丁基羟基甲苯通过抗氧化与抗炎机制拮抗亚砷酸钠诱导的肝肾毒性：体内与计算机模拟研究

《Drug and Chemical Toxicology》：Butylated hydroxytoluene protects against sodium arsenite-induced hepatorenal toxicities: in vivo and in silico studies

本研究通过体内实验与计算机模拟相结合的方法，探讨了合成抗氧化剂丁基羟基甲苯（BHT）对亚砷酸钠（NaAsO2）诱导的大鼠肝肾功能损伤、氧化应激及炎症反应的保护作用。结果表明，BHT能显著改善NaAsO2引起的血清转氨酶（AST、ALT）、碱性磷酸酶（ALP）、尿素及肌酐水平升高，逆转氧化应激（如降低MDA、XO活性）与炎症标志物（如MPO、NO）的异常，并增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等内源性抗氧化酶活性。分子对接显示BHT与环氧化酶（COX-1/COX-2）及脂质过氧化物酶（LPO）具有高亲和力，提示其作用机制可能与直接抑制炎症及氧化关键靶点相关。

　　

引言

重金属砷是一种广泛存在的环境污染物，其化合物亚砷酸钠（NaAsO₂）具有强毒性，长期暴露可导致多器官损伤，尤其对肝脏和肾脏造成显著危害。砷毒性的机制主要与活性氧（ROS）生成引起的氧化应激有关，进而引发炎症反应、细胞凋亡等病理过程。丁基羟基甲苯（BHT）作为一种合成酚类抗氧化剂，常用于食品和药品工业，具有清除自由基、抗炎等特性。本研究旨在通过动物实验和计算机模拟，系统评估BHT对NaAsO₂所致肝肾毒性的保护作用及其分子机制。

材料与方法

实验选用49只雄性Wistar大鼠（体重110±10克），随机分为7组，分别给予玉米油（对照组1）、蒸馏水（对照组2）、NaAsO₂（2.5毫克/千克）、BHT（25毫克/千克或50毫克/千克）以及NaAsO₂与BHT的联合处理，连续灌胃14天。实验结束后采集血清及肝、肾组织样本，通过生化试剂盒检测肝功能指标（AST、ALT、ALP）和肾功能指标（尿素、肌酐），并采用分光光度法测定氧化应激标志物（如MDA、XO活性）、炎症因子（MPO、NO）及抗氧化酶活性（SOD、CAT、GST）。此外，利用AutoDock Vina软件对BHT与靶蛋白（COX-1、COX-2、LPO）进行分子对接模拟，分析其结合模式与相互作用。

结果

体重变化显示，NaAsO₂单独处理组大鼠体重增长减缓，而BHT联合组体重下降趋势得到缓解。肝功能方面，NaAsO₂显著升高血清AST、ALT、ALP活性，提示肝细胞损伤；BHT干预后这些指标明显回落。肾功能检测中，NaAsO₂组尿素和肌酐水平显著上升，表明肾脏滤过功能受损，BHT（尤其是50毫克/千克剂量）可有效降低其浓度。氧化应激分析显示，NaAsO₂组肝、肾组织中MDA含量和XO活性显著增高，而BHT处理后二者均被抑制。炎症指标MPO活性和NO水平在NaAsO₂暴露后急剧升高，BHT共同给药组则显著降低。抗氧化酶活性方面，NaAsO₂导致SOD、CAT、GST活性下降，BHT干预后其活性得以恢复，且呈剂量依赖性。分子对接结果表明，BHT与COX-1、COX-2及LPO的活性中心通过疏水作用（如与TYR355、VAL349等残基结合）实现高亲和力结合，但其结合模式以疏水相互作用为主，未形成氢键网络。

讨论

本研究证实NaAsO₂通过诱导氧化应激和炎症反应导致肝肾功能障碍，表现为关键代谢酶活性异常、脂质过氧化加剧及炎症介质释放。BHT的保护作用可能源于其直接清除自由基、增强内源性抗氧化防御系统以及抑制COX和LPO等促氧化/促炎酶活性。分子对接结果从结构层面支持BHT可通过占据酶活性中心干扰其功能，但其结合亲和力与选择性较经典抑制剂（如莫菲唑酸、罗非昔布）偏低，提示BHT的作用更依赖于整体抗氧化而非特异性靶点抑制。此外，BHT单独高剂量（50毫克/千克）对某些指标（如CAT）的抑制效应提示其应用需注意剂量安全性。

结论

BHT能有效缓解NaAsO₂引起的肝肾毒性，其机制涉及抗氧化应激、抗炎及调控关键酶活性。计算机模拟进一步揭示BHT与COX、LPO等靶点的相互作用模式。本研究为BHT作为砷毒性防护辅助剂提供了实验依据，但其临床转化需结合剂量优化与长期安全性评估。