李云章,孫 博,古革軍,石麗華
(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)
馴鹿是一種中等體形的鹿科動(dòng)物,體長100cm~125cm肩高100cm~120cm,主要分布于北半球北部的苔原地帶和森林中有苔蘚生長的地方[1]。內(nèi)蒙古自治區(qū)大興安嶺西北坡的根河市敖魯古雅鄂溫克民族鄉(xiāng)是我國目前惟一的馴鹿產(chǎn)地,有馴鹿1000余只,分布在東至卡瑪蘭河和呼瑪河,南至汗瑪河,西至滿歸,北至敖魯古雅河流域不到70km2的范圍內(nèi),由鄂溫克族獵民進(jìn)行半野生半人工式散放飼養(yǎng)[2]。馴鹿是該民族重要的經(jīng)濟(jì)來源[3]。
馴鹿皮蠅蛆病嚴(yán)重地危害著我國馴鹿養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,在內(nèi)蒙古根河市敖魯古雅鄂溫克民族鄉(xiāng)地區(qū)2007年-2009年馴鹿皮蠅蛆病的平均感染率為22.42%?,F(xiàn)代病因?qū)W認(rèn)為,機(jī)體氧化應(yīng)激是誘導(dǎo)動(dòng)物疾病發(fā)生的重要因素[4]。因此,本次試驗(yàn)從馴鹿皮蠅蛆病對(duì)馴鹿氧化應(yīng)激的影響出發(fā),探討馴鹿皮蠅蛆病對(duì)馴鹿的致病機(jī)理,為馴鹿皮蠅蛆病的進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。
1.1.1 試驗(yàn)用動(dòng)物 試驗(yàn)馴鹿選自內(nèi)蒙古根河市敖魯古雅鄂溫克民族鄉(xiāng)。感染組與未感染組分別選取30只馴鹿作為試驗(yàn)動(dòng)物。
1.1.2 試劑與儀器 總超氧化物歧化酶(SOD)檢測(cè)試劑盒、一氧化氮(NO)檢測(cè)試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)檢測(cè)試劑盒、羥自由基(·OH)檢測(cè)試劑盒、丙二醛(MDA)檢測(cè)試劑盒、總抗氧能力(T-AOC)檢測(cè)試劑盒,均購自南京建成生物工程研究所。
高精密水浴鍋,UV-210型紫外可見分光光度計(jì),低溫離心機(jī),恒溫箱,離心管,微量移液器,一次性注射器,計(jì)時(shí)器,溫度計(jì)等。
1.2.1 血清獲取 清晨空腹頸靜脈采血。感染組采集30頭,未感染組采集30頭,每只采血10mL,血液室溫下靜置30min,3000r/min離心5min,取血清移入離心管內(nèi),置-20℃保存,待測(cè)。
1.2.2 指標(biāo)測(cè)定 各抗氧化指標(biāo)的測(cè)定,按照試劑盒說明書進(jìn)行。
1.2.3 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)采用SPSS 10.0軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn),結(jié)果采用ˉX±SD的形式來表示。
結(jié)果顯示,鹿皮蠅蛆感染組血清中T-SOD活性、T-AOC的活性、NO的含量及抑制·OH的能力分別降低了37.41%、25.41%、24.72%和50.36%,極顯著低于未感染組(P<0.01);鹿皮蠅蛆感染組血清中MDA的含量增高了40.70%,極顯著高于未感染組(P<0.01);鹿皮蠅蛆感染組血清中GSH-Px的活性降低了5.50%,顯著低于未感染組(P<0.05)。
表1 馴鹿血清指標(biāo)測(cè)定結(jié)果Table1 The determination results of serum indexes in reindeers
Denham Harman在1956年提出衰老的自由基學(xué)說,衰老過程中的退行性變化是由于細(xì)胞正常代謝過程中產(chǎn)生的自由基的有害作用造成的[5]。生物體的衰老過程是機(jī)體的組織細(xì)胞不斷產(chǎn)生的自由基積累的結(jié)果,自由基可以引起DNA損傷從而導(dǎo)致突變,誘發(fā)腫瘤形成。自由基是正常代謝的中間產(chǎn)物,其反應(yīng)能力很強(qiáng),可使細(xì)胞中的多種物質(zhì)發(fā)生氧化,損害生物膜[6],還能夠使蛋白質(zhì)、核酸等大分子交聯(lián),影響其正常功能。生理?xiàng)l件下,機(jī)體擁有一套完整的抗氧化防御系統(tǒng),能有效地清除機(jī)體內(nèi)的自由基,使機(jī)體處于健康狀態(tài)。但在某些病理?xiàng)l件下,這種健康狀態(tài)往往容易被打破,導(dǎo)致自由基在體內(nèi)蓄積。Lobo V等[7]指出,在病理或生理狀態(tài)下活性氧自由基和活性氮自由基通過機(jī)體內(nèi)源性系統(tǒng)產(chǎn)生,自由基和抗氧化劑之間應(yīng)該是平衡的,如果自由基壓倒了自身的調(diào)節(jié)能力機(jī)體就會(huì)產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)。通常生物體內(nèi)自由基的生產(chǎn)與清除是處于動(dòng)態(tài)平衡中的,抗氧化系統(tǒng)式自由基清除系統(tǒng),主要包括SOD、GSH-Px、CAT等抗氧化酶,這些氧化酶對(duì)自由基的清除作業(yè)可減輕自由基的損害[8]。
