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编号:10258446
实验性糖尿病大鼠巨噬细胞内酶活性及吞噬功能的研究
http://www.100md.com 《免疫学杂志》2000年第5期
     作者:陈国荣 金丽琴 邵黎明 吕建新 胡芸 陈三妹n+!p^, 百拇医药

    单位:陈国荣(温州医学院病理学教研室,浙江 温州 325003);金丽琴(温州医学院检验系,浙江 温州 325003);邵黎明(温州医学院病理学教研室,浙江 温州 325003);吕建新(温州医学院检验系,浙江 温州 325003);胡芸(温州医学院病理学教研室,浙江 温州 325003);陈三妹(绍兴文理学院护理系,浙江 绍兴 312000)n+!p^, 百拇医药

    关键词:糖尿病巨噬细胞;酶活性;吞噬功能n+!p^, 百拇医药

    免疫学杂志000510n+!p^, 百拇医药

    [摘 要] 目的 研究实验性糖尿病大鼠巨噬细胞内酶活性及其吞噬功能。方法 用四氧嘧啶腹腔注射复制SD大鼠糖尿病动物模型,测定大鼠肺泡及腹腔巨噬细胞内酸性磷酸酶,精氨酸酶,乳酸脱氢酶及异柠檬酸脱氢酶的活性并测定腹腔及肺泡巨噬细胞对中性红的吞噬能力。结果 糖尿病大鼠肺泡及腹腔巨噬细胞内4种酶活性均高于对照组,其对中性红的吞噬能力也大于对照组。结论 糖尿病时巨噬细胞处于激活状态,此激活的巨噬细胞可能参与糖尿病并发症之发生、发展。n+!p^, 百拇医药

    [中图分类号] R392.6 [文献标识码] An+!p^, 百拇医药

    [文章编号]1000-8861(2000)05-0352-03n+!p^, 百拇医药

    Study of enzyme activity and phagocytic capacity of macrophage obtained from experimental diabetic ratsn+!p^, 百拇医药

    CHEN Guo-rong SHAO Li-ming HU yunn+!p^, 百拇医药

    (Department of Pathology,Wenzhou Medical College,Wenzhou 325003,China)n+!p^, 百拇医药

    JIN Li-qin LU Jian-xinn+!p^, 百拇医药

    (Faculty of Laboratory Medicine,Wenzhou Medical College,Wenzhou 325003,China)

    CHEN San-meii2y], http://www.100md.com

    (Faculty of Nursing,Shaoxing College of Arts and Science,Shaoxing 312000,China)i2y], http://www.100md.com

    [Abstract] Objective To investigate the enzyme activity and phagocytic capacity of macrophages obtained from the diabetic rats.Methods Diabetic model of Spraguc-Dauley rats was made by intraperitoneal injection of alloxan.The activity of acid phosphatase,arginase,lactate dehydrogenase and isocitrate dehydrogenase of alveolar and peritoneal macrophage obtained from rats was studied.The phagocytic capacity of macrophage to neutral red was observed.Results The activity of the four kinds of enzymes of alveolar and peritoneal macrophage from the diabetic rats was higher than that of the control.The phagocytic capacity of macrophage was stronger than that of the control.Conclusion The macrophage of the diabetic rats was in a state of activation and this activated macrophage may mediate the development of complications of diabetes mellitus.i2y], http://www.100md.com

    [Key words] diabetes mellitus;macrophage;enzyme activity;phagocytosisi2y], http://www.100md.com

    糖尿病是一种常见的内分泌功能障碍性疾病,随着人均寿命延长老年人比例增加,本病发病率升高,已成为人类健康的第三大杀手。糖尿病是一种慢性病,常可产生许多并发症,在其并发症的形成中,巨噬细胞参与其多个环节[1]。本文研究了实验性糖尿病大鼠肺泡巨噬细胞(alveolar macrophage,AM)及腹腔巨噬细胞(peritoneal macrophage,PM)、内酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACPase,EC3,1,3,2)、精氨酸酶(arginase,EC 3,5,3,1)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH,EC1,1,1,27)、异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,ICDH,EC1,1,1,41)之活性及对中性红的吞噬能力,进一步证明其在糖尿病并发症中所起的作用。

