当前位置: 首页 > 期刊 > 《眼科新进展》 > 1999年第3期
编号:10244578
牛磺酸对半乳糖性白内障大鼠房水和晶状体Ca2+含量及晶状体Ca2+-ATP酶活性的影响△
http://www.100md.com 《眼科新进展》 1999年第3期
     作者:宋秀君 颜京霞 李慎乐 张振宇 李俊敏 葛国光

    单位:050051 河北石家庄市,河北医科大学第三医院眼科(宋秀君,李慎乐,张振宇,李俊敏,葛国光);唐山工人医院眼科(颜京霞)

    关键词:牛磺酸;半乳糖性白内障;晶状体;房水;Ca2+;Ca2+-ATP酶

    牛磺酸对半乳糖性白内障大鼠房水和晶状体Ca2 摘要 目的 探讨牛磺酸对半乳糖性白内障房水和晶状体中Ca2+含量及晶状体Ca2+-ATP酶活性的影响。方法 33只22d龄Wistar大鼠随机分为正常对照组、白内障组和实验组;用D-半乳糖诱发半乳糖性白内障后,实验组在实验的d4结膜下注射150g.L-1牛磺酸;于实验的d8、d14取房水和晶状体进行各项指标测定。结果 白内障组与正常对照组相比,房水和晶状体中Ca2+含量明显升高,而晶状体Ca2+-ATP酶活性下降;实验组与白内障组相比,房水和晶状体中Ca2+含量明显降低,而晶状体Ca2+-ATP酶活性恢复至接近正常。结论 牛磺酸能够抑制半乳糖性白内障发生过程中晶状体和房水Ca2+含量的增高并能提高晶状体囊膜Ca2+-ATP酶活性。
, 百拇医药
    [眼科新进展 1999;19(3)∶155-157]

    Effect of taurine on the quantity of Ca2+ and the activity of Ca2+-ATPase in galactose cataract mice's aqueons humor and lens

    SONG Xiu-Jun,YAN Jing-Xia,LI Shen-Le,ZHANG Zhen-Yu,LI Jun-Min,GE Guo-Guang

    Abstract Objective To Probe the effect of taurine on the quantity of Ca2+ and the activity of Ca2+ -ATPase in galactose cataract mice's aqueous humor and lens.Method Mouse were divided into three groups:the normal,the cataract and the experimental group.After induced galactose cataract by D-galactose,the experimental mouse were subconjunctivally injected 15g.L-1 taurine from the 4th day.At the 8th,14th day of the experiment,the quantity of Ca2+ and the activity of Ca2+-ATPase were measured.Results The quantity of Ca2+ in galactose cataract mouse's aqueous humor and lens rised,but the activity of Ca2+-ATPase lowed compared with the normal control group.By taurine injection,the quantity of Ca2+ lowed in aqueous humor and lens,and the activity of Ca2+-ATPase rised to almost normal level.Conclusion Taurine can restrain the rise of quantity of Ca2+ in galactose cataract mice's aqueous humor and lens,and recover the activity of Ca2+-ATPase of galactose cataract mice's lens.
, 百拇医药
    Key words taurine;galactose cataract;lens;aqueous humor;Ca2+;Ca2+-ATPase

    [Rec Adv Ophthalmol 1999;19(3)∶155-157]

    白内障发生发展过程中晶状体内Ca2+浓度明显升高已得到公认,而Ca2+进出膜依赖于ATP酶的转运。牛磺酸是一种自由氨基酸,对Ca2+跨膜通道转运有着重要影响。本研究采用Wistar大鼠制成半乳糖性白内障模型,在白内障发生发展过程中人为地增加大鼠眼内牛磺酸,观察房水、晶状体中Ca2+含量及晶状体Ca2+-ATP酶活性的变化情况。

    1 材料和方法

, 百拇医药     1.1 材料 Wistar大鼠(购自中国医学科学院动物研究所动物中心),半乳糖和牛磺酸(购自上海生化试剂二厂)。

    1.2 方法

    1.2.1 药品制备 555mmol.L-1半乳糖、4.44mol.L-1半乳糖和150g.L-1牛磺酸均用无菌蒸馏水配制,高压灭菌消毒。

    1.2.2 分组 33只22d龄Wistar大鼠雌雄各半随机分为3组:正常对照组(7只,14眼)、白内障组(15只,30眼)和试验组(14只,28眼)。

    1.2.3 动物模型制备 22d龄Wistar大鼠提前断乳,腹腔注射4.44mol.L-1半乳糖溶液(20mL.kg-1,每日1次),注射剂量达1mL时不再增加而将饮用水改为555mmol.L-1半乳糖溶液。每日用裂隙灯观察晶状体并在d8、d14取房水和晶状体,测定晶状体和房水中Ca2+含量及晶状体Ca2+-ATP酶活性。
, http://www.100md.com
    1.2.4 试验组给药方式 在诱发半乳糖性白内障的d4开始结膜下注射150g.L-1牛磺酸(0.1mL,每日1次),于d8、d14取房水和晶状体,测定晶状体和房水中Ca2+含量及晶状体Ca2+-ATP酶活性。

