抗氧化代谢范文

抗氧化代谢范文（精选7篇）

抗氧化代谢 第1篇

1 对象与方法

1.1 对象

按照2005国际糖尿病联盟(IDF)对代谢综合征诊断标准[6](因MS的临床表现各异,故在选取病例时,采用了一致的MS诊断指标:中心性肥胖、2型糖尿病及血脂异常),在哈尔滨医科大学附属医院查询MS患者(年龄在30～50岁之间),以其子代为病例组,经知情同意共入选30人。对照组为健康人群(健康体检排除疾病者)的子代,共入选74人。所有入选者均排除感染或感染相关性疾病、肝肾性疾病、恶性肿瘤、6个月内有急性心肌梗死及血管成型术及有应激史(包括外伤、手术、精神刺激)和1个月内未接受任何减肥、调脂、降糖治疗及服用维生素E。其中病例组30人(男18人,女12人),平均年龄(15.33±2.695)岁;对照组74例(男37人,女37人),平均年龄(15.53±0.74)岁。病例组与对照组在年龄和性别上的差异无统计学意义(P值均>0.05)。

1.2 方法

1.2.1 体格检查

根据《2005年中国学生体质与健康调研报告》[7]规定的操作规范,测量身高、体重、腰围(WC)、臀围、收缩压(SBP)和舒张压(DBP),各项目均由统一培训后的指定人员进行测定。并计算体质量指数(BMI)、腰臀比(WHR)和腰围身高比(WHtR)。计算公式分别为:BMI=体重(kg)/身高2(m2);WHR=腰围(cm)/臀围(cm);WHtR=腰围(cm)/身高(cm)。通过问卷调查获得父母与子女的家族史和个人疾病史。

1.2.2 采血及样本处理

所有受检者均禁食(禁酒及服用药物)超过10 h,于次日清晨空腹抽静脉血5 mL,3 000 r/min离心10 min取血清,-20 ℃保存待测。

1.2.3 样本测定

(1)氧化应激指标测定:超氧化物歧化酶(SOD)测定采用黄嘌呤氧化酶法,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力测定采用还原型谷胱甘肽法,总抗氧化能力(TAOC)采用Fe3+还原法。试剂盒购自南京建成生物工程研究所,严格按照说明书进行操作。(2)常规生化指标检测:使用美国产贝克曼CX5型全自动生化分析仪测量血清中空腹血糖(FGP)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量。

1.3 统计学处理

采用EpiData 3.1软件建立数据库并进行数据录入,将数据库转换至SPSS 17.0软件中作逻辑检核并使用t检验、χ2检验和相关分析等对数据进行相关分析。

2 结果

2.1 两组MS组分相关指标的比较

见表1。病例组BMI,WC及血清TG,LDL-C,DBP,WHR,WHtR值均高于对照组,血清HDL-C低于对照组,其中WC,DBP,WHR,WHtR差异有统计学意义(P值均<0.05)。由此可见,MS子代代谢综合征组分的平均水平高于对照组,中心性肥胖和血压升高表现较明显。

注:*为校正t检验。

2.2 MS和MS组分异常检出率比较

按照2007年国际糖尿病联盟(IDF)提出儿童和青少年的MS诊断标准[8]:10～16岁组代谢综合征的标准是中心性肥胖(腰围≥P90,或略低于成年人标准),合并以下5项中的2项或以上:①三酰甘油≥1.7 mmol/L;②高密度脂蛋白胆固醇<1.03 mmol/L;③收缩压≥130 mmHg,或舒张压≥85 mmHg;④血糖值≥5.6 mmol/L(口服葡萄糖耐量试验推荐);⑤2型糖尿病。16岁以上青少年则采用国际糖尿病联盟的成年人标准。因无哈尔滨市人群的腰围标准,故本次研究采用同是北方的“北京市3～18岁人群”的腰围值[9]。见表2。病例组MS和MS组分(WC,TG,HDL-C,血糖)异常的检出率均高于对照组,其中MS检出率和WC,HDL-C异常的检出率均显著高于对照组(P<0.05)。由此可见,与正常人群的子代相比,MS子代在青春晚期的代谢综合征发生率及肥胖以及血脂异常检出率较高。

注:a为fisher 确切概率法。()内数字为检出率/%。

2.3 血清抗氧化防御能力比较

见表3。病例组超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX),总抗氧化物能力(T-AOC)的活性均低于对照组,其中SOD、GSH-PX活性在2组之间差异均有统计学意义,表明MS子代与正常人子代相比,体内抗氧化酶活性和总抗氧化能力较低。

2.4 MS组分与血清抗氧化酶、总抗氧化能力的相关性

见表4。抗氧化酶SOD的活性与WC,WHtR,WHR及DBP均呈负相关,与HDL-C呈正相关。GSH-PX活性与WC,WHtR及WHR均呈负相关,与HDL-C呈正相关,差异均有统计学意义(P值均<0.05)。

注:*P<0.05,**P<0.01。

3 讨论

代谢综合征具有遗传性和家族聚集性,其发病机制及各组分之间的关系并不十分清楚。有学者认为,氧化应激是胰岛素抵抗、糖尿病和心血管疾病的共同发生机制,活性氧簇可能是作为脂肪因子的上游因子参与了代谢综合征的发生[4,10]。有研究显示,氧化应激与代谢综合征、糖尿病及心血管疾病的并发症发生有密切关系[5,11]。儿童期血脂、血糖、血压的异常是成年期慢性病发生的危险因素。本研究通过对MS子代与健康人群子代的MS组分和氧化应激指标的比较分析,探讨MS的子代在青春期是否存在MS组分异常和抗氧化酶的改变,为进一步研究MS的家族聚集性和发病机制提供依据。

本研究显示,病例组BMI,WC及血清TG,LDL-C,DBP均高于对照组,血清HDL-C低于对照组,其中WC,DBP,WHR,WHtR差异有统计学意义(P值均<0.05)。MS子代的MS、肥胖及血脂异常的检出率均高于对照组子代,与国外学者研究所得结果[12,13]一致。表明MS子代的MS相关指标与正常人群子代比较存在差异,易患MS及相关疾病,而且显现于青春期。

氧化应激是指机体内高活性分子如活性氧类自由基(ROS)和活性氮类自由基(RNS)产生过多或消除减少,过多的自由基可直接引起生物膜脂质过氧化、蛋白变性、DNA损害,从而导致细胞死亡或凋亡以及组织受损。SOD与GSH-PX是体内的抗氧化酶,可以反映机体抗氧化及清除自由基的能力。在本研究中MS患者子代抗氧化酶SOD与GSH-PX活性低于对照组,表明机体清除自由基的能力降低。提示在青春期MS患者子代体内已存在氧化和抗氧化系统失衡。抗氧化酶活性与肥胖的相关形态指标(WC,DBP,WHtR,WHR)呈负相关,与HDL-C成正相关,表明抗氧化酶活性在MS发病过程与机体的糖脂代谢密切相关。实验和临床观察表明,氧化应激是肥胖伴随代谢综合征、糖尿病及其并发症重要机制,氧化应激增加比血浆、肝脏中FFA和TNF-α增加更早发生,提示脂肪组织氧化应激增加可能是MS始动因素[5,14,15,16]。本研究显示,有MS家族史青春期子代其体内的抗氧化应激能力已出现降低,但是什么时候出现还有待于进一步的研究。

抗氧化代谢 第2篇

接受日期 :2009-09-21 基金项目 :“ 十一・ 五” 国家高技术(863 研究计划重大项目(编号 2006AA10A110 资助。

作者简介 :陈磊(1982— , 男 , 重庆长寿人 , 博士研究生 , 主要从事蔬菜栽培生理研究。E 2mail :leichennjau @1631com 3通讯作者 E 2mail :ylzhu @njau.edu.cn 氮素不同形态配比对菜用大豆生长、种子抗氧化 酶活性及活性氧代谢的影响 陈 磊 , 朱月林 3, 杨立飞 , 王 聪

(南京农业大学园艺学院 , 江苏南京 210095 摘要 :通过蛭石盆栽试验 , 研究了氮素不同形态配比对菜用大豆 [G lycine max(L.Merr.]品种 “ 理想 95-1” 生长、种 子抗氧化酶活性及活性氧代谢的影响。结果表明 , 营养液中适宜的硝铵比(75∶ 25 有利于菜用大豆的生长发育 , 植 株具有最大生物量;在高比例的硝态氮(100% 和铵态氮(75% 处理下 , 植株的干重、鲜重及产量均显著降低 , 以硝 铵比为 25∶ 75处理下尤为显著。在适宜的硝铵比(75∶ 25和 50∶ 50 处理下 , 菜用大豆种子具有较低的抗氧化酶活性 , 活性氧代谢产物 O 2Η、过氧化氢(H 2O 2 和膜脂过氧化产物丙二醛(M DA 含量也较低 , 表明植株受到的氧化胁迫程度 较低;而在硝铵比为 25∶ 75处理中 , 抗氧化酶活性最高 ,O 2Η

生成速率、H 2O 2和 M DA 含量也最高 , 表明过多的铵态氮 对细胞膜造成了伤害 , 所受的氧化损伤程度较重。关键词 :氮素形态;菜用大豆;抗氧化酶;膜脂过氧化

中图分类号 :S64317;S1431文献标识码 :A :505X(E ffects of nitrogen , antioxidant enzyme of vegetable soybean CHE N Lei , ZH U Y ue 2lin 3, Y ANGLi 2fei , W ANG C ong(College o f Horticulture , Nanjing Agricultural Univer sity , Nanjing , Jiangsu 210095, China Abstract :Using the vermiculite culture , the effects of ratios of NO-32N and NH +42N on plant growth , seed antioxidant enzyme activities and reactive oxygen metabolism of vegetable s oybean [G lycine max(L.Merr.cv.Li 2xiang 95-1]were studied.The results show that the appropriate ratio of NO-32N and NH +42N is about 75∶ 25which is beneficial to the growth and development of the s oybean , and produces the maximum plant biomass.Under the treatment of excessive NO-3(100% or NH +4(75% , both biomass production and yields are decreased obviously , especially for the NH +4(75% treatment.In the NO-3∶ NH +4treatments of 75∶ 25and 50∶ 50, the activities of antioxidant enzymes are low , and the O 2Η

producing rate , hydrogen peroxide(H 2O 2 and malondiadehyde(MDA contents are als o low , therefore the de 2gree of oxidative stress is com paratively low.H owever , under the NO-3∶ NH +4treatment of 25∶ 75, the antioxidant enzyme activities , the O 2Η

producing rate , H 2O 2and MDA contents reach to their highest values.These results indicate that ex 2cessive NH +4is harm ful to cell membrane integrity , resulting in severe degree of oxidative damage in the seeds of veg 2etable s oybean.K ey w ords :nitrogen forms;vegetable s oybean;antioxidant enzyme activity;membrane lipid peroxidation

