当前位置: 首页 > 期刊 > 《四川生理科学杂志》 > 1999年第1期
编号:10258937
Kappa-硒化卡拉胶对老年大鼠心、肝、肾、血清脂质过氧化水平的影响
http://www.100md.com 《四川生理科学杂志》 1999年第1期
     作者:周春阳 顾 峥 江明华

    单位:周春阳 川北医学院药理教研室 南充 637007;顾 峥 江明华 上海医科大学药学院 上海 200032

    关键词:Kappa-硒化卡拉胶(κ-SeC);毒性反应;脂质过氧化

    四川生理科学杂志990110 提 要 本文通过给予老年大鼠72mg/kg和12mg/kg两种剂量Kappa-硒化卡拉胶(κ-SeC)灌胃四个月以观察其对老年大鼠心、肝、肾及血清脂质过氧化产物MDA含量的影响及心、肝、肾的病理改变。结果发现72mg/kg κ-SeC组的大鼠心、肝、肾及血清脂质过氧化产物除雄性的肝脏和雌性的肾脏外均有不同程度的增高,但无统计学意义。12mg/kg κ-SeC组的老年大鼠其心脏MDA含量明显高于对照组而肝、肾及血清均明显低于对照组,且除雄性肝脏外均有统计意义。病理切片表明各实验鼠脏器均有不同程度的充血、浊肿和空泡样变性,且以高剂量组为明显;苏丹黑染色胞浆颗粒以72mg/kg组稍多。上述结果表明大剂量κ-SeC可能会对机体产生毒性作用,而小剂量κ-SeC除心脏外能降低脂质过氧化。
, 百拇医药
    Effect of Kappa-Selenocarrageenan on the levels of lipid peroxidation of heart,liver,kindney and serum in aged rats

    Zhou Chunyang,et al

    (Department of Pharmacology,North Sichuan Medical College Nanchong 637007)

    In the prensent study,we use two different dosage(72mg/kg and 12mg/kg) of Kappa-selenocarrageenan(κ-SeC) ig aged SD rats for 4 months,then measured the malondialdehyde (MDA) concentrations of the heart,liver,kidney and serum and detected the pathological changes of heart,liver and kindey.In the 72mg/kg κ-SeC groups rats,except the male liver and the female kidney,MDA concentrations of hearts,liver,kidney and serum increased slightly but insignificantly.In the 12mg/kg κ-SeC groups,MDA concentrations of hearts elevated significantly while other experimental
, 百拇医药
    organs and serum decreased significantly excluding the female livers.The pathological changes of all groups had more or less congestion,cloudy swelling,vacuolar degeneration.Sudan black staining found more granules in the 72mg/kg κ-SeC groups.Our results indicated that large dosages of κ-SeC may cause toxic effect while the small dosages of κ-SeC can decrease the lipid peroxidation of some organs but increase the hearts MDA concentration.

    Key words Kappa-selenocarrageenan;malondialdehyde;toxic;lipid peroxidation
, http://www.100md.com
    衰老时有多器官脂质过氧化水平升高等变化,能逆转这种变化的方式或药物有希望延缓衰老,其中对微量元素硒在这方面的作用已引起重视,但是硒在体内具有双重作用[1]:一方面是机体必不可少的微量元素,硒与克山病的发病密切相关已为人们所熟知,并发现体内至少有13种含硒蛋白[2],目前对这些硒蛋白的研究非常深入,某些硒蛋白的cDNA已被克隆[3],这些含硒蛋白参与体内的多种生化过程尤其是作为谷胱苷肽过氧化物酶(GSH-Px)的组成成分[4]而受到重视,研究发现缺硒时GSH-Px活力降低到3%~14%[5];另一方面,硒又是一种天然毒物[1],如果食物中的硒含量达到4ppm时就能导致小鸭中毒[6],单次大剂量硒酸盐或亚硒酸盐可致动物急性死亡[7]。因此正常机体的补硒量成为人们关注的课题。近年来中国营养学会、美国科学院食物及营养组和国际学术会议联合会等组织对硒的最大安全摄入量、生理需要量及膳食硒最低需要量都作了规定和建议[8]。以往研究硒对机体的作用方面以硒酸盐和亚硒酸盐等无机硒的研究较多,近年来对甲硫氨酸硒(selenomethionine)[6]和Ebselen[4]等的研究中发现有机硒具有利用率高、毒性小等优点,我们研究了中科院生态环境研究所新近合成的有机硒-Kappa-硒化卡拉胶(κ-SeC)对老年大鼠心、肝、肾、血清等脏器脂质过氧化产物丙二醛(MDA)的影响及心、肝、肾的病理改变。
, 百拇医药
    1 材料及方法

