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        細胞鐵死亡與胎膜早破的相關性研究

        2022-12-02 09:12:56肖文霞宋佳蔭
        當代醫(yī)藥論叢 2022年21期
        關鍵詞:血清

        肖文霞,宋佳蔭

        (北京市東城區(qū)婦幼保健計劃生育服務中心,北京 100007)

        胎膜早破是指宮縮前胎膜自然破裂[1],是產(chǎn)科常見的并發(fā)癥,其發(fā)病率在國內(nèi)為2.7% ~17%,在國外為5% ~15%[2]。胎膜早破可引起臍帶受壓和脫垂、羊水過少、胎盤早剝、新生兒呼吸窘迫綜合征、胎兒死亡、母體宮內(nèi)感染及產(chǎn)后感染等[3],嚴重危害母嬰的健康和生命安全。因此,積極探索胎膜早破的發(fā)生原因及發(fā)病機制,并給予相應的干預措施,對于減少胎膜早破的發(fā)生、改善母嬰結局具有重要的意義。然而,胎膜早破的確切病因及發(fā)病機制目前尚不明確,近年來人們主要從宮腔感染、營養(yǎng)、創(chuàng)傷、空氣污染、社會心理、基因及內(nèi)分泌等方面對胎膜早破的病因、病機進行研究。本研究旨在探討細胞鐵死亡與胎膜早破的相關性,以探索胎膜早破的發(fā)生原因及發(fā)病機制,為臨床預防、治療胎膜早破提供理論依據(jù)。

        1 資料與方法

        1.1 基線資料

        于2019 年1 月1 日至2020 年12 月31 日之間,選取我院產(chǎn)科病房收治的孕婦60 例作為研究對象。將其分為兩組,其中胎膜早破孕婦30 例為病例組,正常足月妊娠孕婦30 例為對照組。兩組均為單胎妊娠,無感染及其他臨床發(fā)熱征象,無內(nèi)外科合并癥及妊娠并發(fā)癥;兩組血、尿常規(guī)及肝、腎功能均正常。胎膜早破診斷標準:孕婦自訴陰道流液或外陰濕潤等;窺陰器檢查:見液體自宮頸口內(nèi)流出或陰道后穹窿有液池形成;陰道液PH測定:PH ≥6.5 ;陰道液涂片檢查:陰道后穹窿積液涂片見羊齒植物狀結晶(《婦產(chǎn)科學》第9 版)。病例組年齡為22 ~40 歲,平均年齡為(29.2±0.4)歲,孕周為34+1~41 周,平均孕周為(38.2±1.3)周;對照組年齡為21 ~42 歲, 平均年齡為(30.3±0.3)歲,孕周為37 ~41 周,平均孕周為(39.1±0.3)周。

        1.2 方法

        1.2.1 標本制備 1)抽取兩組孕婦的清晨空腹靜脈血2 ~3 mL,置于含有枸櫞酸的抗凝管內(nèi),在室溫下充分凝血,以2000 r/min 的轉速離心10 min,分離出血清,置于冰箱內(nèi)保存待測。2)于剖宮產(chǎn)或陰道分娩后,取胎膜組織約1.5 ~3.0 g,以冷生理鹽水漂洗至血塊洗凈,吸干,稱重,置于冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩?/p>

        1.1.2 實驗步驟 1)在已稱重的胎膜組織中加9 倍的生理鹽水,倒入放置于冰塊的玻璃管內(nèi),充分研磨,然后以2000 r/min 的轉速離心20 min,取上清液分裝待測。2)用硫代巴比妥法測定血清和胎膜組織中的丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量;用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法測定血清和胎膜組織中的谷胱甘肽過氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPx4)含量;用比色法測定血清和胎膜組織中的還原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)含量,檢測步驟嚴格按照試劑盒的說明書進行。

        1.3 觀察指標

        比較兩組孕婦血清及胎膜組織中的MDA 、GPx4、GSH 含量。分析胎膜早破孕婦血清與胎膜組織中MDA 、GPx4、GSH 含量的相關性。

        1.4 統(tǒng)計學方法

        采用SPSS17.0 統(tǒng)計軟件對本研究中的所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,檢驗方法采用方差齊性檢驗及t檢驗;計數(shù)資料以% 表示,采用χ2 檢驗;對胎膜早破孕婦血清與胎膜組織中MDA、GPx4、GSH 含量的關系進行相關性分析,P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