硝态氮和铵态氮是蔬菜作物吸收的两种主要氮 素形态 , 但是不同蔬菜作物对这两种氮素形态吸收、还原、运输、分布和同化等方面是截然不同的 , 从而

对蔬菜的生长和代谢产生不同的生理效应 [1-2]。赵

建荣等 [3]研究发现 , 氮素形态显著影响菠菜营养品 质和抗氧化酶活性 , 在完全供应铵态氮时 , 膜脂过氧

植物营养与肥料学报 2010,16(3 :768-772 Plant Nutrition and Fertilizer Science 化 程 度 较 高。朱 祝 军 等 [4]也 发 现 , 在 550μm ol/(m 2・ s 的光照强度下 , 氮素形态显著影响了菜 豆植株生长和抗氧化系统 , 在供应铵态氮的植株叶 片中 , 抗坏血酸过氧化物酶(APX、单脱氢抗坏血酸 还原酶(MDH AR 和谷胱甘肽还原酶(G R 活性均显 著增强。但是 , 目前氮素形态对蔬菜作物生长发育 后期生理响应的研究较少 , 而研究氮素不同形态的 合理配比对实现作物高产有着重要的现实意义。为 此 , 开展了在自然光照条件下不同氮素形态对菜用 大豆生长、种子抗氧化酶活性及活性氧代谢影响的 研究 , 旨在探讨氮素形态与酶促抗氧化系统在菜用 大豆子粒膨大过程中的生理机制 , 以期为无土栽培 和田间条件下 , 提高菜用大豆产量而进行合理施用 氮肥提供理论依据。

1材料与方法 11

1试验设计

试验于 2008年 3月 6日至 58 1” [G lycine max 2951], 购自。3月 6日 , 大豆 种子直播于上直径 40cm、下直径 25cm、高 35cm 的 塑料盆中 , 蛭石作基质 , 浇足底水后 , 每盆播 6粒种 子。真叶展开后 , 每盆留 4株长势一致的幼苗 , 生长 期间每盆每 3d 浇 110L 含有氮素不同形态配比的 改良 H oagland 营养液。植株生长在自然光照下 , 昼 /夜温度为

(28~30 ℃ /(20~22 ℃ , 温室相对湿度为 60%~80%, 日 最 高 光 照 强 度 在

500~850μm ol/(m 2・ s 范围内(采用美国 LI-C OR 公司生产的 LI-190S B 传感器测定。

在总氮浓度均为 16mm ol/L 的前提下 , 试验设 4个硝铵比(NO-32N ∶ NH +42N 处理 , 分别为 100∶ 0、75∶25、50∶ 50和 25∶ 75。每处理 5盆 ,3次重复。此外 , 营养 液 中 均 加 入 7μm ol/L 硝 化 抑 制 剂 双 氰 胺(DC D。处理所用改良 H oagland 营养液 , 其大量元 素组成如表 1, 微量元素的含量分别为(μm ol/L :B 140(H 3BO 3、Cu 100(CuS O 4・ 5H 2O、Mn 36(MnCl 2・ 4H 2O、Zn 46(ZnS O 4・ 7H 2O、Fe 30(Fe 2E DT A 和 M o 1(H 2M oO 2。

4月 8日始花 , 此后一周内每天挂牌标记开花 期 , 并记录每天的挂牌数 , 以此确立每天的开花数。4月 11日花数最多 , 试验即以该天开花形成的种子 为研究对象。

表

1处理用营养液中大量营养元素的组成

T able 1 Components of m acroelements in the nutrition solution under different treatments 无机盐 Inorganic salt 硝铵比 NO-32N ∶ NH +42N(NO-3+4 100:075:2550:5025:75 Ca(NO 3 24*** K NO 351751400 MgS O 4210210210210 NH 4H 2PO 4010110110110 K H 2PO 4110000 K Cl 110213717717 NH 4Cl 0215611917 CaCl 20115017214 11

2测定项目及方法

423(, 取同一天开花(4月 1次 , 共取 7(NBT 光还 ](S OD 活性;愈创木酚 法 [5]测 定 过 氧 化 物 酶(POD 活 性;过 氧 化 氢 酶(C AT 活性按照 Cakmak 等 [6]的方法测定;抗坏血酸 过氧化物酶(APX 活性按照 Nakano 等 [7]的方法测 定;O 2 Η

生 成 速 率 按 照 王 爱 国 等 [8]的 方 法 测 定;H 2O 2含量按照林植芳等 [9]的方法测定;硫代巴比 妥酸法(T BA 测定丙二醛(MDA 含量 [10]。5月 16日(花后 35d 进行生物量(茎叶、根系和百粒种子干 鲜重 的测定。

试验数据用 S AS 软件进行单因素方差分析 , 并 用 Duncan ’ s 新复极差法进行多重比较。

2结果与分析

1氮素不同形态配比对菜用大豆生物量的影响 表 2可知 , 不同硝铵比对菜用大豆的生长影响 显著 , 随着营养液中铵态氮比例的适当增加(25% ~50% , 菜用大豆植株茎叶、根系和种子百粒鲜重 显著增加 , 但在硝铵比为 75∶ 25和 50∶ 50处理下无 显著差异。营养液中过高的硝或铵比里例(100% NO-32N 和 75%NH +42N 均显著降低了菜用大豆的 鲜重 , 尤以硝铵比为 25∶ 75时最为显著。不同处理 菜用大豆植株茎叶、根系和种子的干重均达到显著 差异水平。与鲜重的变化规律相似 , 随着营养液中铵 态氮比例的适当增加 , 菜用大豆干物重也逐渐增加 , 在硝铵比为 75∶ 25时 , 菜用大豆干物重达到最大值 ,平均单株茎叶和根系干重分别达到 12156和 3178g 967 3期

陈磊 , 等 :氮素不同形态配比对菜用大豆生长、种子抗氧化酶活性及活性氧代谢的影响

表

2不同硝铵比对菜用大豆生物量的影响

T able 2 E ffect of N O-32N and NH +42N ratios on biom ass of vegetable soybean

硝铵比

NO-32N ∶ NH +42N 鲜重 Fresh weight 干重 Dry weight 茎叶(g/plant Shoot 根系(g/plant R oot 百粒种子重(g 1002seeds wt.茎叶(g/plant Shoot 根系(g/plant R oot 百粒种子重(g 100-seeds wt.100∶ 060168±0132b 15117±0154a 58113±1141b 9130±0135c 2125±0136c 16190±0133c 75∶ 2566104±0169a 17117±0132a 66174±1132a 12156±0164a 3178±0164a 22167±0147a 50∶ 5064145±0153a 16102±0177a 63144±1118a 10172±0147b 3119±0147b 19142±0138b 25∶ 75

49192±0126c 11146±0146b 51128±1109c 6187±0142d 1156±0142d 13186±0124d

注(N ote :数据为平均数 ±标准差 , n =3;同一列的数据后不同小写字母表示处理间的差异达 5%的显著水平M ean ±S D , n =3.Different small letters in a column are significant difference at 5%level.3178g;种子百粒干重可达 22167g , 分别是硝铵比

为 100∶ 0、50∶ 50、25∶ 75处理的 1134、1117和 1164倍。21

2氮素不同形态配比对菜用大豆不同发育时期

种子抗氧化酶活性的影响

从图 1可知 , 花后 12到 18d , 不同硝铵比显著 提高了种子 S OD 活性(图 1A , 态氮比例的增加 ,S OD 25∶ 75时 , 天数的增加(到 铵态氮(50% S OD 活性;在硝铵 比为 50∶ 50和 25∶ 75时 , 菜用大豆种子 S OD 活性分 别下降了 2615%和 3614%。而在硝铵比为 100∶ 0和 75∶ 25时 , 菜用大豆种子均能维持较高的 S OD 活性。在不同硝铵比处理下 , 菜用大豆种子的 POD 表现为 先上升后下降的趋势(图 1B。在硝铵比为 25∶ 75和 50∶ 50时 ,POD 活性上升幅度较大 , 但是前者下降 速度较慢 , 后者下降速率快;在不同硝铵比处理下 , POD 活性在 18到 21d 期间达到峰值 , 与花后 12d 时 POD 活性相比 , 硝铵比为 100∶ 0、75∶25、50∶ 50、25∶ 75分别增加了 4817%、4617%、5712%和 5811%。C AT 活性方面(图 1C , 在硝

铵比为 50∶ 50和 25∶ 75条件下 , 菜用大豆种子的 C AT 表现为先上升后下降 再缓慢上升的趋势 , 而在硝铵比为 100∶ 0和 75∶ 25时 ,C AT 活性表现为先上升后下降的趋势。在花后 30d ,C AT 活性随着营养液中铵态氮比例的增加而

升高 , 在硝铵比为 25∶ 75时 , 菜用大豆种子的 C AT 活 性分别是硝铵比为 100∶ 0、75∶25、50∶ 50处理的 1187、1168和 1122倍。213 氮素不同形态配比对菜用大豆不同发育时期

种子 O 2Η

生成速率、H 2O 2和 MDA 含量的影响

表 3看出 , 在不同硝铵比处理下 , 菜用大豆种子 中 O 2Η

生成速率表现为先迅速增加而后维持在较高 水平。营养液中适当比例的铵态氮(25%~50%

显

图

1不同硝铵比对菜用大豆种子抗氧化酶活性的影响 Fig.1 E ffects of N O-32N and NH +42N ratios on the activities of antioxid ant enzymes in seeds of vegetable soybean 著降低了 O 2Η