血清中SOD廣泛存在于自然界一切生物體內(nèi),是機(jī)體內(nèi)重要的抗氧化物酶之一,能夠清除過多的超氧陰離子自由基,保護(hù)生物膜及生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能,被視為是機(jī)體的垃圾清道夫,同時(shí)SOD也是O2-的專一、特效的歧化酶,對(duì)維持體內(nèi)氧自由基的動(dòng)態(tài)平衡起著重要作用。因此,SOD活性的高低間接反應(yīng)了機(jī)體清除氧自由基的能力。機(jī)體組織中和SOD活性水平高低反映機(jī)體受損傷的程度及機(jī)體抗損傷的水平。血清中的谷胱甘肽過氧化酶(GSH-PX)是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種重要的催化過氧化氫分解的酶。它特異的催化還原型谷胱甘肽(GSH)對(duì)過氧化氫的還原反應(yīng),可以起到保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整的作用。大量的氧自由基的異常產(chǎn)生,超過了機(jī)體的抗氧化能力,可導(dǎo)致氧化物在體內(nèi)蓄積,GSH-PX被大量消耗,同時(shí)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強(qiáng),GSH-PX活性變化反映體內(nèi)氧自由基的生成速率和脂質(zhì)過氧化反應(yīng)程度。
本次試驗(yàn)結(jié)果顯示,未感染組馴鹿血清中TSOD活性極顯著高于感染組,而血清中GSH-Px的活性,感染組顯著低于未感染組,表明馴鹿感染鹿皮蠅蛆后,機(jī)體清除氧自由基的能力會(huì)下降,其原因可能是由于馴鹿感染鹿皮蠅蛆,引起體內(nèi)SOD蛋白變性或合成器官受損,導(dǎo)致合成不足。
羥自由基即氫氧自由基,是目前所知活性氧中對(duì)機(jī)體危害最大的一種自由基。由于其分子中氧原子含有一個(gè)未配對(duì)的電子,故具有很強(qiáng)的奪取電子能力。它能造成糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸和脂質(zhì)的氧化損傷,進(jìn)而引起組織細(xì)胞變性壞死。當(dāng)馴鹿機(jī)體內(nèi)活性氧的含量過多時(shí),機(jī)體就會(huì)產(chǎn)生氧化應(yīng)激,引起馴鹿疾病的發(fā)生[9]。本次試驗(yàn)結(jié)果顯示,感染組馴鹿血清對(duì)羥自由基的清除能力極顯著低于未感染組,表明馴鹿感染鹿皮蠅蛆后對(duì)羥自由基的清除能力會(huì)降低。其原因可能是馴鹿感染鹿皮蠅蛆后,刺激馴鹿機(jī)體產(chǎn)生炎癥反應(yīng),引起抗氧化活性物失活或活性降低所致。
OFR對(duì)組織的損傷過程一般認(rèn)為是從細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化開始的。OFR啟動(dòng)的脂質(zhì)過氧化是一個(gè)鏈鎖反應(yīng)過程,它包括鏈的啟動(dòng)、鏈的增殖及鏈的完成諸過程。在鏈鎖反應(yīng)過程中產(chǎn)生脂自由基(R·)、烷氧自由基(RO·)、脂質(zhì)過氧化自由基(ROO·)、脂氫過氧化物(ROOH)中間產(chǎn)物,這些中間產(chǎn)物的終末代謝產(chǎn)物是MDA。因此,目前常用的作為脂質(zhì)過氧化的監(jiān)控指標(biāo)是MDA。MDA的檢測(cè),是反映OFR水平和脂質(zhì)過氧化的強(qiáng)度和速率,自由基在體內(nèi)的代謝變化,自由基致機(jī)體組織細(xì)胞損傷及機(jī)體抗氧化能力的重要指標(biāo)之一。本次研究結(jié)果顯示,馴鹿感染組血清中MDA的含量極顯著的高于未感染組,表明馴鹿感染鹿皮蠅蛆可加速馴鹿機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的發(fā)生,導(dǎo)致細(xì)胞提早變性凋亡。