    1.1 主要材料 20月龄老年SD大鼠(上海医科大学实验动物中心提供);Kappa-硒化卡拉胶(κ-SeC)(中科院生态环境研究所提供,含量1250ppm);1,1,3,3-四乙氧基丙烷(Fluka产品);硫代巴比妥酸(TBA)(Sigma公司产品);磷钨酸(浙江湖州食品化工厂联合公司菱湖食品化工)。其余试剂均为进口或国产分析纯。

    1.2 主要仪器 ZS 83-1型匀浆器(浙西机械厂);85-2型搅拌器(上海司乐仪器厂);XW-80A型旋涡混合器(上海医科大学仪器厂);HITACHI 650~60荧光分光光度计(HITACHI公司产品)。

    1.3 实验方法

    1.3.1 动物及用药 20月龄SD大鼠分3组,分别ig药物或等体积的生理盐水每日一次,连续4个月。
, 百拇医药
    1.3.2 标准曲线的制作及心、肝、肾MDA的测定[9] 标准曲线的制作:采用1,1,3,3-四乙氧基丙烷为标准物质,各管加入不同浓度(浓度范围为0.5~50μM)的上述标准品各1.0ml后再加入0.1M HCl 2.0ml和0.67% TBA 1.0ml,充分振荡,加盖,100℃煮沸15分钟,置室温冷却,然后每管加入4ml正丁醇,充分振荡,经3000rpm离心10分钟后,正丁醇层以λ为535nm处测定OD值。

    心、肝、肾MDA测定 分别取新鲜的心、肝、肾组织0.5克左右,称重后心以1∶20、肝和肾以1∶40(W/V)加入预冷的Tris-KCl缓冲液(100mM Tris,150mM KCl,pH 7.4)制成匀浆,各取1.0ml进行实验,操作过程与上述标准曲线制作过程相同。最后将535nm处测得的OD值按照标准曲线换算为每克湿重组织的MDA含量(nmol/克湿重)。

    1.3.3 血清MDA测定[10] 精确吸取30μl血清,加入1/12 N H2SO4 4.0ml、10%磷钨酸0.5ml,搅拌后置室温5分钟,以3000rpm离心10分钟。取离心后的沉淀再加入1/12 N H2SO4 2.0ml、10%磷钨酸0.3ml,搅拌后再以3000rpm离心10分钟,沉渣用1.0ml Tris-KCl悬浮,此时同时作空白与标准管,各管均加入0.67%的TBA 1.0ml后100℃加热40分钟,冷却后加正丁醇5.0ml,搅拌后再以3000rpm离心10分钟。正丁醇层应用荧光分光光度计以Ex 515nm和Em 550nm测定其OD值。
, http://www.100md.com
    上述空白管与标准分别是在制作时加入Tris-KCl缓冲液1.0ml和0.5nmol/ml的1,1,3,3-四乙氧基丙烷1.0ml。

    1.3.4 心、肝、肾病理切片作常规HE染色和苏丹黑染色。

    2 结果

    2.1 标准曲线 反复实验都能得到一线性很好的标准曲线,r=0.9997,因此,在该浓度范围内测得的结果是可靠的。

    2.2 心、肝、肾及血清MDA含量 对心肌细胞高剂量组雌雄大鼠均有不同程度的增高,但无统计学意义。高剂量组除雄性的肝脏和雌性的肾脏稍有降低(但无统计学意义)外,其余均有不同程度的增高。低剂量组与对照组比雌雄大鼠除心脏增高外其余均降低,且均有统计学意义,见表1、图1、2、3、4。