生成速率 , 较高比例的铵态氮处理下 , O 2Η

生成速率显著升高。花后 30d 时 , 硝铵比为 75∶ 25时 , 菜用大豆种子中 O 2Η

含量最低 , 分别是硝铵比

为 100∶ 0、50∶ 50、25∶ 75处理的 0174、0188和 0170倍。H 2O 2含量方面 , 在硝铵比为 100∶ 0和 25∶ 75时 , 菜用

77植 物 营 养 与 肥 料 学 报 16卷

大豆种子中 H 2O 2含量表现为先迅速增加而后维持

在较高水平, 而硝铵比为 75∶ 25和 50∶ 50时 ,H 2O 2含 量表现为开始无明显变化而后缓慢增加。适当的硝 铵比(25%~50% 处理下 ,H 2O 2含量较低。MDA 含 量方面 , 在不同硝铵比处理下 , 菜用大豆种子中 MDA 含量的变化与 H 2O 2含量变化相似。花后 18 到 30d , 营养液中高比例的铵态氮(75% 和硝态氮(100% 均使菜用大豆种子中 MDA 含量显著增加。花后 30d 时 , 在硝铵比为 75∶ 25时 , 菜用大豆种子中 MDA 含量最低 , 分别是硝铵比为 100∶ 0和 25∶ 75处 理的 0155倍和 0143倍。

表

3不同硝铵比对菜用大豆种子 O 2Η 生成速率、H 2O 2和 MDA 含量的影响 T able 3 E ffects of N O-32N and NH + 42N ratios on O 2 Η

producing rate , H 2O 2and MDA contents in seeds of vegetable soybean 项目 I tem 硝铵比

-+花后天数 Days after flowering(d 12***0O 2生成速率 O 2Ηproducing rate [μm ol/(min ・ g , F M] 100∶ 01132a 2112a 1176b 1186b 2101b 2132a 2114a 75∶ 251104b 1147d 1141d 1160c 1144b 1181b 1159c 50∶ 500190b 1165c 1162c 1145c 1165c 1174b 1180b 25∶ 751125a 1190b 1199a 2103a 2128a a 2126a H 2O 2含量

H 2O 2content(μm ol/g , F M 100∶ 00193a 1114a 1b 125b 2b 2155b 75∶ 250179a 0185a 0c 21c 111118c 50∶ 500187a 111c c 1156c 1131c 25∶ 751a a a 3114a 3143a 3124a M DA 含量 M DA(μm ol/g , F a 032a 0135b 0141b 0150b 0158b 01a 0121a 0122b 0120c 0125c 0126c 0132c 500123a 0124a 0126ab 0127c 0128c 0131c 0136c 25∶ 75 0131a 0131a 0131a 0140a 0154a

0162a 0175a

注(N ote :同一列的数据后不同小写字母表示处理间的差异达 5%的显著水平Different small letters in a column are significant at 5%level.3讨论

适宜的硝铵比对植物的生长发育和丰产都是非

常有 利 的 , 如 小 麦(Triticum aestivum L.[12]、菜 豆(Phaseolus vulgaris L.[4]、菠菜(Spinacia oleracea L.等 [13]。然而 ,Britto 等 [14]和 Cao 等 [15]认为 , 在高比 例的硝态氮或铵态氮处理下 , 过多的能量消耗用于 NO-3或 NH +4的转移 , 从而导致蛋白质和糖类合成 的减少或植物体内激素平衡的失调和细胞分裂素含 量急剧下降 [16], 降低氮同化能力 , 从而影响作物的 丰产。本研究表明 , 在硝铵比为 100∶ 0和 25∶ 75时 , 菜用大豆生物量显著降低 , 在硝铵比为 25∶ 75时表 现尤为显著。上述结果与 T abatabaei 等 [11]在草莓上 的研究基本结果一致 , 但不同的是 T abatabaei 等发现 在硝铵比为 50∶ 50时草莓具有最大的生物量 , 而本 试验发现硝铵比为 75∶ 25时菜用大豆具有最大的生 物量 , 这可能是由于不同的作物对 NO-3或 NH +4的 敏感性和嗜好性存在差异。

植物受到干旱、盐渍、温度等胁迫时 , 活性氧代 谢平衡被破坏 , 产生 O 2Η、H 2O

2、・ OH、1 O 2, 从而加快 膜脂过氧化进程 , 导致一系列生理生化代谢紊乱。

Medici 等 [17]和 Nim ptsch 等 [18]证实 , 过多的硝态氮或 铵态氮易诱导植物抗氧化酶(S OD、POD、C AT、APX

和 G R 活性的升高 , 表明过多的硝态氮或铵态氮会 对植株产生氧化胁迫。寿森炎等 [19]研究发现 , 在自 然光强下 , 供应铵态氮的植株生长受到明显抑制 , S OD、G R 等抗氧化酶活性及 O 2Η

生成速率、H 2O 2和 MDA 含量显著高于供应硝态氮的植株。赵建荣和 秦改花 [3]研究表明 , 在增加铵态氮比例时 ,POD、S OD 和 C AT 活性有所降低 , 而在完全供铵时 , 其活性达 到最高 ,MDA 含量也最高。本研究结果表明 , 在自 然光照下 , 不同硝铵比对菜用大豆种子发育过程中 的抗氧化系统有显著影响。在不同硝铵比处理下 , POD 和 C AT 活性随着营养液中铵态氮比例的增加 而逐渐升高。然而 , 高比例的硝态氮处理下 , 菜用大 豆种子抗氧化酶(POD 和 C AT 活性却维持在较低水平。在种子发育后期(花后 18到 30d , 硝铵比为 25∶ 75时 S OD 在抗氧化过程中没有起到关键的作 用 , 该结果与 Rios 2G onzalez 等 [20]对玉米的研究结果 相似。营养液中过多的硝态氮或铵态氮均使菜用大 豆种子中 O 2Η

生成速率、H 2O 2和 MDA 含量显著增 加。对菜用大豆 , 营养液中适当的硝铵比能使种子 773期

陈磊 , 等 :氮素不同形态配比对菜用大豆生长、种子抗氧化酶活性及活性氧代谢的影响

维持较低的抗氧化酶活性 , 活性氧代谢产物 O 2Η、H 2O 2和膜脂过氧化产物 MDA 含量也较低 , 表明氧 化胁迫伤害较轻。而在硝铵比为 25∶ 75时 , 抗氧化 酶活性最高 ,O 2Η

生成速率、H 2O 2和 MDA 含量也最 高 , 说明过多的铵态氮对细胞膜造成了伤害 , 细胞抗 氧化酶系统开始起作用。

综上所述 , 与完全供应硝态氮处理相比较 , 硝铵 比为 75∶ 25和 50∶ 50时菜用大豆的生物量显著提 高 , 尤以硝铵比为 75∶ 25时更为显著;而且抗氧化 酶(POD 和 C AT 活性、O 2Η

生成速率、H 2O 2和 MDA 含量均维持在较低水平, 表明所受的氧化胁迫程度 最低。可见 , 不同硝铵比氮素营养对菜用大豆种子 发育过程中的抗氧化系统产生了显著的影响 , 说明 不同氮素形态处理下抗氧化系统和活性氧代谢与菜 用大豆丰产有着密切的相关性。关于这方面的分子 生物学依据 , 有待深入研究。参 考 文 献 : [1] D ong C X , Shen Q R , changes in of-3N NH +4].Pedosphere ,-[2] Lenka V , Edita , Olga V et al.G rowth and biomass allocation of sweet flag(Acorus calamus L.under different nutrient conditions[J].Hydrobiologia , 2004, 518:9-221 [3]

赵建荣 , 秦改花.不同氮形态配比对菠菜营养品质及抗氧化酶 活性的影响 [J].土壤通报 ,2008,39(5 :1067-10701 Zhao J R , Qin G H.E ffect of nitrogen forms on nutritional quality and antioxidative enzyme activities of spinach [J].Chin.J.S oil Sci., 2008, 39(5 :1067-10701 [4]

朱祝军 , 寿森炎 ,Joska G erendas , 等.氮素形态和光照强度对菜 豆生长和抗氧化酶活性的影响 [J].浙江大学学报(农业与生 命科学版 ,1998,24(1 :51-561 Zhu Z J , Shou S Y, G erendas J et al.E ffect of light intensity and nitrogen form on the growth and the activities of antioxidative enzymes in French bean[J].J.Zhejiang Univ.(Agr.&LifeSci., 1998, 24(1 :51-561 [5]

李合生.植物生理生化实验原理和技术 [M].北京 :高等教育

出版社 ,20001 Li H S.Principles and techniques of plant physiological and biochem i 2cal experiments[M].Beijing :Higher Education Press , 20001[6] Cakmak I , M arschner H.M agnesium deficiency and high light intensi 2 ty enhance activities of superoxide dismutase , ascorbate peroxidase and glutathione reductase in bean leaves [J].Plant Physiol., 1992, 98:1222-12271 [7] Nakano Y, Asada K.Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate 2 specific peroxidase in spinach chloroplasts [J].Plant Cell Physiol., 1981, 22:867-8801 [8]

王爱国 , 罗广华.植物的超氧物自由基与羟胺反应的定量关系 [J].植物生理学通讯 ,1990,(6 :55-571 W ang A G, Luo G H.Quantitative relationship between the reaction of hydroxylam ine and superoxide anion radicals in plants[J].Plant Physi 2ol.C ommun., 1990,(6 :55-571 [9]

林植芳 , 李双顺 , 林桂珠 , 等.衰老叶片和叶绿体中 H 2O 2的累 积与膜脂过氧化的关系 [J].植物生理与分子生物学学报 , 1988,14(1 :12-161 Lin Z F , Li S S , Lin G Z et al.The accumulation of hydrogen perox 2ide in senescing leaves and chloroplasts in relation to lipid peroxidation [J].Acta Phytophysiol.S in., 1988, 14(1 :12-161 [10]

