Hydrogen Peroxide Modulates Phospholipase Aactivity and Endogenous Oxidative Stress in the Free Radical Induced Acute Lung Injury

background: In an attempt to investigate the role of oxidants in the activation of phospholipase $A_2$(PLA$_2$) and endogenous oxidative stress in the lung. acute inflammatory lung injury was induced by the instillation of hydrogen peroxide into the trachea of Sprague-Dawley rats. Material and Method: To prove the hypothesis thats released oxidants from neutrophils activate the PLA$_2$ retrogradely, activities of PLA$_2$ and lysoplatelet activating factor acetyltransferase(lysoPAF AT) were assayed i hours after instillation of hydrogen peroxide. In addition, to confirm the impairing effects of the activation of PLA$_2$ associated with endogenous oxidative stress, lung weight/body weight ratio(L$\times$10$^{-3}$ B), protein contents(mg/two lungs) in bronchoalveolar lavage(BAL) were measured. As neutrophilic respiratory burst has been known to play a pivotal role in the genesis of endogenous oxidative stress associated with acute inflammatory lung injury, BAL neutrophils counts and level of lung myelperoxidase(MPO) were measured after hydorgen peroxide insult. Morphological and histochemical studies were also performed to identify the effect of the endogenous oxidative stress. Result: Five hours after hydrogen peroxide instillation, lungs showed marked infiltration of neutrophils and increased weight. Protein contents in BAL increased significantly compared to those of normal rats. PLA$_2$ activity was enhanced in the hydrogen peroxide instilled group. Interestingly, the accelerated production of platelet activating factor(PAF) was confirmed by the increased activity of lysoPAF AT in the $H_2O$$_2$ employed lung. Morphologically, light microscopic findings of lungs after instillation of hydrogen peroxide showed atelectasis and infiltration of inflammatory cells, which was thought to be caused by lipid mediators produced by PLA$_2$ activation. In cerium chloride cytochemical electron microscopy, dense deposits of cerrous perhydroxide were identified. In contrast, no deposit of cerrous perhydroxide was found in the normal lung.

과산화수소에 의한 급성폐손상시 염증성 지질분자의 생성기전에 관한 연구

배경: 흰쥐의 기도에 과산화수소를 분무함으로서 급성 염증성 반응을 일으켜 phospholipase $A_2$(PLA$_2$)와 endogenous oxidative stress에 산소기가 어떤 영항을 미치는지에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 호중구에 의해 유리된 산소기가 phospholipase $A_2$를 다시 활성화시킨다는 가설을 증명하기위해 phospholipase $A_2$의 활성도와 lysoplatelet activating factor acetyltransferase(lysoPAF AT)를 수산화수소 분무 5시간 후에 측정하였다. 또한, PLA$_2$활성화에 따른 나쁜 영향에 대해 알아보기 위하여 폐 질량/체중의 비, bronchoalveolar lavage(BAL)내의 단백 함량을 측정하였다. 폐장 내의 염증반응은 호중구의 폐장내 침윤에 따른 respiratory burst에 의한 oxidative stress가 그 원인일 것으로 추정되므로 BAL 내의 호중구 수와 myeloperoxidase(MPO)수치를 측정하였다. 또한 oxidative stress에 의한 영향을 화인하기 위하여 형태학적, 조직화학적 검사도 시행하였다. 결과: 과산화수소를 투여하고 5시간 뒤에 폐장은 심한 호중구의 침윤 및 폐 질량의 증가를 볼 수 있었다. BAL 내의 단백 함량은 정상폐의 경우에서보다 훨씬 증가된 것을 볼 수 있었다. PLA$_2$의 활성도 또한 증가되어 있었다. 흥미롭게도, 과산화수소를 투여한 폐에서 lysoPAF AT 활성도의 증가를 측정함으로서 platelet activating factor(PAF) 생성의 증가를 확인할 수 있었다. 형태학적으로, 광학현미경상 폐장의 무기폐 및 염증세포의 침윤을 관찰할 수 있었다. 이것은 PLA$_2$의 활성화에 따라 생성된 염증성 지질 분자에 의해 초래된 결과라고 생각되어진다. Cerium chloride 세포화학 전자 현미경상 많은 양치 cerrous perhydroxide의 침윤을 관찰할 수 있었다. 반면 정상 폐장에서는 전혀 관찰되어지지 않았다. 결론: 이상의 모든 결과들은 호중구에 의한 oxidative stress에 의한 폐장의 손상과 일치하므로 산소기에 의해 생성된 PLA$_2$가 내인성 oxidative stess에 관여한다고 볼 수 있다.