    表1 κ-SeC对心、肝、肾及血清MDA含量的影响(±s)
, http://www.100md.com
    MDA含量(nmol/ml serum or g tissue)

    心

    肝

    肾

    血清

    对照组

    雄性

    519.9±156.8

    620.6±214

    472.8±200

    3.624±1.02

    (n=10)
, http://www.100md.com
    雌性

    285.0±56.8

    581.8±322

    1039.3±260

    4.058±0.72

    高剂量组

    雄性

    591.6±193.4

    468.6±195

    598.0±314.6

    4.73±1.01

    (n=11)
, http://www.100md.com
    雌性

    362.6±202.5

    1101.1±418

    802.8±262.3

    6.466±4.71

    低剂量组

    雄性

    694.8±103.9*

    220.0±58.9*

    235.7±35.9*

    2.478±0.36*
, 百拇医药
    (n=12)

    雌性

    881.6±115.6**

    247.4±29*

    242.8±30.2*

    2.782±0.54**

    与对照组比较 * P<0.05, ** P<0.012.3 心、肝、肾的病理切片变化 各实验鼠心、肝、肾病理切片HE染色均有不同程度的充血、淤血、浊肿和空泡样变性,且以高剂量组稍明显,但缺乏特异性改变。心脏间质纤维组织增生以高剂量组稍明显,高剂量组中有二只肾脏出现灶性纤维化。苏丹黑染色各组肝脏均有大小不等的颗粒,并以高剂量组增大增多为明显;肾脏以髓质小管上皮内颗粒明显,尤以乳头部上皮为甚,高剂量组比低剂量组和对照组颗粒增多、增大且相互融合;心脏各组均有散在颗粒,各组间无明显差异。
, http://www.100md.com
    图1 K-SEC对老年大鼠心肌MDA的影响 图2 K-SEC对老大鼠肝脏MDA的影响

    图3 K-SEC 对老年大鼠肾脏MDA的影响 图4 K-SEC 对老年大鼠血清MDA的影响

    3 讨论

    硒是人机体必需的微量元素,是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的重要组成成分之一,适量增加体内硒可增强GSH-Px的活力[11],因而能降低脂质过氧化产物MDA含量。特别是衰老时体内自由基浓度较高,脂质过氧化反应强烈,产生大量的脂质过氧化产物,12mg/kg κ-SeC能明显降低老年大鼠肝、肾和血清MDA含量,可能是加硒后增强了它们的GSH-Px活力所致。
, 百拇医药
    72mg/kg κ-SeC组MDA除了雄性的肝脏和雌性的肾脏外均有轻度增高,估计是硒在体内的双重作用的结果[1]:一方面增加体内硒后增强GSH-Px活力;另一方面因为大剂量硒而表现出毒性。资料表明,硒酸盐或亚硒酸盐一次给予3mg/kg即可致SD大鼠急性死亡[7],高硒能增加过氧化脂质(lipid peroxidation)和脂褐素(lipofusin pigments),并认为虽然高硒可增加GSH-Px活力而降低过氧化脂质和脂褐素水平,但却不足以对抗因为高硒所致的“氧化应激”(oxidation stress)增强而造成的脂质过氧化加强[7,12]。过量的硒可致GSH、总SH、GSH/GSSG降低,MDA含量升高,认为是由于硒与多种酶的活性中心巯基结合而使许多酶活性降低[4,7,13],因而表现出如上中毒反应。因此高剂量κ-SeC对各脏器及血清MDA的影响是由于多方面复杂的综合作用的结果。有趣的是低剂量κ-SeC组仅有心脏的MDA明显升高而高剂量κ-SeC组之升高反而不明显,即在不致引起其他脏器产生毒性反应的剂量下在心脏已表现出毒性。这可能与如下因素有关:GSH-Px是心脏的主要抗氧化酶系,其对硒含量的变化非常敏感并具有较强的吸收与储存硒的能力,因而正常膳食中加入较少量硒即在心脏堆积而表现出毒性,因而出现低剂量时心脏的MDA含量增高而其它脏器MDA却降低的矛盾现象。高剂量κ-SeC并不明显增加心脏MDA含量,估计其中有多方面的因素共同作用:首先,机体对硒的吸收有一定饱和性,达到某一限量后即使再增加食物中硒含量也不增加硒的吸收量[14];其次,在大剂量硒的情况下可能会激发心肌组织使GSH-Px反应性升高,因而抵消因高硒而致的MDA升高,此外,也可能存在具有不同特性的GSH-Px等。当然,其明确的机制尚有待进一步阐明。12mg/kg κ-SeC组中出现心肌MDA含量升高而其它脏器和血清MDA含量降低的矛盾现象,这种现象是否与低硒相关的、以心肌病变为主的克山病(Keshan disease)有某种联系?由此对克山病的发病提出如下设想:克山病患者由于某种或者某些营养因子缺乏或其它原因而导致心脏吸收和聚集硒的能力较差,尤其在低硒地区更易导致体内硒不足而表现出以GSH-Px活力降低、心肌过氧化损伤增强的以心肌病变为主的克山病。
, 百拇医药
    总之,低剂量硒可降低肝、肾和血清MDA含量,加强这些组织中GSH-Px的抗过氧化能力,但这种剂量也可表现出心脏方面的毒性。因此,补硒,尤其是正常膳食的补硒应注意硒的安全性问题。参考文献