    1 材料与方法td, http://www.100md.com

    1.1 动物及分组 健康Sprague-Dauley大鼠(由本院实验动物中心提供)20只,月龄2个月,体重200±20 g,雌雄各半,雌雄分笼饲养,随机分为2组。实验组,每只大鼠按160 mg/kg剂量腹腔注射四氧嘧啶(Sigma Chemical Co.),注射后24 h开始,每天用尿糖试纸测试大鼠尿液同时测定血糖,血糖浓度≥13.8 mmol/L,以保证实验模型的成功。对照组每只大鼠腹腔注射等体积的双蒸水。各组动物分别饲养1个月。td, http://www.100md.com

    1.2 AM的灌洗与培养 分别取上述实验组及对照组大鼠,股动脉放血处死大鼠,无菌室内,常规消毒后,原位灌洗大鼠AM,每次从气管内注入生理盐水6 ml,重复4次,同组动物所得的灌洗液互相混合后离心,2 000 r/min,15 min,弃上清液后用Hank’s液再次离心洗涤,弃上清液后沉淀之细胞团用含10%小牛血清的RPMI-1640培养液调节AM浓度至2×106/ml,以每瓶1 ml分装至培养瓶内,置37 °C培养箱内培养。td, http://www.100md.com

    1.3 PM的灌洗与培养 股动脉放血处死大鼠,无菌室内常规消毒后,每只腹腔注入灭菌生理盐水20 ml,轻轻按揉腹部3 min,抽回腹腔液约15 ml,同组混匀后离心,余处理同1.2。td, http://www.100md.com

    1.4 AM与PM的破碎 取上述经37 °C贴壁培养2 h的AM与PM,弃上清液及非贴壁细胞,用37 °C生理盐水轻轻洗涤1次后每瓶内加入1 ml三蒸水,置低温冰箱内-15 °C、+15 °C反复冻融5次,每次30 min,制成破碎的巨噬细胞悬液。td, http://www.100md.com

    1.5 AM与PM内LDH活性的测定 参照文献[2]方法进行。反应体系为:温度37 °C,破碎的AM或PM悬液为18 μl,延迟时间30 s,反应总体积360 μl,每隔15 s测1点,共测9点,直线回归求值。酶活力单位采用国际单位(U),即每升破碎的AM或PM悬液(2×109个细胞)37 °C每1 min使1 μmol/L乳酸转化为丙酮酸所需的酶量力1 U。td, http://www.100md.com

    1.6 AM及PM内ACPase活性的测定 按参考文献[3]方法进行。ACPase活力单位定义为:每升破碎的AM或PM悬液在37 °C,pH4.9条件下与磷酸苯二钠作用60 min产生1.0 mg酚为一个活力单位(U)。

    1.7 AM及PM内Arginase活性的测定 按照文献[3]方法进行。酶活力单位定义为:每L破碎的AM或PM悬液在37 °C pH9.5条件下与Arginine作用30 min产生1.0 mg鸟氨酸为一个活力单位(U)。vo)^, http://www.100md.com

    1.8 AM及PM内ICDH活性的测定 按参考文献[4]的方法进行,用全自动生化分析仪连续监测法测定。酶活力单位定义为:每升破碎的AM或PM悬液在37 °C,pH7.5的条件下每分钟催化产生1 μmol NADH的酶量为一个国际单位(U)。vo)^, http://www.100md.com

    1.9 AM及PM对中性红吞噬能力的测定 按参考文献[5]进行,以721型分光光度计于540 nm波长下比色,测得吸光值(A值),以A值表示AM及PM吞噬中性红的能力。vo)^, http://www.100md.com

    1.10 统计学处理 t检验。vo)^, http://www.100md.com

    2 结果vo)^, http://www.100md.com

    2.1 糖尿病大鼠AM内酶活性的改变 实验组与对照组AM内ACPase、LDH、Arginase、ICDH活性见表1。由表1可知,糖尿病大鼠AM内4种酶的活性均明显地高于对照组(P<0.01)。vo)^, http://www.100md.com

    表1 AM内ACPase、LDH、Arginase、ICDH之活性vo)^, http://www.100md.com

    Tab 1 Activity of acid phosphatase,lactate dehydrogenase,arginase and isocitrate dehydrogenase in the alveolar macrophage groupsvo)^, http://www.100md.com

