百草枯中毒（paraquat, PQ）是继有机磷农药中毒后位于第2位但绝对病死率位于第1位的农药中毒。近10年来我国百草枯中毒人数逐渐增加，而治愈率仅有21.12%^[1]。在人体，百草枯的致死剂量极小，仅为20~40 mg/kg，且中毒机制不明，目前公认的中毒机制为脂质过氧化（为暴发型中毒患者的主要死亡原因）和肺泡上皮细胞内百草枯氧化-还原循环（为中-重型中毒患者发生肺纤维化的主要原因），临床上，百草枯中毒患者的预后与服毒量呈线性关系^[2]，因此，明确百草枯在体内的代谢特点，了解百草枯进入机体后毒物代谢动力学，有助于百草枯中毒临床救治方案的改进。

1 材料与方法 1.1 实验材料

高效液相色谱系统采用Waters 600E HPLC色谱仪、色谱工作站等（美国Waters公司），色谱柱CAPCELL PAK C18 AQ S5 (日本SHISEIDO公司)，PQ标准品（美国Sigma公司），乙腈（美国JTBaker公司），三乙胺（美国JTBaker公司），三氟乙酸（赛默飞世尔科技有限公司），十二烷基硫酸钠（国药集团化学试剂有限公司），蒸馏水（实验室自制三蒸水）。

1.2 实验动物及分组

SPF级成年健康雄性Wistar大鼠72只，体重在160~200 g，军事医学科学院实验动物中心提供[动物许可证号为SCXK（军）2007-004]。随机分成百草枯灌胃组（200 mg/kg）及百草枯腹腔注射组（35 mg/kg），其中，百草枯灌胃组30只，百草枯腹腔注射组42只，均采用单次给药方式染毒。百草枯灌胃组分别在染毒后0.5、1、2、4、6、8、24、48 h取血检测血浆中PQ浓度，并在染毒后8、24、48 h放血处死大鼠检测肺组织中PQ浓度。百草枯腹腔注射组分别在染毒后0.5、2、8、24、48、72及120 h后处死大鼠并取肺组织及血浆检测PQ浓度。

1.3 血及肺组织样品处理

于大鼠眼眶静脉丛采血1 mL左右，加到含有20 mL肝素管中，离心（8 000 r/min，10 min），分离血浆，取血浆样品100 mL，加200 mL乙腈，涡旋混合3 min后，离心（14 000 r/min，30 min），取上清液100 mL，进样20 mL。留取的肺脏加入3倍蒸馏水制备肺脏匀浆样品，取肺脏匀浆样品100 mL，加200 mL乙腈，涡旋混合3 min后，离心（14 000 r/min，30 min），取上清液100 mL，进样20 mL。

1.4 色谱条件

色谱柱：CAPCELL PAK C18 AQ S5(4.6mml.D.×150 mm，5 um)及保护柱（3.9 mm×20 mm）；流动相CH₃CN:H₂O（0.1%甲酸）＝50:50；流速0.5 mL/min；进样量10 mL；柱温：25 ℃；检测波长：259 nm。

1.5 统计学方法

大鼠毒物代谢动力学参数采用统计矩方法计算：AUC_0-t(mg•L^-1•h)=Σ(Ci+Ci^-1)×Δ_t/2，AUMC_0-t(mg•L^-1•h²)=Σ(tiCi+ti^-1Ci^-1)×Δ_t/2；MRT_0-t(h)=AUMC/AUC。使用计算机程序Microsoft Office Excel和Microcal Origin进行数据处理和作图。

2 结果 2.1 方法专属性

本实验的色谱条件下，血浆和肺组织中的百草枯峰形良好完整，百草枯分离完全，无杂质干扰。血浆和肺组织匀浆百草枯保留时间分别为2.25 min和2.2 min，本实验具有良好的专属性。

