研究背景现代城市化和工业化对环境的污染,不仅使我国人们血铅水平远远高于西方发达国家,而且铅中毒的特征也发生了变化。铅中毒的特征由过去急性铅中毒为主的职业病逐渐转变为血铅轻度超标为主的流行病,严重影响儿童的生长发育和人们的身体健康水平。目前国内外对铅中毒研究进展缓慢,临床治疗药物主要还是络合剂,它与铅离子形成无毒易排泄的铅络合物,通过肾脏排出体外。络合剂虽疗效肯定,驱铅迅速,但由于副作用大,服用不方便,不适合预防用药等局限性限制了它的使用。随着铅中毒特征的改变,驱铅药物研究开发的重点理应转向预防用药为主,并且治疗效果好、副作用低、服用方便的驱铅药物上来。铅在体内动力学研究证实,肝脏分泌铅的能力特别强,胆汁中铅的浓度是血液中的400～1000倍,铅通过胆汁排入肠道后,又经肠-肝循环重吸收入血,排出体外量却很少。因此假设口服某种药物在肠道与铅形成难溶性复合物或是吸附铅,阻断铅的肠-肝循环与重吸收,就可以有效地从粪便排出胆汁分泌来的大量的铅,驱除进食的食物和机体中铅,达到预防和治疗的目的。活性炭是一种有巨大比表面积的固体吸附剂,对机体无毒性,不仅能吸附重金属有机络合物,一定条件下还能直接吸附金属离子。90年代初,国外曾有过吸附剂肠道驱铅的报道,但一直没有后续报道及系统的研究。研究目的本研究根据铅具有肠-肝循环的特征,假设活性炭能在肠道吸附从胆汁分泌的铅,达到驱铅及预防铅中毒的目的。本研究将重点考察口服活性炭后血铅的变化、对机体微量元素的影响、对铅损害肾脏功能的影响、对染铅幼鼠生长发育及抗脂质过氧化影响等多方面研究活性炭肠道驱铅的效果和机制。在此研究的基础上进一步研制活性炭肠生物粘附新制剂,使活性炭达到肠定位效果,长时间停留在肠粘膜,不间断地阻止铅在肠道的重吸收而达到提高疗效目的,并比较活性炭肠生物粘附新制剂对染铅狗模型的驱铅作用是否较普通活性炭制剂更具优势,进一步观察活性炭能通过阻断铅的肠肝循环,达到肠道驱铅的可行性,旨在为筛选专一性的胃肠道驱铅药物用于治疗和预防铅中毒提供理论支持和实验依据。研究方法1、配制PH值分别为2.0和8.0的模拟人工胃液和人工肠液,测定活性炭吸附前后溶液中铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、铁(Fe)金属离子浓度的变化,计算吸附容量和绘制吸附等温线,依此判断活性炭体外对四种金属离子的吸附有无选择性。2、将60只大鼠,随机分成6组,每组10只,A组为正常对照组;B组为染铅模型组;C组为染铅+活性炭低剂量治疗组;D组为染铅+活性炭中剂量治疗组;E组为染铅+活性炭高剂量治疗组;F组为染铅+络合剂治疗组;实验持续50天。在实验第20天和第50天时,分别留取大鼠尾静脉血待测。并于第50天后,处死所有动物,取出各组大鼠的肝、脑、脾、肾器官。用原子吸收光谱方法测定血样与组织样品中Pb、Zn、Cu、Fe的含量,了解活性炭对染铅(铅中毒)动物模型肠道驱铅治疗的效果及优势,以及体内对四种金属离子的吸附是否具有选择性。3、在上述试验的第50天,取24小时尿液和大鼠尾静脉血分别检测血清肌酐(Scr)、血尿素氮(BUN)、血锌原卟啉(ZPP)、尿总蛋白(TP)、尿β2-微球蛋白(β2-MG)、N-氨基β-D葡萄糖醛苷酶(NAG)、尿δ-氨基乙酰丙酸(ALA-U)、尿视黄醇结合蛋白(RBP)等反映肾脏功能的指标,以及肾脏组织学检查,与络合剂比较,了解活性炭对铅性肾损伤的恢复作用及优势。4、将初断乳雄性大鼠40只随机分成4组,每组10只。A组为正常对照组;B组为染铅模型组;C组为染铅+吸附剂治疗组;D组为络合剂治疗组。实验持续12周。监测各组初生大鼠的体重、生长情况和主要器官重量的变化;检测各组治疗前后血液和肾脏组织中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、还原型谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等生化指标的变化,观察吸附剂驱铅后对染铅大鼠生长和脂质过氧化损伤作用的影响。