    ACPasevo)^, http://www.100md.com

    LDHvo)^, http://www.100md.com

    Arginasevo)^, http://www.100md.com

    ICDHvo)^, http://www.100md.com

    n±svo)^, http://www.100md.com

    n±s

    n±s8, http://www.100md.com

    n±s8, http://www.100md.com

    control8, http://www.100md.com

    108, http://www.100md.com

    31.4±2.68, http://www.100md.com

    208, http://www.100md.com

    2.1±2.08, http://www.100md.com

    208, http://www.100md.com

    0.9±0.58, http://www.100md.com

    78, http://www.100md.com

    0.37±0.668, http://www.100md.com

    experimental8, http://www.100md.com

    108, http://www.100md.com

    101.9±9.2**8, http://www.100md.com

    198, http://www.100md.com

    33.9±9.7**8, http://www.100md.com

    188, http://www.100md.com

    2.8±0.6**8, http://www.100md.com

    78, http://www.100md.com

    5.67±2.75**8, http://www.100md.com

    n: means the number of the bottles of the cell cultured,**P<0.018, http://www.100md.com

    2.2 糖尿病大鼠PM内酶活性的改变 实验组与对照组PM内ACPase、LDH、Arginase、ICDH活性改变见表2。由表2可知糖尿病大鼠PM内4种酶活性均明显地高于对照组(P<0.05,P<0.01)。

    表2 PM内ACPase、LDH、Arginase、ICDH之活性#24, http://www.100md.com

    Tab 2 Activity of acid phosphatase,lactate dehydrogenase,arginase,isocitrate dehydrogenase in the peritoneal macrophage#24, http://www.100md.com

    groups#24, http://www.100md.com

    ACPase#24, http://www.100md.com

    LDH#24, http://www.100md.com

    Arginase#24, http://www.100md.com

    ICDH#24, http://www.100md.com

    n±s#24, http://www.100md.com

    n±s#24, http://www.100md.com

    n±s#24, http://www.100md.com

    n±s#24, http://www.100md.com

    control#24, http://www.100md.com

    10#24, http://www.100md.com

    32.3±2.7#24, http://www.100md.com

    8#24, http://www.100md.com

    9.75±6.4#24, http://www.100md.com

    20#24, http://www.100md.com

    0.53±0.14#24, http://www.100md.com

    8#24, http://www.100md.com

    1.73±1.42#24, http://www.100md.com

    experimental#24, http://www.100md.com

    10

    38.3±7.4*.dy, 百拇医药

    10.dy, 百拇医药

    18.4±8.98*.dy, 百拇医药

    19.dy, 百拇医药

    0.84±0.21**.dy, 百拇医药

    9.dy, 百拇医药

    5.82±3.09**.dy, 百拇医药

    n: means the number of the bottles of the cell cultured,*P<0.05,**P<0.01.dy, 百拇医药

    2.3 糖尿病大鼠AM及PM对中性红的吞噬能力 实验组与对照组AM及PM对中性红的吞噬能力见表3。由表3可知,糖尿病大鼠AM及PM对中性红的吞噬能力分别明显地高于对照组(P<0.01)。.dy, 百拇医药

