐明,也无特效治疗药物,临床病死率高。因此百草枯中毒所引起的机体病理生理改变成为当前中毒治疗学的研究热点。百草枯进入机体后,主要损伤肺脏,其次是肾脏,并以原形从肾脏排出,所以肾功能的健全对清除体内已吸收的百草枯至关重要。但是,在急性百草枯中毒中,肾损伤的具体机制还不十分清楚。本研究通过观察急性百草枯中毒大鼠模型的肾组织病理学改变,通过测定肾组织匀浆中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽-过氧化物酶（GSH-PX）的活力和丙二醛（MDA）的含量,并采用免疫组织化学方法观察肾组织中突变型P₅₃蛋白、肿瘤坏死因子家族中Fas-L及其细胞表面受体Fas的表达,以及褪黑素（melatonin, MT）对其表达的影响,探讨急性百草枯中毒导致肾损伤的机制以及褪黑素（MT）对其的治疗作用。方法:选用健康成年SD大鼠108只（雌雄各半）,随机分为3组:正常对照组（A组）36只,单纯染毒组（B组）36只,褪黑素治疗组（C组）36只。B、C组一次性给予25mg/Kg PQ腹腔内注射染毒,A组给予等量的生理盐水腹腔内注射。之后,C组立即给予褪黑素10mg/Kg腹腔内注射,此后每日一次,直至大鼠被处死,最长用药时间为14天;而A、B组换以等量生理盐水腹腔内注射,每日一次,直至处死。B组、C组分别于1d,3d,5d,7d,10d, 14d各取6只大鼠,均采用乙醚麻醉,开腹,留取肾组织,一部分标本制备匀浆,分别测定肾组织中MDA的含量,SOD及GSH-Px的活力;另一部分标本,行光镜观察,并采用免疫组织化学染色法观察肾组织中P₅₃、Fas /Fas-L的表达。A组36只大鼠于生理盐水腹腔内注射后24h一次性处死,标本留取及指标测定同B、C组。结果:1、大鼠中毒表现:B组、C组大鼠在染毒后30mins～2hs即可出现不同程度的中毒表现,包括呼吸系统、泌尿系统、神经系统和消化系统等全身中毒症状,且在1～3d最明显。C组经褪黑素治疗后中毒症状较B组减轻:呼吸困难改善,少尿持续时间缩短。2、肾组织指标测定:⑴B组大鼠肾组织MDA含量在1d、3d和5d时段明显高于A组（P<0.01）,7d、10d时段有所下降,但仍高于A组（P<0.05）,14d时段肾组织MDA与A组比较无统计学意义（P>0.05）。而在C组MT明显抑制了染毒大鼠肾组织MDA升高趋势,1d、3d及5d时段MDA均较B组明显降低（P<0.05）,仅1d和3d时段与A组比较有统计学意义（P<0.05）。⑵B组大鼠肾组织SOD活力染毒后1d和3d时段均明显低于A组（P<0.01）,5d和7d时段仍低于A组（P<0.05）,10d及以后时段肾组织SOD活力升高,与A组比较无统计学意义（P>0.05）。C组MT明显增加了染毒大鼠肾组织SOD活力,1d、3d、5d及7d时段SOD活力均较B组明显升高（P<0.05）;但1d与3d时段仍低于A组（P<0.01）,其它时段与A组比较均无统计学意义（P>0.05）。⑶B组大鼠肾组织GSH-Px活力染毒后1d和3d时段明显低于A组（P<0.05）,5d及以后时段肾组织GSH-Px活力升高,与A组比较无统计学意义（P>0.05）;C组MT明显增加了染毒大鼠肾组织GSH-Px活力,1d和3d时段GSH-Px活力较B组增高（P<0.01）,所有时段与A组比较无统计学意义（P>0.05）。3、HE染色结果:A组光镜下观察可见肾小球、肾小管及肾间质结构正常。B组肾小球内可见红细胞轻度增多,肾小管上皮细胞发生肿胀、变性,肾小管腔变窄,并出现上皮细胞坏死脱落。肾间质水肿、充血伴炎性细胞浸润。C组MT明显减轻了大鼠肾小球充血、肾小管上皮细胞水肿、渗出及坏死等病理改变。4、治疗前后突变型P₅₃、Fas和Fas-L免疫组织化学检测结果:⑴A组正常大鼠肾组织中突变型P₅₃无表达或有微弱表达,主要分布在肾小管上皮细胞的胞核中。B组大鼠在染毒1d肾组织中突变型P₅₃的表达即明显强于A组（P<0.01）,主要分布在肾小管上皮细胞的胞核中,其表达呈持续高水平,10d有所下降,至14d仍高于A组（P<0.01）。C组MT明显抑制了染毒大鼠肾组织中突变型P₅₃的表达,与B组比较所有时段均有统计学意义（P<0.05）,与A组比较所有时段均有统计学意义（P<0.01）。⑵A组正常大鼠肾组织中Fas蛋白无表达或有微弱表达,主要分布在肾小管上皮细胞的胞质中。B组大鼠在染毒1d肾组织中Fas的表达即明显强于A组（P<0.01）,主要分布在肾小管上皮细胞的胞浆中,其表达呈持续高水平,7d有所下降,至14d仍高于A组（P<0.01）。C组MT明显抑制了染毒大鼠肾组织中Fas的表达,与B组比较1d至7d有统计学意义（P<0.05）,其余时段均无统计学意义（P>0.05）,与A组比较所有时段均有统计学意义（P<0.01）。（3） A组正常大鼠肾组织中Fas-L蛋白无表达或有微弱表达,主要分布在肾小管上皮细胞的胞质中。B组大鼠在染毒1d肾组织中Fas-L的表达即明显强于A组（P<0.01）,主要分布在肾小管上皮细胞的胞浆中,其表达呈持续高水平,10d有所下降,至14d仍高于A组（P<0.01）。C组MT明显抑制了染毒大鼠肾组织中Fas-L的表达,与B组比较1d至7d有统计学意义（P<0.05）,其余时段均无统计学意义（P>0.05）,与A组比较所有时段均有统计学意义（P<0.01）。结论:⑴百草枯腹腔注射染毒后,可引起急性肾损伤;⑵百草枯腹腔注射染毒后,可使大鼠肾组织中MDA含量增高,SOD和GSH-Px活力下降,提示体内存在过氧化损伤及氧化-抗氧化失衡,可能是百草枯致肾损伤的机制之一;⑶百草枯腹腔注射染毒后,可使肾组织中突变型P₅₃和Fas/Fas-L的表达发生改变,可能是百草枯致肾损伤的机制之一;⑷应用褪黑素治疗,降低了百草枯中毒大鼠肾组织中MDA含量,增加了SOD及GSH-Px活力,减轻了突变型P₅₃和Fas/Fas-L在肾组织中的表达,这可能与褪黑素较强的抗氧化功能有关。