李松濤,李大鵬,李松琳
氧化應激是各種因素刺激致機體組織或細胞內(nèi)自由基生成和抗氧化防御間嚴重失衡,造成活性氧在機體或細胞內(nèi)蓄積而引起細胞毒性反應,出現(xiàn)組織損傷的過程。加強脂質(zhì)過氧化及抗氧化保護研究,根據(jù)臨床疾病模型研究使用抗氧化劑,選擇有效抗氧化劑進行抗氧化治療是現(xiàn)階段臨床重要研究課題[1-3]。
目前,大多抗氧化藥物作用機制尚不十分清楚,多數(shù)抗氧化治療未達到預期效果,尤其在天然抗氧化劑方面[4,5]??寡趸瘎ρ趸瘧さ淖饔每赏ㄟ^超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase,SOD)及過氧化氫酶(hydrogen peroxide enzyme,CAT)等生物學指標來測量[6],據(jù)此筆者選擇體內(nèi)天然存在的非必需氨基酸谷氨酰胺 (glutamine,Gln)為抗氧化劑,通過Wistar大鼠外源性補充Gln方式,以反映自由基代謝和抗氧化水平的SOD及CAT活性和反映脂質(zhì)過氧化程度的丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平為監(jiān)測指標,探討Gln在機體氧化應激中的抗氧化保護作用,現(xiàn)報告如下。
1.1實驗對象 選擇無特定病原體(specific pathogen free,SPF)健康雄性 Wistar大鼠(n=22),平均體重(0.266±0.022) kg,購于山東省魯抗醫(yī)藥股份有限公司(實驗動物生產(chǎn)許可證:SCXK(魯)2013-0001),恒溫、恒濕條件下適應性飼養(yǎng)7 d,自由進食及飲水。
1.2儀器與試劑 T-SOD、CAT活性及MDA水平測定儀器主要包括722型光柵分光光度計(上海第三分析儀器廠,T-SOD檢測波長550 nm、1 cm光徑比色杯,CAT檢測波長405 nm、0.5 cm光徑比色杯,MDA檢測波長532 nm、1 cm光徑比色杯)、5810R臺式冷凍高速離心機(德國Eppendorf公司)等。測定試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。
1.3實 驗
1.3.1動物分組 適應性飼養(yǎng)7 d后,22只大鼠隨機分為試驗組(A)、對照組(B)、標準組(C),其中 A,B兩組各8只,C組6只。實驗前大鼠均稱重并記錄。
1.3.2實驗方法 現(xiàn)有Gln口服制劑水溶性及穩(wěn)定性差、細胞內(nèi)利用率低,而丙胺酰谷氨酰胺在體內(nèi)可迅速分解為丙氨酸和Gln,在發(fā)揮維持和修復腸道結構和功能等作用同時,可有效維持和提高細胞內(nèi)、外 Gln 水平[7,8],故選擇丙胺酰谷氨酰胺為實驗用藥。
A、B組實驗在屏障環(huán)境中進行,分別于每日上午進行2組實驗動物灌胃,1次/d,A、B組灌胃時間均為連續(xù) 14 d。 選擇實驗相關給藥方法[9,10],A 組按照1 ml/100 g用藥劑量灌服丙胺酰谷氨酰胺注射液(海南靈康制藥有限公司,50 ml∶10 g),B 組按1 ml/100 g用藥劑量灌服0.9%生理鹽水。
實驗過程中,各組大鼠均自由飲水及相同標準飼料喂養(yǎng)。
1.3.3血液標本采集 A、B組實驗動物末次給藥后,均禁食24 h(自由飲水)進行血液標本采集。采血方式選擇頸動脈采集,留取血標本2 ml以上;C組實驗動物適應性飼養(yǎng)7 d,直接禁食(自由飲水)24 h后采集血液標本。血標本均按常規(guī)方法分離血清,-80℃保存待檢。
1.3.4指標測定 嚴格按試劑盒操作說明書要求進行標準品處理和實驗操作。T-SOD測定采用羥胺法,550 nm波長測各孔吸光度A,檢測范圍為(262.79±23.24) U/ml;CAT 活性測定采用可見光法,405 nm波長測各孔吸光度A,檢測范圍為0.2~24.8 U/ml;MDA 水平測定采用 TBA 法,532 nm 波長測各孔吸光度A,檢測范圍0~113 nmol/ml。
1.4統(tǒng)計學分析 計量資料以均數(shù)±標準差 (x±s)表示,使用SPSS 13.0統(tǒng)計學軟件進行處理。采用兩樣本均數(shù)差別t檢驗進行組間數(shù)據(jù)分析,p<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