    1.2.5 对照组处理方式 22d龄Wistar大鼠提前断乳,腹腔注射生理盐水(20mL.kg,每日1次),剂量达1mL后不再增加。

    1.2.6 样品测定 Ca2+含量用原子吸收分光光度(火焰)法测定;Ca2+-ATP酶活性测定则先将晶状体样品用细胞粉碎器1500r.min-1粉碎5min,高速离心3000r.min-1 10min,取晶状体囊膜碎片用无机磷法[1]测定。
, 百拇医药
    1.2.7 统计学处理 采用t检验和方差分析。

    2 结果

    2.1 裂隙灯下所见 白内障组在d4晶状体周边部皮质出现空泡并渐向中心部扩展,d7皮质不均匀混浊,d14晶状体全部混浊;试验组也在d4晶状体周边部皮质出现空泡,d7晶状体混浊程度明显轻于白内障组,d14几乎完全透明。

    2.2 3组大鼠房水Ca2+含量比较 测得正常对照组大鼠房水中Ca2+含量为61.34±6.32mg.L-1房水。d8白内障组房水Ca2+含量较正常对照组明显升高,统计学处理有非常显著差异(P<0.002);实验组房水Ca2+含量比对照组明显降低(P<0.005)。d14白内障组比同组d8房水Ca2+含量更高(P<0.005),d14实验组比同组d8房水Ca2+含量升高,但仍较对照组低(P<0.005),见表1。
, http://www.100md.com
    表1 白内障组与实验组大鼠房水Ca2+含量比较

    Table 1 Comparison of Ca2+quantity in aqueous humor

    between the experimental group and the cataract group

    Groups

    Ca2+ content (mg.kg-1)

    P

    d8

    d14

, http://www.100md.com     Cataract group

    82.99±3.17

    92.37±7.53

    <0.005

    Experimental group

    40.79±3.47

    47.44±8.74

    <0.005

    P

    <0.001

    <0.001

    2.3 3组大鼠晶状体Ca2+含量比较 测得正常对照组大鼠晶状体Ca2+含量为1.61±0.07mg.g-1蛋白。d8白内障组晶状体Ca2+含量较正常对照组明显升高,统计学处理有非常显著性差异(P<0.001);实验组比正常对照组晶状体Ca2+含量降低(P<0.005)。d14白内障组与同组d8相比无明显变化(P>0.05);实验组d14与同组d8相比晶状体Ca2+含量升高(P<0.01),而与正常对照组d14相比无显著性差异(P>0.05),见表2。
, http://www.100md.com
    表2 白内障组与实验组大鼠晶状体Ca2+含量比较

    Table 2 Comparison of Ca2+quantity in lens between

    the experimental group and the cataract group

    Groups

    Ca2+ content (mg*kg-1)

    P

    d8

    d14

    Cataract group
, 百拇医药
    1.90±0.12

    1.95±0.11

    >0.05

    Experimental group

    1.42±0.07

    1.59±0.10

    <0.01

    P

    <0.001

    <0.001

    2.4 3组大鼠晶状体囊膜Ca2+-ATP酶活性比较 测得正常对照组晶状体囊膜Ca2+-ATP酶活性为2.70±0.11μmol Pi/mg蛋白/h。d8白内障组晶状体Ca2+-ATP酶活性明显低于正常对照组,统计学处理有非常显著差异(P<0.001);实验组与正常对照组相比亦下降(P<0.05),但明显高于同期白内障组(P<0.001)。白内障组d14与d8相比晶状体囊膜Ca2+-ATP酶活性继续下降(P<0.001),而实验组d14与d8相比明显升高(P<0.001)。 表3 白内障组与实验组大鼠晶状体囊膜
, http://www.100md.com
    Ca2+-ATP酶活性比较

    Table 3 Comparison of Ca2+-ATPase activity in lens capsule between the experimental group and the cataract group (μmol Pi/mg protein/h)