    表3 AM及PM对中性红的吞噬能力.dy, 百拇医药

    Tab 3 Phagocytic capacity of alveolar and peritoneal.dy, 百拇医药

    macrophages to neutral red groups.dy, 百拇医药

    AM.dy, 百拇医药

    PM.dy, 百拇医药

    n±s.dy, 百拇医药

    n±s.dy, 百拇医药

    control.dy, 百拇医药

    10.dy, 百拇医药

    0.17±0.006.dy, 百拇医药

    12.dy, 百拇医药

    0.15±0.03401#, 百拇医药

    experimental1#, 百拇医药

    111#, 百拇医药

    0.233±0.022**1#, 百拇医药

    101#, 百拇医药

    0.182±0.022**1#, 百拇医药

    n: means the number of bottles of the cell cultured,**P<0.011#, 百拇医药

    3 讨论1#, 百拇医药

    在糖尿病的发病机理及其各系统并发症的形成机理中,巨噬细胞所起的作用已越来越受到重视[1,6]。研究发现,在糖尿病的病理学方面,巨噬细胞在3个方面起着重要的作用:①胰岛细胞的破坏;②肾脏及视网膜微血管损害的形成;③动脉粥样硬化的形成。已有实验证实:在高糖环境下,巨噬细胞对 CSF-1刺激增生反应能力增强,巨噬细胞与糖基化白蛋白一起培养可导致某些细胞因子的释放如TNF、IL-1,这些因子可导致细胞生理功能紊乱而产生许多并发症,特别是参与肾脏并发症的发生[1]。GK大鼠在糖尿病状态下,巨噬细胞释放血管生长因子并刺激内皮细胞增生之能力增强,由此而导致了糖尿病的微血管病变(包括肾脏及视网膜病变)[6]。ACPase、Arginase存在于巨噬细胞溶酶体内,参与巨噬细胞的多种溶酶体消化功能,其中ACPase被认为是溶酶体的标志酶[7]。LDH存在于巨噬细胞胞液内,其功能是催化乳酸脱氢成为丙酮酸或丙酮酸还原为乳酸,即参与了能量物质的有氧氧化与无氧酵解,尤其是巨噬细胞在吞噬过程中其能量来源主要通过糖酵解途径,糖酵解过程中产生的乳酸使细胞内pH下降有利于溶酶体酶发挥作用,故LDH活性被认为是巨噬细胞被激活的标志之一[8]。ICDH存在于线粒体上,其功能是催化异柠檬酸氧化为α-酮戊二酸,而参与三羧酸循环。ICDH活性提高表明三羧酸循环加强,为巨噬细胞的活动提供能量基础。本文结果发现糖尿病大鼠腹腔及肺泡巨噬细胞内ACPase、Arginase、LDH、ICDH等4种酶的活性均高于对照组,说明糖尿病时巨噬细胞处于激活状态。1#, 百拇医药

    巨噬细胞被激活后,其吞噬作用增强。本文结果见糖尿病大鼠腹腔及肺泡巨噬细胞对中性红的吞噬能力均大于对照组,进一步说明了糖尿病巨噬细胞处于激活状态。

    此激活的巨噬细胞通过多种途径参与糖尿病并发症的形成。此外,KI-UP[9]证实,在糖尿病大鼠,巨噬细胞通过产生NO抑制脾脏淋巴细胞对ConA及其它有丝分裂原的增殖反应,此可能与糖尿病人易发生感染有关。;zrzaq, 百拇医药

    [作者简介] 陈国荣(1962-),男,浙江诸暨市人,副教授、副主任医师,医学硕士,硕士生导师;zrzaq, 百拇医药

    [参考文献];zrzaq, 百拇医药

    [1] LIU YJ,ABHA SAINI,COHEN DJ, et al.Modulation of macrophage proliferation by hyperglycemia[J].Mol Cell Endocrinol,1995,114(1,2):187-192.;zrzaq, 百拇医药

    [2] 吕建新,金丽琴,陈国荣,等.细脚拟青霉对大鼠腹腔巨噬细胞的激活作用[J].中国免疫学杂志,1997,13(3):139-141.;zrzaq, 百拇医药

    [3] 吕建新,陈国荣,金丽琴,等.蜂花粉对小鼠腹腔巨噬细胞酶活性的影响[J].免疫学杂志,1993,9(2):94-96.;zrzaq, 百拇医药

    [4] 周永列.连续监测法测定血清中异柠檬酸脱氢酶[J].临床检验杂志,1995,13(4):171-173.;zrzaq, 百拇医药

    [5] 吕建新,金丽琴,陈国荣,等.细脚拟青霉对大鼠肺泡巨噬细胞的激活作用[J].免疫学杂志,1997,13(2):82-84.;zrzaq, 百拇医药

    [6] KOBAYASHI S,LUO B,OKABE M,et al.The diabetic state increase the activity but not the number of peritoneal macrophage in the GK rats promoting the tube formation of cultured endothelial cells in rat aorta[J].Bio Pharm Bull,1996,19(2):199-202.;zrzaq, 百拇医药

    [7] 李万德.卡介苗活化的肺巨噬细胞对二氧化矽的反应:Ⅱ溶酶体膜通透性变化的研究[J].中华结核与呼吸系疾病杂志,1982,5(4):239-242.;zrzaq, 百拇医药

    [8] 高天祥.临床免疫学与实验技术[M].济南:山东科学技术出版社,1984.127-143.;zrzaq, 百拇医药

    [9] KI-UP LEE.Nitric oxide produced by macrophage mediates suppression of ConA-induced proliferation responses of splenic leukocytes in the diabetic-BB rat[J].Diabetes,1994,43(10):1 218-1 220.;zrzaq, 百拇医药

    [收稿日期] 1999-11-02; [修回日期] 2000-06-13(陈国荣 金丽琴 邵黎明 吕建新 胡芸 陈三妹)