杨立飞 , 朱月林 , 胡春梅 , 等.NaCl 胁迫对嫁接黄瓜膜脂过氧

化、渗透调节物质含量及光合特性的影响 [J].西北植物学 报 ,2006,26(6 :1195-12001 Y ang L F , Zhu Y L , Hu C M et al.E ffects of NaCl stress on the contents of the substances regulating membrane lipid oxidation and os 2m osis and photosynthetic characteristics of grafted cucumber[J].Acta Bot.Borea.-Occid.S in., 2006, 26(6 :1195-12001 [11] T abatabaei S J , Y usefi M , Hajiloo J.E of shading and NO-3: NH +4the yield , in strawberry[J].Sci.H ort.,-]L , L and N effects on the of triticale , wheat and rye[J].A 2J., 1981, 73:47-511 ]

张英鹏 , 林咸永 , 章永松 , 等.不同氮素形态对菠菜生长及体

内抗氧化酶活性的影响 [J].浙江大学学报(农业与生命科学 版 ,2006,32(2 :139-1441 Zhang Y P , Lin X Y, Zhang Y S et al.E ffect of nitrogen forms on the growth and antioxidative enzyme activities of spinach[J].J.Zhe 2jiang Univ.(Agr.&LifeSci., 2006, 32(2 :139-1441[14] Britto D T , S iddiqi M Y, G lass A D M et al.Futile transmembrane NH +4cycling :a cellular hypothesis to explain amm onium toxicity in plants[J].PNAS , 2001, 98:4255-42581 [15] Cao T , Ni L Y, X ie P.Acute biochem ical responses of a submersed macrophyte , Potamogeton crispus L., to high amm onium in an aquar 2ium experiment[J].J.Freshwater Ecol., 2004, 19:279-2841[16] W alch 2Liu P , Neumann G, Bangerth F et al.Rapid effects of nitro 2

gen form on leaf m orphogenesis in tobacco[J].J.Exp.Bot., 2000, 51:227-2371 [17] M edici L O , Azevedo R A , Sm ith R J et al.The in fluence of nitro 2 gen supply on antioxidant enzymes in plant roots[J].Funct.Plant Bi 2ol., 2004, 31:1-91 [18] Nim ptsch J , P flugmacher S.Amm onia triggers the prom otion of oxida 2 tive stress in the aquatic macrophyte Myriophyllum mattogrossense [J].Chem osphere , 2007, 66:708-7141 [19]

抗氧化代谢 第3篇

1 材料与方法

1 . 1 实验分组及流程

实验对象为山西大学体育学院2012级体育学专业男生,共16名,随机分为实验组A(补充虾青素)和对照组B(补充安慰剂),每组8人。

所有受试者于实验第一天进行第一次取血,取血后尽快检测实验组和对照组之血液的抗氧化指数及血脂各指标的含量。实验组于当晚9时开始口服虾青素软胶囊(艾诗特牌,含虾青素9 mg,购自湖北雅仕达生物技术有限公司),以后每晚9时服用相同剂量的虾青素,连续服用28天;对照组服用外观相似的安慰剂(淀粉胶囊) 28天。服用28天后,第二次取血,检测两组受试者的抗氧化指数与血脂各指标代谢值。随后受试者做无氧运动,即全力骑功率自行车30 s×3/间歇3 min(负荷为0.075 kg/kg体重)。运动负荷实验结束后,即刻进行第三次取血,使用相同方法分析各组运动后血液的抗氧化指数和血脂各指标代谢值。

1 . 2 实验所用仪器、设备与试剂

Monark874E定量负荷功率自行车(瑞典产)、CR3000RC氧自由基生化分析仪(由伊曼国际贸易(上海)有限公司提供)、D2O(美国默克试剂公司)、试剂盒(均为意大利Callegari公司)选用抗氧化指标测试盒(FORD)、高密度脂蛋白测试盒和总胆固醇测试盒。

1 . 3 血样采集及主要指标测定

血样采集均为指尖取血。指尖取血即将每次采集的受试者血样分三管,直接放入上述三类测试盒并做好标记。

注:*表示与对照组比较P<0.05;##表示与服用前比较P<0.01。

注:#表示与服用前比较P<0.05。

FORD的测定按测试盒的操作说明进行、高密度脂蛋白的测定操作方法依照测试手册进行、总胆固醇的测定按测试盒的说明书 进行。

1.4 统计学分析

研究运用SPSS19.0软件对数据进行了比较分析。

2 结果

2 . 1 服用虾青素对机体血液代谢指标的影响

2.1.1 服用虾青素前后机体抗氧化指标的变化

如表1所示,在服用虾青素前,两组的抗氧化指数均数无显著性差异;对照组在服用安慰剂前后机体的抗氧化指数也无统计学差异(P>0.05)。实验组在服用虾青素28天后,机体的抗氧化指标具有非常显著性差异(P=0.002<0.01)。此外,实验组服用虾青素软胶囊28天后与对照组服用安慰剂28天后相比,抗氧化指标具有显著性差异(P=0.032<0.05)。

2.1.2 服用虾青素前后机体高密度脂蛋白和总胆固醇含量的 变 化

如表2所示,在服用虾青素前,两组的高密度脂蛋白均数无显著性差异;对照组在服用安慰剂前后机体的高密度脂蛋白也无统计学差异(P>0.05)。实验组在服用虾青素28天后,运动机体的高密度脂蛋白无显著性差异。此外,实验组服用虾青素软胶囊28天后与对照组服用安慰剂28天后相比,运动机体的高密度脂蛋白也无显著性差异(P>0.05)。

在服用虾青素前,两组的总胆固醇含量无显著性差异;对照组在服用安慰剂前后机体的总胆固醇也无统计学差异(P>0.05)。实验组在 服用虾青 素28天后,机体的总 胆固醇含 量有显著 性差异 (P=0.017<0.05)。此外,实验组服用虾青素软胶囊28天后与对照组服用安慰剂28天后相比,运动机体的总胆固醇含量无显著性差异 (P>0.05)。

注:*表示与对照组比较P<0.05;##表示与运动前比较P<0. 01。

2 . 2 无氧运动对机体血液代谢指标的影响

2.2.1 无氧运动前后机体抗氧化指标 的变化

如表3所示,所有受试者在急性大强度运动后机体的抗氧化指数均有所下降。对照组的抗氧化指数在运动前后具有非常显著性差异(P=0.005<0.01),实验组也有非常显著性差异(P=0.003<0.01)。运动后,实验组抗氧化指数均值明显高于对照组,差异显著(P<0.05)。

2.2.2 无氧运动前后机体内高密度脂蛋白和总胆固醇含量的 变 化

如表4所示,所有受试者在急性大强度运动后机体高密度脂蛋白均有所下降。对照组的高密度脂蛋白在运动前后不具有统计学差异,实验组亦不具有统计学差异(P>0.05)。运动后,实验组的高密度脂蛋白与对照组之间未见统计学差异(P>0.05)。

所有受试 者在高强 度运动后 机体的总 胆固醇含 量都有所 上升。对照组的总胆固醇含量在运动前后不具有统计学差异,实验组亦不具有统计学差异(P>0.05)。运动后,实验组的总胆固醇含量与对照组之间未见统计学差异(P>0.05)。

3 讨论

(1)实验组在服用了虾青素后,抗氧化指数获得了明显提升,且服用虾青素和急性运动后,实验组的抗氧化指数始终显著高于对照组。这表明虾青素作为药物补充后,增强了运动机体的抗氧化能力。

(2)服用虾青素后,实验组的高密度脂蛋白含量有一定程度的升高,而服用安慰剂的对照组高密度脂蛋白却缓缓下降;运动后, 实验组和对照组的高密度脂蛋白水平均呈不同程度的下降。这表明大强度运动能在一定程度上降低高密度脂蛋白的水平。

(3)服用虾青素后,两组的总胆固醇含量均有所下降;运动后两组运动机体的总胆固醇含量有所上升,但实验组比对照组上升幅度大一些。由于总胆固醇的高水平与高血脂症、动脉粥样硬化、胆总管阻塞等疾病的患病风险成正相关,故理论上运动后,实验组的总胆固醇水平上升幅度应小一些,但本实验中,结果与此相反,原因可能为人群总胆固醇水平的高低不但取决于生活方式,也取决于遗传因素。本实验的原始数据中,对照组有3人次的总胆固醇含量超过220 mg/dl(还有1人次在200~220之间),然而实验组只有1人次超过此值(无人在200~220之间),而正常人的总胆固醇含量值在220 mg/dl以下,正是由于这些异常值导致了分析结果与正常结果的偏离。

摘要：该文采用分组实验法研究了虾青素对运动人体抗氧化指标及血脂代谢物水平的影响。结果发现:服用虾青素28天后,抗氧化指数显著升高,总胆固醇含量显著降低,但高密度脂蛋白水平未见明显改变。急性大强度运动后,抗氧化指数显著降低,而总胆固醇含量和高密度脂蛋白水平的变化不显著。结论:虾青素能有效提高运动人体的抗氧化指数并能缓解运动后抗氧化指数的降低,但对血脂代谢物水平则不具有明显的调节能力。

抗氧化代谢 第4篇

So the study of the genetic mechanism of copper homeostasis is always hot in recently years. Until now some genes involved in copper tolerance of cells have been identified and cloned. Three kinds of microbes, Enterococcus hirae, Pseudomonas syringae and Escherichia coli are mostly studied: the gram-positive pathogen Enterococcus hirae is one of the best understood microbe including a copper transport and resistance system[8], and there are two genes called copA and copB which determine respectively uptake and efflux P-type ATPases; in Pseudomonas syringae, the two regulatory genes, copR and copS, and four structural genes, copABCD, are found[9,10], this system is conferred by plasmid; in Escherichia coli, the PcoABCDRS gene products[9,11] and Chromosomal cutABCDEF gene also are described to be related to copper resistance[12]. CopA, an E. coli Cu (I) -translocating P-type ATPase is also revealed by Christopher et al.[13].