        2 結果

        2.1 兩組胎膜組織中MDA 、GPx4、GSH 含量的比較

        病例組胎膜組織中MDA 、GPx4、GSH 的平均含量分別為(13.74±9.14)μmol/L、(4.63±11.49)ng/mL、(24.67±4.38)μg/mL, 對 照 組 胎 膜 組 織 中MDA 、GPx4、GSH 的平均含量分別為(8.76±7.54)μmol/L、(5.58±8.223)ng/mL、(38.22±7.46)μg/mL。 與 對照組相比,病例組胎膜組織中的MDA 含量明顯升高,GPx4 和GSH 含量明顯降低,差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。詳見表1。

        表1 兩組胎膜組織中MDA 、GPx4、GSH 含量的比較(± s)

        表1 兩組胎膜組織中MDA 、GPx4、GSH 含量的比較(± s)

        注:* 與對照組比較,P <0.05。

        GPx4(ng/mL)組別 MDA(μmol/L)GSH(μg/mL)病例組(n=30) 13.74±9.14* 4.63±11.49* 24.67±4.38*對照組(n=30) 8.76±7.54 5.58±8.223 38.22±7.46

        2.2 兩組血清中MDA 、GPx4、GSH 含量的比較

        病例組血清中MDA 、GPx4、GSH 的平均含量分別 為(12.11±10.42)μmol/L、(4.05±5.32)ng/mL、(20.32±5.73)μg/mL,對照組血清中MDA 、GPx4、GSH 的 平 均 含 量 分 別 為(7.86±6.87)μmol/L、(5.26±7.81)ng/mL、(32.16±8.97)μg/mL。 與 對 照組相比,病例組血清中的MDA 含量明顯升高,GPx4 和GSH 含量明顯降低,差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。詳見表2。

        表2 兩組血清中MDA 、GPx4、GSH 含量的比較(± s)

        表2 兩組血清中MDA 、GPx4、GSH 含量的比較(± s)

        注:* 與對照組比較,P <0.05。

        GSH(μg/mL)病例組(n=30) 12.11±10.42* 4.05±5.32* 20.32±5.73*對照組(n=30) 7.86±6.87 5.26±7.81 32.16±8.97組別 MDA(μmol/L)GPx4(ng/mL)

        2.3 胎膜早破孕婦血清與胎膜組織中MDA 、GPx4、GSH 含量的相關性

        胎膜早破孕婦血清與胎膜組織中的MDA、GPx4、GSH 含量均呈正相關(r=0.467,r=0.517,r=0.543,P均<0.01)。

        3 討論

        3.1 細胞鐵死亡

        細胞鐵死亡(ferroptosis)是一種鐵依賴的非凋亡性細胞死亡形式,以脂質活性氧堆積為特征[4]?!拌F死亡”這一概念最早由Dixon 在2012 年首次提出[5],ferroptosis 一詞來源于拉丁語“ferrum”,意思是“鐵”,以及希臘語“ptosis”,意思是“衰落”[6]。形態(tài)學上,鐵死亡不同于壞死、凋亡和自噬,它既沒有與壞死相關的形態(tài)學特征,例如細胞質和細胞器的腫脹,也沒有與凋亡相關的表現(xiàn),包括染色質濃縮、細胞收縮、凋亡小體形成及細胞骨架崩解,同時也沒有形成典型的與自噬相關的雙側膜結構的自噬泡,其特征為明顯的線粒體萎縮伴膜密度增加及線粒體嵴的減弱或消失[7]。生物化學上,鐵死亡以產(chǎn)生有害的鐵依賴性的脂質過氧化物為特征[8]。鐵死亡是細胞死亡的一種形式,可由細胞的氧化系統(tǒng)尤其是Xc-(胱氨酸/ 谷氨酸反向轉運蛋白)-GSHGPx4 依賴的抗氧化防御系統(tǒng)失活引起[8]。Xc-系統(tǒng)是哺乳動物細胞膜上的氨基酸轉運蛋白,能將細胞外的胱氨酸轉入細胞內(nèi)并以1:1 的比例把細胞內(nèi)的谷氨酸轉出細胞外[9]。胱氨酸進入細胞內(nèi)后轉化為半胱氨酸,半胱氨酸是合成GSH 的重要前體。GSH 是小分子水溶性抗氧化劑,是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的線性三肽[10],在細胞內(nèi)外都可以清除自由基以維持氧化還原平衡;GSH 也是GPx4 的輔助因子和底物,是GPx4 發(fā)揮作用所必需的物質。GPx4 是一種硒蛋白酶,屬于GPx家族,是目前已知的GPx 家族中唯一能夠將毒性脂質過氧化物(L-OOH)轉化為非毒性脂質乙醇(L-OH)的酶[11]。細胞內(nèi)的GSH 直接決定GPx4 的功能,GSH 缺乏可導致GPx4 失活,而GPx4 失活可引起脂質過氧化氫產(chǎn)物堆積,這是鐵死亡的一個重要標志[4]。因此,GSH 和GPx4 是鐵死亡的關鍵調(diào)節(jié)因子[12]。