2.2 检测范围

百草枯在血浆和肺组织中标准曲线回归方程见表 1，说明，百草枯在0.5~100 μg/mL范围内线性良好，本方法检测下限为0.5 μg/mL。

2.3 毒物代谢动力学

百草枯经腹腔注射及经灌胃给药途径给药后，平均血浆浓度如图 2所示。腹腔注射时，百草枯无论在血浆还在是肺组织中，血浆毒物浓度在给药后5 min后即可达到峰值，随后百草枯在血浆中迅速下降，以染毒后8 h内下降最为迅速，并于染毒后48 h血浆中检测不出；而百草枯在肺组织中的浓度下降缓慢，染毒后120 h仍能检测到百草枯。经灌胃给药时，血浆中百草枯浓度在给药后0.5 h同样达到高峰，维持半小时即快速下降，至染毒2 h时，血浆百草枯浓度下降率95%，以后逐渐下降，同样在染毒后48 h血浆中检测不出；而经腹腔注射给药时，染毒2 h时百草枯在肺组织中的浓度是血浆中的6.9倍，至染毒24 h时可达83倍，且同样下降缓慢，染毒后48 h仍能在肺组织内检测到较高浓度的百草枯。腹腔注射与灌胃两种染毒方式下，肺组织的百草枯浓度均显著高于血浆中，同时清除半衰期更长，清除率更低（表 2）。

3 讨论

绝大多数百草枯中毒均是经消化道途径导致，百草枯被摄入体内后主要在小肠上段被吸收^[3]。笔者及课题组成员选择两种不同的模型分别验证百草枯进入机体后，模拟百草枯在体内的毒物代谢动力学。在本实验中，染毒后大鼠精神萎靡、蜷缩少动、厌食，呼吸急促，腹腔注射与灌胃给药两种模型中分别有5只及3只大鼠在3 d内死亡，其余大鼠均成活7 d以上，因此，本实验所选用动物模型完全符合实验要求。百草枯依赖载体介导的转运系统（carrier-mediated transport system）的主动吸收^[4]，因此百草枯进入机体后可迅速被吸收，且很快达到峰浓度。本研究结果显示，无论是灌胃还是经腹腔注射给药，大鼠体内在5 min时即可达到峰浓度，而且肺组织百草枯水平也相应地快速达到高峰。结果显示，腹腔注射给药峰浓度更高，这可能与百草枯直接与肠道接触，导致百草枯直接损伤上皮细胞，使上皮通透性增加，从而吸收更多百草枯^[3]。而且百草枯经口吸收，生物利用度极低，文献报道在口服6 h内仅有1%~5%被吸收^[5]，百草枯在兔体内生物利用度为14.66%左右，而在大鼠体内仅有12%左右^[6]。研究表明，大鼠血浆百草枯浓度在染毒后能稳定持续达30 h之久，同时，肺组织中百草枯也快速积聚并达数倍于血浆水平^[7-8]，从本研究结果来看，染毒后48 h时血浆中已检测不到百草枯，且血浆百草枯水平在染毒8 h之内呈快速下降趋势，而肺组织中百草枯浓度自染毒开始就达高水平，并持续存在，下降极其缓慢，至120 h时仍能检测到且浓度仍高达544 ng/mL左右。

虽然有学者认为百草枯在体内代谢呈时间依赖型的“二室模型”^[9]，但多数学者认为“三室模型”更符合百草枯在体内代谢特点，即第一室即中央室为血液，浅室为肾、心脏、肝等组织，第三室为肺^[10]。百草枯进入体内后，快速进入血液，并向组织中分布，同时Ⅰ型、Ⅱ型肺泡上皮细胞及Clara细胞膜上的多胺摄取系统主动摄取百草枯，从而使肺中百草枯浓度明显高于血液中6~10倍^[11]，而组织中的百草枯能持续不断的被肺上皮细胞摄取，从而导致百草枯在肺组织中能持续极长时间。

总之，笔者及课题组成员用两种不同给药方式对Wistar大鼠进行染毒，结果均发现，血浆和肺组织中百草枯浓度快速达到峰浓度，而且肺组织中百草枯持续时间极久，且腹腔注射吸收更迅速完全，肺组织中长期持续存在高浓度的百草枯，从而导致临床上百草枯治疗效果不佳。因此，早期尽快阻断或减少百草枯的胃肠道吸收对百草枯治疗至关重要。