Acidithiobacillus ferrooxidans, as an important microbiology in bioleaching industry, lives in extreme environments which are high proton and metal concentration[14]. In spite of their better resistance to copper ion compared with most heterotrophic bacteria[15], the mechanism of it is still unknown. Some studies also have been done focusing on it[16,17,18,19], but no genes have been identified to involve in copper tolerance in this extremophilic microorganism. Recently, the A.ferrooxidans ATCC23270 genome has been sequenced by The Institute for Genomic Research and the data is available in on-line database (http://www.tigr.org) . In the database, four genes are annotated to be related to copper homeostasis. their Locus is AFE0329, AFE-0454, AFE0663, and AFE1073 respectively (in present study, we name these genes Afe0329, Afe0454, Afe0663, Afe1073 and their proteins AFE0329, AFE0454, AFE0663, and AFE1073 respectively) . Among these four genes, two of them, Afe0329 and Afe0663, which are high homologous, have been verified with experimental research by Yanjie et al. (unpublished) , but no experimental research about Afe0454 (1095bp) and Afe1073 (2436bp) has been reported until now. In this article, the role identification about gene Afe0454 and Afe1073 playing in copper homeostasis in A.ferrooxidans was carried out for the first time. The results support that compared with Afe0454, Afe1073 seems more obvious and significant in the mechanism of copper homeostasis of A.ferrooxidans.

1 Materials and Methods

1.1 Materials

1.1.1 Experimental materials

The strains, plasmids and primers used in this study were shown in Table 1. All primer pairs designed in this study were employed Primer Premier 5 based on the A.ferrooxidans ATCC23270 genome sequence in TIGR database (http://www.tigr.org) (CMR Version Number: Version 18.0) . Plasmid pAfe0454, in which Afe0454 was controlled by the T7 promoter, was created by PCR amplification of Afe0454 chromosomal DNA by using forward primer f0454hb and reverse primer r0454hb (Table 1) . The PCR product (was justified by sequencing) was digested with BamHⅠ and HindⅢ and cloned into BamHⅠ-HindⅢ digested pLM1 expression vector resulting in the plasmid pAfe0454. In pAfe0454, Afe0454 was in-frame with the sequence for six histidine codons. The plasmid pAfe1073 was gained in the same method as pAfe0454, only using primer pair f1073hb and r1073hb instead f0454hb and r0454hb.

a. Rensing, [13]; Sodeoka, [27]; ATCC, American Type Culture Collection.

1.1.2 Reangents and instruments

TRIZOL reagent, Superscript Ⅲ RNase H-reverse transcriptase and random hexamers were purchased from Invitrogen. RNeasy Mini Kit instructions and RNase-free DNase set came from QIAGEN. the SYBR Green Realtime PCR MasterMix was obteined from TOYOBO CO.LTD. The MyiQTM single color Real-time PCR Detection systerm was from BIO-Rad.

1.1.3 Culture conditions

A.ferrooxidans ATCC23270 was cultivated at 30℃ in oxidation conditions (170rpm) in Fe (Ⅱ) -medium as published previously[20]. To study the effect of copper on the cells, the medium was amended to contain 10g/L Cu2+ by the addition of an appropriate volume of a CuSO45H2O stock solution (pH 2.0 with sulfuric acid) , sterilized by membrane filtration (Millipore 0.22μm) . E.coli cells were cultivated in LB medium[21].

1.2 Methods

1.2.1 RNA preparation and cDNA synthesis

The mid logarithmic cultures were harvested by centrifugation at 4℃ and immediately processed for RNA extraction. Cells were washed in H2SO4 (pH adjusted) to remove iron traces before further treatment. Total cellular RNA was isolated using TRIZOL reagent following the manufacturer's protocol. RNA extracts were purified according to the RNeasy Mini Kit instructions, and on-column DNase digestion was performed with an RNase-free DNase set to remove genomic DNA contamination, according to the manufacturer's procedure.

The cDNA synthesis was performed with Superscript Ⅲ RNase H-reverse transcriptase, with random hexamers according to the manufacturer's procedure. Each sample was performed three times, using RNA from independent cultures.

1.2.2 Real-time quantitative PCR

The relative abundance of RNA expressed by the target gene of A.ferrooxidans cultivated in the medium with Cu2+ and the medium without is measured by Real-time PCR with the MyiQTM single color Real-time PCR Detection systerm and the SYBR Green Realtime PCR MasterMix. The rrs (16S rRNA) gene was used as reference standard. Primer pairs (forward and reverse, respectably) were designed to yield products of 100-250bp: primer pairs 0454F297 and 0454R452 could bind with Afe0454; 1073F2115 and 1073R2226 could bind with Afe1073; and primer pairs 695R16S and 457F16S (Table 1) could bind with rrs gene. The Real-time quantitative PCR was carried out in an the MyiQTM single color Real-Time PCR Detection system that measured the increases in fluorescence resulting from the incorporation of SYBR green dye into double-strand DNA. Real-time PCR data acquisition and analysis were performed with the Optical system software (Version 1.0) according to the manufacturer's instructions.

The Real-time PCR quantification was performed three times, using RNA samples from independent cultures.

1.2.3 Reverse transcriptase-PCR

Reverse transcriptase-PCR was carried out in order to identify cotranscribed genes. With the cDNA synthesized by the RNA which prepared from mid logarithmic A.ferrooxidans cultivated in presence of copper ion medium as template, the PCR amplification were carried out with the following program: 94℃ for 4min; 35 cycles of 40s at 94℃, 30s at 55℃, 20s at 72℃; 72℃ for 7min; hold at 4℃. Oligonucleotides 0454-0453F and 0454-0453R were used as primer pair, forward primer 0454-0453F could bind to the gene Afe0453 (the locus was AFE0453 in sequence database of A.ferrooxidans) , and reverse primer 0454-0453R could bind to Afe0454 (Fig.1) .

For each Reverse transcriptase-PCR experiment, three controls were performed: one without template as a negative control to detect any contamination (Lane1 in Fig. 1) , one with RNA but without reverse transcriptase to check that there were no DNA traces in the RNA preparation (Lane2 in Fig. 1) , one with genomic DNA as a control for PCR amplification (Lane4 in Fig. 1) . The amplification products were analyzed by electrophoresis on a 2% agarose gel and stained with ethidium bromide.

Lanes: 1, no template; 2, total RNA from ATCC 23270 strain as template but without reverse transcriptase; 3, total RNA from ATCC 23270 strain as template; 4, chromosomal DNA from ATCC 33020 strain as template.

1.2.4 Bioinformatic analysis

Vector NTI (version7.1) was used to the general sequence operated. Blast (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/Blast.cgi) was used to blast the homologous sequence. The location of protein was analyzed by PSORTb v.2.0 (http//www.psort.org) . With TMHMM Server v.2.0 (http//www. cbs.dtu.dk/services/TMHMM-2.0) , prediction of transmembrane helices in proteins was carried out.

1.2.5 Copper tolerance of E.coli assays

Plasmid pAfe0454 and pAfe1073 were transformed into competent E.coli DW3110 cells to construct E.coli DW3110pAfe0454 and DW3110pAfe1073 respectively. Assays to determine resistance to copper were carried out in LB, overnight cultures were diluted 100 fold in the same medium, and incubated for 6 h with appropriated concentration of CuSO4 at 37℃ with shaking, 0.5mmol/L IPTG also was added into the medium to induce the protein expression. The growth was monitored from the absorbance at 600nm.

2 Results and Analysis

2.1 Gene response to copper stress

In order to disclose the response of Afe0454 and Afe1073 to copper stress, the relative abundance of RNA expressed by these genes of A.ferrooxidans ATCC23270 cultivated in absence and presence of copper ion medium was assayed by Real-time PCR. The results showed that, in contrast with the rrs gene used as reference standard, which did not show any significant difference, the RNA expressed by Afe1073 was more abundant in presence of copper ion medium than absence of copper by 30.5 fold. Whereas, the RNA expressed by Afe0454 in presence of copper ion medium was only 3.8 fold as much as in absence of it.

2.2 Assay the cotranscribed genes

From the annotated information of the TIGR database, we noticed that gene Afe0453, which located near Afe0454 in the genome of A.ferrooxidans, had the same transcription orientation (Fig.1) . Generally, in prokaryotic cells, genes having the same or correlative function were located near in the genome, even in an operon or in a transcripton. So, with the primer pair 0454-0453F and 0454-0453R, Reverse transcriptase-PCR was carried out to identify their transcription. If Afe0453 and Afe0454 were in a single transcripton, the products of Reverse transcriptase-PCR with the cDNA synthesized by the RNA which prepared from mid logarithmic A.ferrooxidans ATCC23270 cultivated in presence of copper ion medium as temple could be seen by electrophoresis on a 2% agarose gel. From the Fig.1, we knew that the negative control Lane1 and Lane2 had no bind, and there was a bright bind in the positive control Lane4, a bright bind was shown in sample Lane3. This suggested that Afe0454 and Afe0453, whose function was also unknown according the annotated information in TIGR database, were really cotranscribed, so it could be inferred that they had correlative function. In addition, the near gene Afe0452 and Afe0455 (the locus was AFE0452 and AFE0455 respectively in TIGR database) in the genome sequence had the differential transcription orientation (Fig. 1) , so they should do not cotranscribe with Afe0453 and Afe0454. This was also verified by Reverse transcriptase-PCR (data not show) .Besides, Afe1073 and the near gene Afe1072, Afe1074 in the genome (the locus was AFE1072 and AFE1074 respectively) were differential transcription orientation (Fig.1) . So, the transcripton of Afe1073 must just have only one gene, Afe1073. This was also verified by Reverse transcriptase-PCR (data not show) .

2.3 Sequence analysis by bioinformatic approach

The sequence characteristics and structures of proteins had been analyzed. The results showed that protein AFE1073 was an eight transmembrane protein. All the conserved domains of P1b-type ATPase, including conserved ATP binding site (GEGxNDxP) , phosphorylation domain (DKTGT) , and phosphatase domain (TGEP) (Fig. 2, indicated in green) ; CPC motif, CXXC motif that were proposed metal binding domain and HP motif (Fig. 2, indicated in yellow) [22], could be found in AFE1073. In addition, the true signature for the P1b1-type ATPase group: CPC (X) 6P sequence in H6 (the sixth transmembrane helix) , ALGLAT sequence between CPC and the Pro in the cytoplasmic end of H6, M (Xxx) 2SS sequence in H8, NX (6) YNX (4) PX (5, 25) PX (6) MXXSSX (5) [NS][23], were also found in AFE1073 sequence. All of these suggested that AFE1073 was a kind of P1b1-type ATPase which pumped Cu+ and Ag+ through membrane[23].