        最近的研究表明,鐵死亡的最終執(zhí)行者是脂質過氧化物[13]。脂質過氧化物是活性氧(ROS)家族中的一員。ROS 是氧分子部分還原形成的一類重要的氧化劑,包括超氧陰離子(O2-)、過氧化氫(H2O2)、脂質過氧化物(LOOH)和羥自由基(ROO-)等[14]。并非所有的ROS在鐵死亡中都發(fā)揮作用,在鐵死亡中發(fā)揮作用的主要是脂質過氧化物。脂質過氧化物主要在鐵離子的催化下形成,鐵是生物體內(nèi)重要的微量元素,也是體內(nèi)多種代謝酶的輔助因子,鐵離子(主要是二價鐵,F(xiàn)e2+)可通過非酶性的芬頓化學反應和酶性反應促進脂質過氧化物的形成[15]。脂質過氧化物作為一種ROS,能通過多種途徑誘導鐵死亡:可以改變細胞膜的脂質雙層結構、破壞離子梯度、降低膜的流動性、減慢擴散并增加膜的通透性而引起細胞鐵死亡;可以引起細胞膜變薄、彎曲度增加及膠粒化造成膜損傷而引起細胞鐵死亡;也可以通過其降解產(chǎn)物的毒性造成損傷:脂質過氧化物可進一步降解為醛,包括MDA 和4- 羥基壬烯酸(4-HNE),MDA 能與氨基酸或DNA 作用形成交聯(lián),4-HNE 也能與氨基酸形成共價產(chǎn)物,這些共價產(chǎn)物能改變蛋白和核酸的結構與功能,并對這些分子產(chǎn)生毒性作用[16],從而導致細胞鐵死亡。目前MDA、GSH 和GPx4 是常用的測定鐵死亡的指標[17]。

        3.2 細胞鐵死亡與胎膜早破

        本研究結果顯示,與對照組相比,病例組胎膜組織中的MDA 含量明顯升高,GPx4 和GSH 含量明顯降低,差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。這說明胎膜組織中存在著細胞鐵死亡現(xiàn)象。已知胎膜是胎兒與母體之間的免疫和生理屏障,由羊膜和絨毛膜組成,并由細胞外基質連接在一起,而細胞外基質主要由膠原蛋白和蛋白多糖組成[18]。因此,胎膜從結構上可分為胎膜細胞和細胞外基質。胎膜破裂可能是由胎膜細胞死亡而引起,也可能由于細胞外基質變性、破壞而引起,還可能由二者共同作用引起。因此本研究推測胎膜早破可能是由于細胞受到內(nèi)外刺激從而使細胞內(nèi)二價鐵離子濃度增加,通過芬頓化學反應和(或)酶性反應產(chǎn)生過量的脂質過氧化物,同時GSH 和(或)GPx4 降低,不能及時清除過量的脂質過氧化物,這些產(chǎn)物可能通過多種途徑破壞細胞膜,引起胎膜細胞死亡,從而導致胎膜破裂;也可能由于過量脂質過氧化物的分解產(chǎn)物醛類與細胞外基質的膠原蛋白發(fā)生交聯(lián)或形成共價產(chǎn)物,導致細胞外基質變性、破壞及降解而引起,還可能是上述因素共同作用的結果。本研究結果顯示,胎膜早破孕婦血清與胎膜組織中的MDA、GPx4、GSH 含量均呈正相關,說明胎膜早破孕婦血清和胎膜組織中的鐵死亡具有一致性,這更進一步說明胎膜早破孕婦體內(nèi)存在著細胞鐵死亡。

        綜上所述,細胞鐵死亡與胎膜早破具有相關性。細胞鐵死亡是一種調(diào)節(jié)性細胞死亡形式。近年來,人們對其分子機制及調(diào)控因素的研究越來越深入,并且發(fā)現(xiàn)鐵螯合劑和親脂性抗氧化劑可抑制鐵死亡。因此,研究鐵死亡的調(diào)控機制,尋找調(diào)控靶點,有望成為預防與治療胎膜早破的新途徑。關于細胞鐵死亡與胎膜早破的關系仍待進一步深入研究。

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