    Groups

    d8

    d14

    P

    Cataract group

    1.34±0.08

    1.15±0.06
, http://www.100md.com
    <0.001

    Experimental group

    1.94±0.08

    2.63±0.10

    <0.001

    P

    <0.001

    <0.001

    3 讨论

    牛磺酸是一种含巯基氨基酸,广泛地存在于动物的组织细胞内,它可以影响Ca2+的结合、转运和Ca2+激动的过程,从而对Ca2+的跨膜转运起着重要作用。牛磺酸对Ca2+转运的调节机理包括:(1)当大量Ca2+在细胞内急剧增加时,它能明显增加肌浆网、线粒体及其他细胞器的Ca2+贮存量,从而降低游离Ca2+水平;(2)它能够刺激细胞上Ca2+激活的ATP酶泵运转速率,间接增强膜对Ca2+的摄取[2]。Delamele等[3]指出,当晶状体内Ca2+浓度升高时,Ca2+-ATP酶活性也受到一定影响。本研究结果显示半乳糖性白内障大鼠晶状体Ca2+含量增高,而晶状体囊膜Ca2+-ATP酶活性明显下降,我们认为这是由于半乳糖性白内障发生过程中,晶状体内大量半乳糖醇的蓄积造成晶状体内渗透压增高,膜稳定性下降,水分进入晶状体。牛磺酸本身是一种很强的内源性渗透压调节剂,并具有很强的稳定细胞膜和抗脂质过氧化性损伤的作用,当晶状体内渗透压升高时,牛磺酸从晶状体内溢出,导致其对膜稳定性的保护作用下降,Ca2+内流增加。Ca2+-ATP酶是一种巯基酶,易受氧化性损伤的影响[4,5],牛磺酸在晶状体内含量的下降使晶状体自身抗氧化性损害的能力下降,Ca2+-ATP酶活性也因此而下降。
, 百拇医药
    实验组给予牛磺酸结膜下注射,人为地增加了房水和晶状体中牛磺酸含量,一方面牛磺酸能促进晶状体内Ca2+与细胞内肌浆网和其他细胞器结合,降低细胞内游离Ca2+浓度;另一主要方面牛磺酸可以进入晶状体上皮细胞的细胞膜,保护细胞膜的脂质成分。Ca2+进行跨膜转运,通道主要连接于膜上的酸性磷脂,而这种连接可通过中性磷脂进行调节;牛磺酸和中性磷脂在空间结构和电子特性上非常相似,可对Ca2+通道进行调节,激活Ca2+泵,活化Ca2+-ATP酶,促进半乳糖性白内障晶状体内蓄积的Ca2+大量流出。实验结果证实结膜下注射牛磺酸后房水和晶状体Ca2+含量明显下降,而Ca2+-ATP酶活性逐渐恢复接近正常。

    牛磺酸对Ca2+的调节具有双向性。实验组结膜下注射牛磺酸初期,牛磺酸针对晶状体内高钙而发生抑钙作用,Ca2+浓度逐渐下降甚至低于正常水平;注射一段时间后,牛磺酸又针对低钙进行调节,同时Ca2+-ATP酶活性的进一步增强使晶状体Ca2+水平逐步恢复正常。由此说明增加晶状体周围环境中牛磺酸含量可以调节半乳糖性白内障大鼠晶状体由于高渗透压所造成的一系列离子环境和ATP酶活性的改变。
, 百拇医药
     河北省自然科学基金资助课题 (No.396157)

    作者简介:宋秀君,女,1949年10月出生于河北省威县,1976年毕业于唐山煤矿医学院,1990~1993年研修并结业于美国休斯敦大学,现任河北医科大学第三医院眼科主任医师,科副主任,硕士生导师,兼任中华眼科学会防盲学组委员,河北省眼科学会常务委员兼秘书,全国防盲指导组委员,河北省防盲指导组副组长,曾获河北省科委和卫生厅科技进步奖7项,1996年省政府授予有突出贡献中青年科学专家称号。

    Accepted for publication Jun 18,1998

    From the Department of Ophthalmology,Third Hospital of Hebei Medical University,Shijiazhuang 050051,Hebei Province,P.R.China
, 百拇医药
    参考文献

    1 张源鑫,符云峰,窦淑君,等.大鼠心肌线粒体Ca2+-ATP酶.生物化学与生物物理学进展1989;16∶317.

    2 Huxtable RJ.Physiological action of taurine.J Physiol Res 1992;72(1)∶8.

    3 Delamele NA,Paferson CA,Borchman D,et al.Calcuim transport,Ca2+-ATPase,and lipid order in rabbit ocular lens membranes.Am J Physoil 1991;260∶731.

    4 Hightower KR,McCready JP.Effect of thiol regents on Ca2+-ATP ase in rabbit lens epithelium.Gurr Eye Res 1991;10∶299.

    5 Borchman D,Delamele NA,Paterson CA.Ca2+-ATPase activity in the rabbit and bovine lens.Invest Ophthalmol Vis Sci 1988;29∶982.

    收稿 1998-06-18 修回 1998-11-09, 百拇医药