However, the protein AFE0454 had no any character domain and sequence of P-type ATPase, we just knew that it was a transmembrane protein which had eight transmembrane helices from the result of THMM Severs. Besides, the function of Afe0453, which cotranscribed with Afe0454, was also unknown. With PSORTb v.2.0, the location of AFE0453 was still unknown. Despite the NCBI database been Blasted by the sequence AFE0454 and AFE0453, no significative homologous sequence had been obtained.

Transmembrane helices and conserved structural elements common to all P-type ATPases are indicated in green; membrane helices and features only present in P1b-type ATPase are colored yellow; and conserved motif of P1b1-type ATPase are indicated in pink.

2.4 Copper tolerance of E.coli assay

Afe1073 was cloned and transformed into a P1b-type ATPase disrupted E.coli strain DW3110 to construct DW3110pAfe1073. DW3110 was a copper sensitive phenotype of E.coli in which P1b-type ATPase had been disrupted by insertion of a kanamycin gene through homologous recombination[13]. The effect of CuSO4 on the growth in liquid LB medium of the DW3110pAfe1073 was compared with the DW3110 and wild type W3110. As expected, the cloned Afe1073 could enhance the resistance of DW3110 to copper (Fig.3) . Although the Absorbance value of DW3110pAfe1073 was lower than that of W3110 (maybe this was due to the differential physiologic characteristics between A.ferrooxidans and E.coli) , the result still well suggested the role played by Afe1073 in copper tolerance.

The same assay was carried out with Afe0454, but the result showed that the P1b-type ATPase disrupted E.coli DW3110 could not rescued by complementation by plasmid pAfe0454.

The copper sensitive phenotype of E.coli DW3110 could be partially rescued by complementation by plasmid carrying Afe1073 from A.ferrooxidans.

3 Discussion

The annotated gene Afe1073 and Afe0454 of A.ferrooxidans involved in copper homeostasis in the on-line TIGR database are the first time to be verified by experimental research after the complete sequence of A.ferrooxidans became available. It shows that the annotated information in the A.ferrooxidans sequence database can well direct experiment, but it must be verified and complemented by experiment approach. In present study, the differences between Afe1073 and Afe0454 are apparent; the results support that the role of Afe1073 is more obvious and significant in the procedure of copper homeostasis in A.ferrooxidans compared with Afe0454 which cotranscribes with the unknown function gene Afe0453. This is also a useful complementary work to the crude annotated information in the sequence database of A.ferrooxidans, although the further study is necessary to understand the role of Afe0454 and its cotranscribed gene Afe0453.

About whether the A.ferrooxidans has the mechanism of copper homeostasis like some other microorganisms which includes copper uptake and efflux P-type ATPases[24,25], except the annotated information in TIGR database and bioinformatic prediction by Barreto et al.[26], no experimental verification has been reported. In another study, Yanjie et al. verifies that Afe0329, which is supported to express a P1b3-type ATPase, also plays a crucial role in this procedure (unpublished) . In this article, Afe1073 with all character domains of P1b1-type ATPase, is also intensive response to copper stress and can rescue the P1b-type ATPase disrupted E.coli. This provides another well experimental proof besides Afe0329 about the existence of the copper homeostasis mechanism involving P-type ATPase like some other microorganisms in A.ferrooxidans. It lets us get a further step to understand the mechanism of copper homeostasis of this extremophilic microorganism.

4 Acknowledgements

抗氧化代谢 第5篇

1 氧化应激的病理机制

氧化应激[2]是指高活性分子(如活性氧簇,ROS)在体内累积过多,超出抗氧化系统的清除能力,导致细胞损伤。 生理状况下,体内的氧化与抗氧化系统维持在平衡状态中,当这一平衡体系遭到破坏,氧自由基生成过多或/和清除减少,蓄积在体内,导致细胞脂质过氧化,损伤溶酶体、线粒体[3]。

氧化应激水平可以通过抗氧化酶系水平、非酶系抗氧化水平及氧化产物水平来检测。 抗氧化酶系包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等;非酶抗氧化系统包括多种维生素、辅酶Q等;氧化产物包括DNA、蛋白质及8-羟基脱氧鸟苷酸(8-OHd G)、8-异前列腺素F2a(8-iso-PGF2a) 和丙二醛 (MDA) 等脂类的氧化产物[4]。SOD是生物体内重要的抗氧化酶 , 其水平的高低可以反映机体抗氧化能力的大小[5]。 MDA是脂质过氧化代谢的毒性终产物,其含量直接反映体内脂质过氧化的速率和强度,并可间接反映机体清除自由基的能力[6]。 8-iso-PGF2a是异前列腺素的主要成分,其含量稳定且特异性强,能反映体内氧化应激水平并与疾病严重程度相关, 是目前国际上公认的一种新型评价DNA氧化损伤和氧化应激状态的敏感指标[7]。 因此,通过检测ROS、8-iso-PGF2a、8-OHd G以及氧化产物MDA等标志物的水平, 可以反映机体内氧化应激水平;检测SOD、CAT和GSH等指标的水平,可以反映机体的抗氧化能力。

2 不同糖代谢状态与氧化应激

在糖尿病前期,包括糖尿病高危人群、糖耐量受损(IGT)或空腹血糖调节受损(IFG)的患者中,随着氧自由基及氧化应激产物的生成, 机体也具备一定的抗氧化应激能力,发挥代偿作用,使氧化和抗氧化系统维持在相对稳定的平衡状态[8]。 随着病情进展 ,机体氧化应激水平升高,抗氧化能力下降,抗氧化失代偿,氧化与抗氧化水平失衡。 蔡伟等[9]的研究结果表明, 经校正性别和年龄后,IGT患者血清SOD和GSH水平明显低于NGT者,而血清ROS和MDA水平明显高于NGT者,差异具有统计学意义(P < 0.05)。表明IGT患者体内存在高氧化应激状态, 而抗氧化能力下降。

许多学者通过动物实验证实[10], 糖尿病的初期 ,在肺、前列腺、肾脏等脏器的组织细胞内均已存在氧化应激反应。 研究表明,高血糖状态可使ROS过度表达,并抑制胰岛素转录激活因子的表达,使葡萄糖合成己糖胺的旁路增多, 并且机体多种蛋白质形成的AGES与胰岛 β 细胞上的AGES受体结合 ,发生氧化反应,使胰岛 β 细胞产生过多的氧化应激产物[11]。 而糖尿病患者抗氧化酶的活性下降,机体抗氧化能力失代偿, 过多的氧自由基及氧化应激产物在体内累积,使抗氧化水平更进一步下降,机体氧化和抗氧化系统失衡[12]。 研究发现,糖尿病患者红细胞内ATP含量下降与抗氧化酶SOD的活性下降密切相关[13]。随着糖尿病的病程延长,脂质过氧化物MDA水平逐渐升高。表明2型糖尿病患者体内氧化与抗氧化水平失衡,氧化应激水平升高。

实验证实[14],反映机体脂质过氧化物程度的血清MDA水平在NGT、IFG、IGT、2型糖尿病 (T2DM)组呈依次增高趋势,IFG、IGT、T2DM组均高于NGT组,差异均有统计学意义;IGT及T2DM组高于IFG组,差异均有统计学意义;IGT组高于T2DM组, 但差异无统计学意义。 而反映机体抗氧化水平的血清SOD水平在NGT、IFG、IGT及T2DM组呈逐渐 减低趋势 ,T2DM组低于NGT组, 差异有统计学意义 ; 但IFG、IGT及T2DM组间差异均无统计学意义 。 这充分表明,随着糖代谢紊乱加重,体内自由基生成增加,抗氧化能力下降, 氧化应激水平升高, 氧化与抗氧化失衡。 经进一步研究发现[15],血清MDA水平与胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)呈正相关 ,血清SOD水平与HOMA-IR呈负相关, 这表明氧化应激可能导致胰岛素抵抗(IR)及降低胰岛 β 细胞功能。其机制可能是氧化应激产生了大量ROS,激活了多种氧化还原敏感信号途径,阻碍了胰岛素信号转导通路,进而又加重了IR,导致T2DM进一步恶化。 ROS能直接作用于胰岛β 细胞 ,使胰岛 β 细胞膜脂质过氧化,细胞信号转导异常,破坏DNA,影响蛋白的表达,细胞凋亡增加,细胞功能下降[16]。

3 不同糖代谢状态及动脉粥样硬化与氧化应激

戴青原等[17]发现,糖尿病前期未出现血管并发症之前, 就已经出现血管内皮功能紊乱, 并且IFG和IGT的并存会加重内皮舒张功能受损及促进动脉粥样斑块的形成。 葡萄糖负荷后血管内皮功能与高血糖的程度有关[18],抗氧化剂可以改善高血糖引起的血管内皮功能损害,提示高血糖损伤血管内皮可能与氧化应激有关。 IR本身可促进动脉粥样硬化的形成,而且IR与冠脉严重程度和冠脉病变支数相关 , 胰岛素敏感指数与冠状动脉病变程度也呈独立相关[19]。 IR可能通过进一步加重氧化应激, 促进动脉粥样硬化形成。吴茂红等[20]研究发现,IR可导致氧自由基的生成及活性增加,损伤内皮细胞,使单核细胞向平滑肌细胞浸润并释放炎症因子,促进平滑肌细胞增殖、移行和发生炎性免疫反应, 导致动脉粥样硬化病变的发生、发展。 而补充SOD仿制品,能够迅速恢复IR个体受损的动脉血管舒张反应, 证实氧化应激在IR致动脉粥样硬化中的作用。

动脉粥样硬化的发生发展与氧化应激有着密切关系,氧自由基在冠状动脉粥样硬化发病机制中的作用受到普遍关注,冠状动脉粥样硬化发生发展的某些病理过程和环节与氧自由基对动脉内膜的损伤有关[21]。骆莹莹等[22]发现,氧自由基参与了冠状动脉微血管痉挛性心绞痛的发病,冠脉微血管功能障碍是氧自由基通过损伤血管内皮细胞而发挥作用的。 研究表明, 初发糖尿病患者体内已存在明显的氧化应激,且氧化应激的程度越重, 动脉粥样硬化病变越严重[23]。黄宇理等[24]的研究表明,冠状动脉单支、双支、三支病变患者血浆8-iso-PGF2a水平及IR水平随着冠状动脉狭窄程度的加重的升高。 Logistic回归分析表明,血浆8-iso-PGF2a及IR均是冠心病的独立危险因子[25]。研究表明, 单纯冠心病患者SOD明显低于正常对照组,MDA明显高于正常对照组,差异有显著性[26]。 提示单纯冠心病患者体内已存在氧化应激,且机体抗氧化能力减弱。