    [1] Das PF,Sadana JR,Paul Gupta RK,et al.Experimental selenium toxicity in Guinea

    Pigs:Haematological studies.Ann Nutr Metab,1989;33∶345~353

    [2] Orville AL.Selenium and sulfur in antioxidant protective system:relationships with

    vitamin E and Malaria.Proc Soc Exp Bio Med,1992;200∶255~259
, 百拇医药
    [3] 杨晓光,田 园,Hill KE,等.大鼠脑中血浆硒蛋白P cDNA克隆.营养学报,1998;20(1)∶1~7

    [4] Guido RMMH,Ben MDR,Nico PEV,et al.Mechanism of the reaction of ebselen with endogenous thiols:dihydrolipoate is a better cofactor than glutathione in the peroxidase activity of ebselen.Mol Pharmacol,1990;37∶412~422

    [5] George AL,Dianne CS,Thomas DC,et al.Role of selenium-dependent glutathione peroxidase in antioxidant denfenses in rat alveolar macrophages.ExpLung Res,1988;14∶921~926
, http://www.100md.com
    [6] David JH,Gary HH,Alexander JK.Hepatic glutathione metabolism and lipid peroxidation in response to excess dietary selenomethionine and selenite in mallard duckings.J Toxicol Environ Health,1989;27∶263~271

    [7] John JD and Willaim GH.Stimulation of lipid peroxidation in vivo by injected selenium and lack of stimulation by selenate (41333).Proc Soc Exp Bio Med,1982;169∶209~215

    [8] 杨光圻,顾履珍.微量元素硒的人体需要量和安全摄入量范围.生理科学进展,1992;23(2)∶184~186
, 百拇医药
    [9] Uchiyama M,et al.Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituric acid test.Analytic Biochem,1978;86∶271

    [10] 周 翔,等.血清脂质过氧化的测定和意义.白求恩医科大学学报,1985;11(4)∶358~361

    [11] 王玉珍,毕 红,赵君庸,等.硒对大鼠心肌线粒体膜保护作用的观察.微量元素与健康研究,1998;15(3)∶5~7

    [12] Csallany AS,Su LC,Menken BZ.Effect of selenium,vitamin E and N,N′-Diphenyl-p-phenylenediamine on liver organic solvent-soluble lipofuscin pigments in mice.J Nutr,1984;114∶1582~1587

    [13] 赵 健,郑建杰,黄庆恒,等.硒对培养乳鼠心肌细胞缺氧-再给氧损伤影响的实验研究.中国地方病防治杂志,1998;13(2)∶78~79

    [14] Heikki K.Comparative effect of selenate and selenite on serum selenium concentration and glutathione peroxidase activity in selenium-depleted rats. Ann Nutr Metab,1988;32∶347~351, 百拇医药