一氧化氮(NO)幾乎可在所有的哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生,是一種具有生物學(xué)活性的自由基[10]。一氧化氮是由一氧化氮合酶催化L-精氨酸與氧分子經(jīng)氧化還原反應(yīng)而生成,其生物半衰期僅為數(shù)秒鐘。一氧化氮不僅在神經(jīng)傳遞及調(diào)節(jié)血管舒張等方面具有重要作用,而且對(duì)寄生蟲、細(xì)菌、真菌、腫瘤細(xì)胞等均具有殺傷作用[11]。本次研究結(jié)果顯示,感染組馴鹿血清中NO的含量極顯著低于未感染組,表明馴鹿感染鹿皮蠅蛆后,其抗感染能力會(huì)降低?,F(xiàn)在對(duì)于一氧化氮的抗感染作用機(jī)制尚不能完全闡明。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為一氧化氮可作用于病原體內(nèi)的關(guān)鍵代謝酶,使其失活而發(fā)揮抑制和殺傷作用[12]。也有許多學(xué)者認(rèn)為,一氧化氮通過直接和間接作用抑制和殺傷體內(nèi)病原體[13]。
T-AOC是近幾年研究發(fā)現(xiàn)的用于衡量機(jī)體抗氧化系統(tǒng)功能狀況的綜合性指標(biāo)[14]。T-AOC的大小可代表和反映機(jī)體抗氧化酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)對(duì)外來刺激的代償能力,同時(shí)可反映機(jī)體清除自由基代謝的狀態(tài),是反映機(jī)體抗氧化功能的一個(gè)良好指標(biāo)。本次研究結(jié)果顯示,馴鹿感染鹿皮蠅蛆后,血清中T-AOC活性極顯著降低,表明鹿皮蠅蛆感染能夠破壞馴鹿的抗氧化應(yīng)激系統(tǒng),使馴鹿產(chǎn)生氧化應(yīng)激。
本次試驗(yàn)通過6項(xiàng)生理指標(biāo)綜合分析了鹿皮蠅蛆感染對(duì)馴鹿機(jī)體氧化應(yīng)激的影響,結(jié)果表明,鹿皮蠅蛆感染可顯著降低馴鹿的抗氧化應(yīng)激能力,導(dǎo)致馴鹿產(chǎn)生氧化應(yīng)激,從而誘導(dǎo)疾病的發(fā)生。
[1]李云章,楊曉野,韓 敏.馴鹿狂蠅幼蟲感染情況調(diào)查[J].中國獸醫(yī)科技,2004,34(10):34.
[2]李云章,古革軍,王 志.馴鹿狂蠅蛆病流行病學(xué)調(diào)查[J].中國獸醫(yī)科技,2005,35(8):630-633.
[3]印瑞學(xué),吳建平,王 君,等.中國馴鹿的現(xiàn)狀[J].野生動(dòng)物,1999,20(4):34.
[4]趙洪喜,李云章.馴鹿狂蠅生物學(xué)特性及對(duì)機(jī)體抗氧化能力影響的研究[D].內(nèi)蒙古呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2004.
[5]李如琛.氧自由基致病機(jī)理與抗氧化物[J].日本醫(yī)學(xué)介紹,1995,16(6):281-283.
[6]方允中,鄭榮梁.自由基生物學(xué)的理論與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2002:133-139,143-155.
[7]Lobo V,Patil A,Phatak A,et al.Free radicals,antioxidants and functional foods:Impact on human health[J].Pharmac Rev,2010,4(8):118-126.
[8]桑 琛,李明學(xué).衰老自由基學(xué)說和運(yùn)動(dòng)對(duì)抗自由基損傷的作用[J].吉林體育學(xué)院學(xué)報(bào),2007,23(1):80-83.
[9]莫 簡.關(guān)于自由基在生物體系中作用的幾點(diǎn)看法[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),1997,18(2):199-200.
[10]趙中興,傅小平,沈永林,等.一氧化氮抗寄生蟲感染的研究進(jìn)展[J].動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2004,29(1):49-52.
[11]何宏軒.一氧化氮與寄生蟲感染[J].中國獸醫(yī)寄生蟲病,2001,53(1):23-26.
[12]Bowler C,Montagu M V,Inze D.Superoxide dismutase and stress tolerance[J].Annu Rev Plant Physiol & Plant Mol Biol,1992,43:83-116.
[13]何宏軒,張西臣,尹繼剛,等.微小隱孢子蟲子孢子表面蛋白基因誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生免疫應(yīng)答的研究[J].熱帶醫(yī)學(xué)雜志,2001,1(2):117-132.
[14]Gutteridge J M,Maidt L,aPoyer L.Superoxide dismutase and Fenton chemistry[J].Biochem J,1990,269(1):169-174.