4 不同糖代谢状态合并冠心病与氧化应激

8-OHd G是DNA氧化损伤产物 , 是评价氧化应激状态的敏感指标, 也可早期评价IR及胰岛 β 细胞的损伤[27]。 经多元回归分析 ,冠心病合并T2DM组血8-OHd G与HOMA-IR和Hb A1c分别呈独立正相关,表明氧化应激是冠心病和糖尿病共同的病理机制[28]。而糖尿病又是冠心病的独立危险因素,那么糖尿病合并冠心病的发生发展与氧化应激的关系是怎样的呢?通过测定血/尿8-OHd G可反映不同糖代谢状态合并稳定性冠心病患者氧化应激状态[29],血8-OHd G在糖尿病前期及初诊糖尿病患者中水平依次增高,且糖尿病患者尿8-OHd G含量显著高于正常对照组,表明在糖尿病前期及初期已存在DNA氧化损伤, 且随着病情进展,损伤程度逐渐加重。

5 小结

冠心病是威胁人类健康的首要疾病之一,随着生活水平的提高和人口老龄化日益加重,冠心病的发病率呈逐年上升趋势。 糖尿病是冠心病的独立危险因素,糖尿病的前期如糖耐量异常亦会使心血管疾病的危险性显著上升,糖尿病早期不仅会增加心血管疾病的发病率和死亡率,也同时增加总死亡率[30]。 非糖尿病的血糖代谢异常及糖尿病均可加重老年冠心病患者冠状动脉病变的范围和严重程度[31]。 因此 ,血糖水平与心血管风险之间的相关性已经延伸到远低于糖尿病的血糖界值[32]。

近年来,国内外不少学者就氧自由基与冠心病、糖尿病的关系进行了大量研究, 但对于老年冠心病患者不同糖代谢状态下氧自由基代谢情况的研究甚少。 本文对氧化应激与不同糖代谢状态冠心病相关关系的主要研究进展进行了综述, 参阅相关文献时发现, 在研究冠心病合并不同糖代谢阶段与氧化应激的关系时,多以正常组为对照,或是不同糖代谢状态之间相互比较。 已知氧化应激是糖尿病和冠心病共同的病理机制, 而糖尿病又是冠心病的独立危险因素,糖尿病前期亦可加重冠心病病变程度[33]。 临床治疗中往往在糖代谢异常冠心病患者出现糖尿病症状或达到糖尿病诊断标准后才采取控制血糖等相关治疗措施, 此时高水平的氧化应激已经对机体造成损伤,使病情进展。 但关于冠心病合并不同糖代谢阶段较单纯冠心病患者或单纯糖代谢异常患者氧化应激变异程度的研究仍相对较少, 应扩大对反映冠心病合并不同糖代谢阶段与氧化应激关系相关指标的检测, 以便为早期预防心血管事件及糖尿病并发症提供更多的理论依据和数据支持, 将临床中对糖尿病合并冠心病的诊疗由对症治疗转向预防为主,改善预后,提高患者生活质量。

摘要：氧化应激水平可以通过抗氧化酶系水平、非酶系抗氧化水平及氧化产物水平检测。在糖尿病前期患者体内存在高氧化应激状态,随着糖代谢紊乱加重,体内自由基生成增加,抗氧化能力下降,氧化应激水平升高,氧化与抗氧化失衡。在2型糖尿病患者中,随着糖尿病的病程延长,氧化应激水平随之升高,且胰岛β细胞功能下降,胰岛素抵抗增加。动脉粥样硬化的发生发展与氧化应激有密切关系,冠心病患者体内已存在氧化应激,且机体抗氧化能力减弱。在冠心病合并糖尿病患者中,随着病情进展,氧化损伤程度呈逐渐加重趋势。本文就不同糖代谢状态冠心病患者氧化应激的相关性研究进展进行综述。

抗氧化代谢 第6篇

关键词：冠心病,老年人,糖代谢,氧化应激

糖尿病与冠心病互为等危症已成为共识,在临床工作中发现部分冠心病病人存在不同程度的糖代谢异常,氧化应激是冠心病和糖尿病发生发展的重要共同病理机制。本研究旨在探究不同糖代谢状态下老年冠心病病人体内氧化应激水平及不同糖代谢状态与氧化应激水平的相关性,以期为老年冠心病的防治提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2013年9月—2015年4月在潍坊市人民医院心内科及保健科住院的不同糖代谢状态的老年冠心病病人120例,其中男58例,女62例,年龄73.5岁±6.5岁。同期选择在我院查体中心体检的30名健康老年人为对照组,其中男16例,女14例,年龄73.4岁±6.5岁。本研究通过医院伦理委员会的批准,所有受试者在实验前均签署知情同意书。

1.1.1 入选标准

冠心病病人纳入标准[1]:根据典型的心绞痛发作,冠脉供血不足的心电图表现,选择有陈旧性心肌梗死病史或既往曾行冠状动脉造影显示左冠脉主干、左前降支、回旋支或右冠脉中至少1支血管狭窄程度≥50%者。

1.1.2 分组标准

根据血糖水平分为3组:A组27例,B组60例,C组33例。根据2003年美国糖尿病学会(ADA)标准[2]分为3组。糖耐量正常(NGT)组:空腹血糖(FPG)<6.1 mmol/L且餐后2 h血糖(2 h PG)<7.8 mmol/L,共27例;糖耐量异常(IGR)组:6.1 mmol/L≤FPG<7.0 mmol/L且2 h PG<7.8mmol/L和(或)FPG<7.0 mmol/L且7.8 mmol/L≤2h PG<11.1 mmol/L,共60例;C组(DM组):FPG≥7.0mmol/L和(或)2 h PG≥11.1 mmol/L,共33例。

1.1.3 排除标准

伴有糖尿病急性并发症、严重心肺肝肾功能不全、恶性肿瘤、风湿免疫系统疾病、严重的应激状态(如急慢性感染、急性心脑血管事件、创伤、手术等)及近期服用影响糖脂代谢或抗氧化药物的病人。

1.2 方法

1.2.1 一般项目测量

检测并记录所有研究对象的血压、心率、身高、体重,并计算体重指数(BMI),BMI=体重(kg)/身高(m)2。

1.2.2 生物化学指标

禁食8 h~12 h,清晨空腹采血,用氧化酶法检测FPG,糖化血红蛋白(Hb A1c)用亲和层析微柱法测定,空腹胰岛素(FINS)测定采用放射免疫法。然后口服75 g葡萄糖,2 h后采集静脉血用氧化酶法测定2 h PG。计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR),HOMA-IR=FPG×FINS/22.5。

1.2.3 氧化应激指标

清晨空腹采血后随即离心提取,低温冷冻保存。超氧化物气化酶(SOD)采用比色法测定,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)、血清8-异前列腺素F2α使用酶联免疫分析法(ELISA法)测定,试剂盒由北京索莱宝科技有限公司提供,操作步骤严格按试剂盒说明书进行。

1.3 统计学处理

使用SPSS19.0软件对相关数据进行统计学处理,计量资料用均数±标准差(±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,两两比较用LSD方法;两组间的比较采用两独立样本t检验,配对资料用配对t检验;相关性分析采用Spearman相关。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组一般资料比较

各组性别、年龄、心率、血压、体重指数差异无统计学意义(P>0.05)。详见表1。

2.2 各组糖代谢指标的比较

各组间FPG、2 h PG、Hb A1c、FINS、HOMA-IR糖代谢指标的差异有统计学意义(P<0.05)。详见表2。

2.3 氧化应激指标的比较

MDA水平及血清8-异前列腺素F2α水平在NGT组、IGR组、DM组呈依次增高趋势,并且都明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。SOD及GSH-Px水平在NGT组、IGR组及DM组呈逐渐减低趋势,且明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。详见表3。

2.4 氧化应激水平与糖代谢指标的相关性

MDA及8-异前列腺素F2α分别与HOMA-IR、2 h PG、Hb A1c呈正相关,SOD及GSH-Px分别与HOMA-IR、2 h PG、Hb A1c呈负相关。详见表4。

3 讨论

氧化应激是体内氧化与抗氧化失衡,氧自由基产生过多和/或清除减少,损伤机体细胞或组织,是冠心病与糖尿病共同的病理机制[3]。冠心病的发病率呈逐年上升趋势,糖尿病是冠心病的独立危险因素。有研究表明[4]:糖尿病前期会增加心血管事件的发生率,可见血糖水平与心血管风险之间的关系密不可分。

MDA与8-异前列腺素F2α属于脂类氧化产物,其水平高低反映氧化水平的高低。本研究中在餐后血糖升高的IGR组、DM组MDA水平与IFG组比较明显升高。8-异前列腺素F2α是脂质过氧化的产物,性质稳定,是反映脂质过氧化的特异性指标且与疾病严重程度相关,因此可以通过测定8-异前列腺素F2α的含量来评价氧化应激水平[5]。从本研究得出的结果中可以看出,合并冠心病的不同糖代谢状态老年病人氧化应激水平明显高于对照组,且随着糖代谢异常程度的加重,氧化应激水平逐渐升高。

SOD与GSH-Px属于抗氧化酶系,其水平高低反映机体抗氧化能力的大小。GSH-Px是一种重要的过氧化物分解酶,可以保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害[6],SOD负责清除体内的氧自由基,二者共同发挥抗氧化酶的作用。从本研究得出的结果中可以看出,合并冠心病的不同糖代谢状态老年病人抗氧化水平明显低于对照组,且随着糖代谢异常程度的加重,抗氧化水平逐渐减低。

