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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，PQ中毒也日趋增多。PQ对人畜均有较强毒性，中毒致死剂量小，病程进展快且尚无特效解毒药物，临床上病死率很高。目前PQ中毒致肾组织损伤机制尚不完全明确。本研究通过测定PQ染毒大鼠体内血清丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活力并应用免疫组织化学方法观察细胞间粘附分子-1(ICAM-1)与转化生长因子-β<,1>(TGF-β<,1>)在PQ中毒大鼠肾组织中的表达以及褪黑素对上述指标的干预影响，进一步探讨PQ中毒所致。肾损伤的机理及褪黑素(MT)对PQ中毒大鼠肾损伤的保护作用。
方法：选择健康成年SD大鼠90只，随机分为三组：①对照组(A组)6只；②单纯染毒组(B组)42只：③MT治疗组(C组)42只。B、C组一次性给予50mg/kgPQ灌胃染毒后，立即给予MT10mg/kg腹腔注射，每日一次，最长用药时间为14天。B组每日给予等量生理盐水腹腔注射。B、C组分别于染毒后1d、3d、7d、14d、21d、28d、35d各取6只大鼠，氯胺酮麻醉后开胸，先心脏取血，测定血清：MDA含量、SOD及GSH-Px活力；而后迅速留取肾组织，取肾组织行HE巳染色、电镜观察超微组织结构，以及行免疫组化观察ICAM-1及TGF-β<,1>在大鼠肾组织中的表达。A组6只大鼠于1d行同样处理。
结果：
1.大鼠中毒表现：主要表现为：倦怠、嗜睡、烦躁、进食水明显减少；呼吸急促、张口呼吸、口周紫绀；血尿，少尿或无尿；走路不稳、肢体无力、头颤：松毛、眼鼻血性分泌物、腹泻等。C组经MT治疗后中毒表现较B组减轻，尤其是呼吸困难明显改善。
2.血清指标测定：①B组大鼠血清MDA含量在1d、3d和7d时段明显高于A组(P<0.01)；14d及以后时段血清MDA下降，与A组比较无统计学意义(P>0.05)。而C组MT明显抑制了染毒大鼠血清MDA升高趋势，1d、3d及7d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)。②B组大鼠血清SOD活力在1d、3d和7d时段均明显低于A组(P<0.01)；14d及以后时段血清SOD活力升高，与A组比较无统计学意义(P>0.05)。C组明显增加了染毒大鼠血清SOD活力，1d、3d、7d时SOD活力均较B组增高，与B组比较有统计学意义(P<0.05)；而仅1d与3d时段与A组比较有统计学意义(P<0.01)。③B组大鼠血清GSH-Px染毒后1d活力下降，ld和3d-时段明显低于A组(P<0.01)；7d及以后时段血清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血清GSH-Px活力，1d和3d时GSH-Px活力较B组增高(P<0.01)；所有时段与A组比较均无统计学意义(P>0.05)。
3.百草枯中毒大鼠肾组织学变化：(1)光镜观察：A组：肾小球、肾小管、肾间质及血管未见明显的病理改变。B组：①肾小球改变相对轻微，仅为肾小球扩张充血，肾间质水肿、充血伴炎性细胞浸润；②肾小管：在1d时可见肾小管上皮细胞水肿、空泡变性；3d时肾小管上皮细胞均见水肿渗出、坏死；
7d时肾小管上皮细胞重度水肿、坏死，管腔内充满红色颗粒状坏死物；14d以后肾小管水肿减轻，管腔中坏死物逐渐减少；C组：与B组相比，MT干预明显减轻了肾脏病理改变，1d时可见肾小管上皮细胞水肿减轻，3d时部分肾小管上皮细胞出现坏死，7d时肾小管上皮细胞仍呈重度水肿、坏死，但管腔内坏死物较B组减少，14d以后肾小管水肿明显减轻，管腔中坏死物逐渐减少。(2)电镜观察：A组：肾组织超微结构无明显异常变化；B组：肾小管上皮细胞内线粒体肿胀，线粒体嵴消失，甚至线粒体膜破裂；内质网扩张，溶酶体增多以及吞噬空泡增多；C组：肾小管上皮细胞内线粒体肿胀减轻。
4.治疗前后ICAM-1及TGF-β<,1>免疫组织化学检测结果：①ICAM-1的表达：A组：肾小管偶见ICAM-1表达，而肾小球、肾小管周围毛细血管和大血管内皮细胞均未见明显ICAM-1表达。B组：ICAM-1主要表达在肾小管上皮细胞的胞质中，且肾组织中ICAM-1的表达从1d就明显增强，与A组比较有统计学意义(P<0.01)：7d达高峰；此后开始缓慢下降，21d仍强于A组，与A组比较有统计学意义(P<0.05)：28d以后与A组相比无统计学意义(P>0.05．)。C组：ICAM-1主要表达在肾小管上皮细胞的胞质中，且ICAM-1的表达自1d至21d时段均较B组明显减弱，与B组比较有统计学意义(P<0.05)；但在1d至14d时仍明显高于A组(P<0.01)；28d及以后时段与A组比较无统计学意义(P>0.05)。②TGF-β<,1>的表达：A组：正常大鼠肾组织中，肾小管可见TGF-β<,1>微弱表达，而肾小球、肾小管周围毛细血管和大血管内皮细胞均未见明显TGF-β<,1>表达。B组：TGF-β<,1>主要表达在肾小管上皮细胞的胞质中，且大鼠肾组织中TGF-β<,1>的表达从1d就明显增强，1d至14d与A组比较有统计学意义(P<0.01)；21d至28d仍高于A组，与A组比较有统计学意义(P<0.05)；35d以后与A组相比无统计学意义(P>0.05)。C组：TGF-β<,1>主要表达在肾小管上皮细胞的-胞质中，应用褪黑素干预后TGF-β<,1>的表达自1d至21d时段均较B组明显减弱，与B组比较有统计学意义(P<0.05)；28d以后与B组相比无统计学意义(P>0.05)。1d至14d时段TGF-β<,1>的表达高于A组，与A组比较有统计学意义(P<0.01)；21d至28d时段TGF-β<,1>的表达组逐渐减弱，但仍高于A组，与A组比较有统计学意义(P<0.05)；35d以后与A组比较无统计学意义(P>0.05)。
结论：①PQ灌胃染毒是制造急性。肾损伤动物模型的可靠方法；②PQ中毒大鼠体内MDA的水平升高、SOD及GSH-Px活力的下降，提示体内存在过氧化损伤及氧化．抗氧化失衡，可能是PQ致肾损伤的机制之一；③PQ中毒大鼠肾组织中ICAM-1及TGF-β<,1>主要在肾小管表达，可能是导致肾小管损伤的重要原因之一；④应用MT治疗，可明显降低百草枯中毒大鼠血清MDA含量，增加SOD及GSH-Px活力；从而减轻氧化应激对肾细胞和组织的损伤；⑤MT可能通过清除自由基间接抑制了ICAM-1及TGF-β<,1>的表达，从而减轻PO中毒所致肾损伤。