(1)A~C 各組 T-SOD、CAT 活性及 MDA 水平檢測結果見表1。T-SOD活性檢測:A組高于B、C 2組,B組高于C組;CAT活性檢測:A組高于B、C 2組,B組高于C組;MDA水平檢測:A組低于B、C 2組,B 組低于 C 組。 (2)A~C 各組 T-SOD、CAT 活性及MDA水平組間差異比較見表1。
表1 T-SOD、CAT、MDA檢測值及組間比較結果
T-SOD活性組間差異均無統(tǒng)計學意義 (P>0.05),表明試驗 A組 14 d時血清 T-SOD活性與標準組C間無顯著差異。CAT活性A與C組間差異有統(tǒng)計學意義(p<0.05),B與C及A 與B組間差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),表明試驗 A 組 14d時血清CAT活性顯著高于標準組C。MDA水平組間差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),表明試驗 A 組 14 d時血清MDA水平與標準組C間無顯著差異 (P>0.05)。
過度氧化應激反應中SOD、MDA等指標具有不同程度的變化[11],過量自由基生成MDA等脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物及新的自由基,并可進一步通過鏈式反應放大損害作用,引起細胞代謝功能障礙和死亡[12]。SOD主要清除體內(nèi)的超氧陰離子自由基[13],其活性強弱是衡量機體清除自由基及抗氧化能力的重要指標,間接反映氧自由基在體內(nèi)生成和清除情況,以及對組織損傷程度;而MDA則反映氧自由基水平及間接反映細胞受自由基攻擊后脂質(zhì)過氧化的嚴重程度。CAT可有效清除自由基,減輕及阻斷脂質(zhì)過氧化反應等,間接反應抗氧化酶活性及機體清除自由基的能力[14-16]。
Gln在機體營養(yǎng)代謝、免疫保護、炎癥調(diào)節(jié)及增強機體免疫機能等方面具有重要作用[17,18],可減少HK-2細胞缺氧復氧后的NF-kB的表達及細胞損傷,且外源性Gln對紅細胞膜Na+K+-ATP、Ca2+Mg2+-ATP酶活性及紅細胞膜穩(wěn)定性具有顯著性影響[19,20]。
過度氧化應激及脂質(zhì)過氧化是以SOD活性下降和MDA含量升高為特征[1]。本文實驗數(shù)據(jù)中:外源性補充Gln試驗組A與未進行任何處理標準組C 間的 CAT 差異有統(tǒng)計學意義(p<0.05),補充生理鹽水的對照組B與標準組C間CAT差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),14 d 時 A 組血清 CAT 活性水平顯著高于C組,表明外源性補充Gln可顯著提高血清抗氧化物酶CAT活性,顯著提高機體抗氧化能力。TSOD活性監(jiān)測A組高于B、C組,B組高于C組,表明外源性補充Gln可提高血清抗氧化物酶SOD活性,提高機體清除自由基及抗氧化能力;MDA水平監(jiān)測A組低于B、C組,B組低于C組,表明外源性補充Gln可降低血清MDA水平,減輕脂質(zhì)過氧化程度,以上T-SOD活性及MDA水平各組間差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),組間均無顯著性影響,則可能與外源性補充Gln時間短及尚未達到一定水平有關。
補充外源性抗氧化劑及對機體機能影響研究是現(xiàn)階段重要課題[21]。該文選擇體內(nèi)天然存在的Gln為抗氧化劑,通過外源性補充方式結合監(jiān)測SOD、CAT、MDA指標變化,探討Gln在機體氧化應激中的抗氧化保護作用。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)中T-SOD、CAT、MDA指標變化,表明Gln具有一定的抗氧化保護作用,提示其在發(fā)揮提高機體免疫功能和臨床治療效果同時[22,23],可作為抗氧化劑使用,相關實驗數(shù)據(jù)為抗氧化保護、清除自由基及抑制組織細胞氧化損傷等研究提供支持,并有待于結合相關病理生理研究,在臨床工作中進一步推廣[24,25]。
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