IGR往往被作为糖尿病前期的概念出现在众多研究中,事实上IGR与DM阶段的氧化应激水平是有差异的,本研究证实:尤其在合并冠心病的老年病人体内,DM组的氧化应激水平要明显高于IGR组。虽然严格控制血糖有助于减少糖尿病并发症的发生,但在实际临床工作中,对于老年人血糖指标的控制目标是有所放宽的,比如年龄大于70岁的新发糖尿病病人,FPG在6.0 mmol/L~7.0 mmol/L、2 h PG在8.0 mmol/L~9.0 mmol/L时一般以饮食运动干预为主,不予以过度药物干预,避免发生低血糖导致心脑血管损伤[7]。曾有建议对所有入院老年冠心病病人常规测定空腹血糖及糖耐量,以及早发现老年冠心病病人的糖代谢异常,并予以合理血糖控制及抗氧化干预[8],这对于延缓病情进展、改善预后及提高生活质量具有重要的意义。

总之,单纯冠心病病人体内已存在明显的氧化应激状态,且抗氧化能力减弱,随着糖代谢异常程度的加重,氧化应激水平升高及抗氧化能力减弱的程度更加明显。因此,对于合并糖代谢异常的老年冠心病病人,同时改善氧化应激和糖代谢异常,可能为临床治疗及药物研发提供新思路。本研究为观察性研究,且选取的样本量较少,由于选择研究对象时有明确的入选标准及分组标准,随机性差,难免影响研究结果及结论的推断。关于不同糖代谢状态冠心病病人与氧化应激相关性的研究还需进一步研究证实。

参考文献

[1]沈云峰,胡远贵,张洪波,等.冠心病患者血清胱抑素C、一氧化氮、超氧化物歧化酶及超敏C反应蛋白水平变化及与冠脉狭窄程度的相关性[J].微循环学杂志,2014,24(3):28-31.

[2]Zhang PY,Xu X,Li XC.Cardiovascular diseases:oxidative damage and antioxidant protection[J].Eur Rev Med Pharmacol Sci,2014,18(20):3091-3096.

[3]王瑞良,施珍,昌菁,等.糖尿病合并急性冠脉综合征老年患者血清氧化应激的研究[J].中国医师杂志,2014(2):32-34.

[4]蔡伟,徐积兄,刘建英,等.糖耐量减低者体内氧化应激水平升高[J].中华临床医师杂志,2010,4(10):1885-1888.

[5]郑海建,谢燕,王翎.血浆8-异前列腺素F2α与糖尿病血管内皮损伤的关系[J].中国老年学杂志,2012,32(22):4904-4906.

[6]杜雪雪,李瑞,刘秀英,等.2型糖尿病患者体内氧化应激水平及主成分的分析研究[J].中国医药指南,2012,10(27):8-9.

[7]Profumo E,Buttari B,Rigano R.Oxidative stress in cardiovascular inflammation:its involvement in autoimmune responses[J].Int J Inflam,2011,1:275-280.

抗氧化代谢 第7篇

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取江苏建康职业学院实验室于2016年8月饲养的同一批次20只清洁级SD大鼠, 体质量115~125g, 饲养温度22~25℃, 相对湿度50%~60%, 每日光照12h, 自由饮水。适应性饲养1周后随机分为正常组和模型组, 各10只。正常组大鼠给予普通饲料饲喂, 配方参见林志辉等[5]研究。模型组大鼠采用高脂饲料法建立大鼠高三酰甘油血症模型, 给予高脂饲料, 配方比例为猪油22%、胆固醇8%、胆酸钠1%、丙硫嘧啶0.1%、基础饲料68.9%。

1.2 观察指标

饲养第2、4周末时于大鼠眼眶静脉丛取血, 测定血清TG、总胆固醇 (TC) 、低密度脂蛋白胆固醇 (LDL-C) 和游离脂肪酸 (FFA) 水平。造模第4周末时于大鼠眼眶静脉丛取血, 离心分离血清, 采用比色法测定丙二醛 (MDA) 、超氧化物歧化酶 (SOD) 、谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-PX) 。TG、TC、LDL-C检测试剂盒购自中生北控生物科技股份有限公司;FFA测定 (ACS-ACOD法) 试剂盒购自北京世纪沃德生物科技有限公司;MDA检测 (TBA比色法) 试剂盒购自上海铭博生物科技有限公司;SOD检测 (比色法) 试剂盒购自宁波瑞源生物科技有限公司;GSH-PX检测 (速率法) 试剂盒购自南京澳林生物科技有限公司。于造模第4周末时剖取大鼠肝脏, 用0.9%氯化钠溶液制成10%匀浆, 取上清液检测肝脏TG、TC含量。

1.3 统计学方法

采用SPSS 16.0统计软件进行数据处理, 计量资料以±s表示, 采用t检验;计数资料采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 体质量

实验前两组大鼠体质量比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) ;实验1、2、3、4周模型组大鼠体质量重于正常组, 差异有统计学意义 (P<0.05, 见表1) 。

2.2 血脂指标

实验2、4周模型组TG、TC、LDL-C及FFA水平高于正常组, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;实验4周模型组TG、TC、LDL-C及FFA水平高于2周, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;实验4周正常组TG、TC、LDL-C水平高于2周, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;正常组实验2、4周FFA水平比较, 差异无统计学意义 (P>0.05, 见表2) 。

2.3 血清氧化指标

模型组MDA水平高于正常组, SOD、GSH-PX低于正常组, 差异有统计学意义 (P<0.05, 见表3) 。

2.4 肝脂含量

模型组大鼠肝脏TG、TC含量高于正常组, 差异有统计学意义 (P<0.05, 见表4) 。

3 讨论

一直以来, 关于AS发生机制研究主要围绕胆固醇代谢展开, 高胆固醇血症早已确认是AS的独立危险因子, 而对TG代谢紊乱的关注相对较少。近年来, 国内外流行病学及病理研究结果表明, 高三酰甘油血症是AS发生的独立危险因素, TG代谢紊乱在其中发挥重要作用[6]。氧化损伤可导致内皮细胞损伤, 是高甘油三脂血症引发AS的关键环节。有报道称, 高三酰甘油血症患者机体内脂类过氧化反应增强、抗氧化酶活性降低[7]。

氧化应激是指机体或细胞内氧自由基处于失衡状态, 大量活性氧 (ROS) 在体内蓄积, 继而引发一系列氧化损伤的过程。ROS主要包括超氧阴离子 (O2-) 、过氧化氢 (H2O2) 及羟自由基 (·OH) 等, 其中O2-尤为重要[8]。ROS在血管组织中具有重要的生理和病理作用: (1) 调节血管结构和功能状态; (2) 调节血管张力; (3) 诱发内皮细胞与平滑肌细胞增殖; (4) 引起脂质过氧化, 促进炎性反应[9]。动物模型研究和临床观察结果表明, 氧化应激是导致心血管结构和功能异常的一个重要原因。正常情况下, 细胞所含有的抗氧化酶, 如SOD和GSH-PX可清除ROS, 维持细胞氧化还原至稳态。当机体出现异常时, 上述稳态被打破, 导致ROS生成速率大于清除速率, 就会引起ROS蓄积。体内蓄积过多的ROS可能通过增加钙离子水平来激活细胞内信号通路, 并改变细胞内蛋白的氧化还原状态, 使脂质氧化、黏附分子表达、基质金属蛋白酶 (MMP) 激活、内皮细胞功能失调/凋亡、平滑肌细胞增殖和迁移及血管收缩性改变, 最终导致AS的发生与发展[10]。

本研究采用高脂饲料法建立大鼠高三酰甘油血症模型, 通过检测氧化损伤标记物, 从动物水平观察氧化损伤在TG代谢紊乱中的作用机制, 研究结果表明, 实验前两组大鼠体质量比较, 无差异;实验1、2、3、4周模型组大鼠体质量重于正常组, 有差异。实验2、4周模型组TG、TC、LDL-C及FFA水平高于正常组, 模型组MDA水平高于正常组, SOD、GSH-PX低于正常组, 肝脏TG、TC含量高于正常组, 有差异。提示高甘油三脂血症大鼠体内氧自由基含量升高, 还原酶水平降低, 导致TG、TC与LDL-C氧化作用增强, 产生更多的FFA。但由于模型组大鼠日粮中脂类含量高于正常组, 未进行代谢的脂类沉积在肝脏, 使肝脂水平升高。

综上所述, 高甘油三脂血症大鼠TG代谢旺盛, 氧化作用强烈, 氧自由基产生过多, 机体不能及时清除, 造成氧化反应, 进而导致AS。

(±s, mmol/L)

注:与2周比较, *P<0.05

参考文献

[1]陈苏玲.个体化综合干预对心脑血管疾病高危因素的防治效果[J].临床合理用药杂志, 2014, 7 (33) :81-82.

[2]Austin MA, Hokanson JE, Edwards KL.Hypertriglyceridemia as a cardiovascular risk factor[J].American Journal of Cardiology, 1998, 81 (4A) :7-12B.

[3]刘莹, 杨润梅, 高南南.高甘油三酯血症促进动脉粥样硬化分子机制研究进展[J].国际药学研究杂志, 2015, 42 (5) :581-586.

[4]张卫茹, 侯凡凡, 刘尚喜, 等.晚期糖基化终产物通过氧化应激加速动脉粥样硬化斑块形成[J].中华医学杂志, 2004, 84 (13) :1066-1070.

[5]林志辉, 黄胡萍.脂质过氧化损伤对高脂血症大鼠重症急性胰腺炎的作用及机制[J].世界华人消化杂志, 2009, 17 (25) :2561-2565.

[6]Lisak M, Demarin V, Trkanjec Z, et al.Hypertriglyceridemia as a possible independent risk factor for stroke[J].Acta Clinica Croatica, 2013, 52 (4) :458-463.

[7]李研研, 王洪云, 马龙乐, 等.LPL基因突变与高甘油三酯血症相关性研究进展[J].中华临床医师杂志 (电子版) , 2014, 8 (2) :136-141.

[8]Li J, Nishimura Y, Zhao X, et al.Effects of drought stress on the metabolic properties of active oxygen species, nitrogen and photosynthesis in cucumber'jinchun no.5'seedlings[J].Japan Agricultural Research Quarterly, 2014, 48 (2) :175-181.

[9]王锦淳.黄芩茎叶总黄酮对高甘油三酯血清诱导的血管内皮细胞氧化损伤的保护作用及机制研究[D].扬州:扬州大学, 2011.