5、将24只狗,随机分成4组,每组6只。A组为正常对照组;B组为染铅模型组;C组为染铅+活性炭普通片剂治疗组;D组为染铅+活性炭肠生物粘附片剂治疗组,实验持续30天。分别收集实验狗第10、20、30天24小时内的尿液、粪便及静脉血,用原子吸收光谱方法测定铅的含量。进一步研究活性炭对另一种动物肠道驱铅治疗的效果,也观察本研究自行研制的活性炭肠生物粘附制剂对染铅狗模型的驱铅作用,并与活性炭普通片剂进行比较,拟证实活性炭肠生物粘附制剂肠道驱铅更具优势。研究结果1、通过吸附容量测定,活性炭对几种金属离子的吸附容量,在模拟人工胃液和人工肠液条件下吸附容量的差异无统计学意义;在较低浓度时,活性炭对几种金属离子的吸附等温曲线的影响几乎没有差别。说明不同PH值和较低浓度的金属离子对活性炭的吸附能力影响不大,显示活性炭在体外对四种离子并无选择性。2、通过对染铅大鼠模型驱铅实验发现:大鼠染铅后血铅含量及肝、脑、脾、肾等器官的铅含量显著升高,经活性炭治疗后的血铅水平均较染铅模型组有显著降低,且肝、脑、脾、肾等器官的铅含量较染铅模型组有显著降低,说明活性炭通过胃肠道给药有良好的驱铅效果。但在肝、肾组织中铅含量,活性炭组要低于络合剂组,而其它组织则相反。活性炭驱铅的同时,也降低了机体其他微量元素,但选择性略优于络合剂。3、通过测定染铅大鼠血Scr、Bun、ZPP及尿TP、β2-MG、NAG、δ-ALA、RBP等铅损害引起的肾脏功能指标的变化,且与口服络合剂类驱铅药二巯基丁二酸钠对比,结果显示活性炭对铅性肾损伤具有较好的恢复作用,并对肾脏组织的病理结构也有显著改善,疗效显著优于络合剂。4、染铅能明显抑制幼龄大鼠生长,使其体重增长减缓;并能抑制大脑发育,使脑重量减轻;抑制机体免疫功能,使脾重量减轻;同时造成肝、肾等器官的损害使其重量增加。使用活性炭和络合剂治疗均能一定程度改善上述指标,且无明显差别。但对于肾脏重量的恢复,活性炭组要显著优于二巯基丁二酸钠组。并证实活性炭通过肠道吸附驱铅,能明显改善染铅大鼠血液中各种与抗脂质过氧化有关的酶的指标,与络合剂组比较效果相当,两者比较无统计学差异;对肾脏组织的各种与抗脂质过氧化有关的酶指标的恢复,活性炭治疗组要显著优于络合剂治疗组,两组比较,差异有统计学意义,说明通过肠道吸附剂驱铅能改善铅损害造成的器官损害,而且能较快地恢复各器官组织中抗脂质过氧化酶系的活性,对肾脏组织恢复更为显著。5、各染铅狗模型组与正常对照组比较,血铅含量显著增加,同时粪铅、尿铅排出量也显著增加,经统计学比较差异有显著性,说明造模成功。活性炭普通片剂治疗组、活性炭肠生物粘附片剂治疗组分别与染铅模型组比较:血铅含量均明显降低,经统计学比较差异均具显著性;粪铅排出量显著增加,经统计学比较差异均具显著性;尿铅排量则明显降低,经统计学比较差异具显著性,说明两种制剂均具较好的肠道驱铅作用。活性炭肠生物粘附片剂组与活性炭普通片剂组比较:活性炭肠生物粘附片剂组的血铅含量低于活性炭普通片剂组,经统计学比较差异具显著性;同时粪铅排出量也高于活性炭普通片剂组,经统计学比较差异有显著性;而尿铅排出量差异则无统计学意义。研究结论1.活性炭为广谱吸附剂,在体外对Pb及Zn、Cu、Fe等人体必需微量元素的吸附并无选择性。2.通过胃肠道活性炭吸附剂驱铅治疗可使染铅大鼠血铅,以及肝、脑、脾、肾等器官中铅含量显著降低。3.通过胃肠道活性炭吸附剂驱铅治疗对铅性肾损伤具有较好的恢复作用。对染铅大鼠血Scr、Bun、ZPP及尿TP、β2-MG、NAG、δ-ALA、RBP等铅损害引起的肾脏功能指标均有明显改善,且与口服络合剂类驱铅药二巯基丁二酸钠相比,活性炭具有明显的优势,可能与活性炭其驱铅的途径是通过肠道排出,而不需要通过肾脏有关。4.通过胃肠道活性炭吸附剂驱铅治疗能明显促进染铅幼龄大鼠的生长发育和器官重量的恢复,促进各器官组织中抗脂质过氧化酶系的活性的恢复,特别是对肾脏的恢复疗效更显著。5.肠生物粘附制剂对染铅狗模型的驱铅作用较活性炭普通片效果更好,可能与新制剂技术延长活性炭在肠道停留时间,增加活性炭与肠粘膜的亲和力,驱铅效果增加有关。