多脏器功能不全综合征对大鼠线粒体呼吸功能的损伤及丹参的保护作用.pdf
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1、口岸卫生控制 第 1 2卷 第 3 期 实验研究 多脏器功能不全综合征对大鼠线粒体 呼吸功能的损伤及丹参的保护作用 刘萍 刘宏胜 杜学荣天津市第一中 心医院( 天津, 3 0 0 1 9 2 ) 摘要目的探讨多脏器功能不全综合征对大鼠线粒体呼吸功能的损伤及丹参的保护作用。方法 采用大鼠多 脏器功能不全综合征( M O D S ) 模型, 实 验动物随机分为正常对照组( 6 只) 、 感染性M O D S 组( 6 只) 和丹参治疗组( 6 只),浏定大鼠心脏、 肝脏和肠组织线杜体呼吸功能和呼吸链复合体I 、 II W的酶活 性。 结果 M O D S 模型组大鼠各器官线粒体呼吸功能明显降低,
2、呼吸链复合体I 、 W的酶活 性明显减弱( P 1 2 ) , 根据5 5 0 n m 处细 胞色素C 吸 收 值的 变 化来表 示C o m p l e x W的 活性。 细胞色 素C 的消 光系 数为E = 2 1 x 1 0 3 m o l/ c m o 样本酶活性( R I ) = ( D A / m i n x T V x 1 0 6) / ( E x l x S V ) o ) A / m i n 为每分钟吸光度的变化; T V为反应系统总 体积; S V为 样本体积, 专 为被测物( 产物或底物 ) 的 摩 尔消光系数, ; l 为光径; 1 0 6 为将m o l 换算成P m
3、 o l , I I U - 1 L m o l / l/ m i n ; 酶 活 力以ji m o l/ m i n / m g 蛋白 表 示。 1 .5 结果统计 用S P S S 1 1 .0 进行分析, 组间比 较应用方差分 析, 两两比较应用S t u d e n t - N e w m a n - K e u l s 法, 以P 0 .0 5 ) 。大鼠肝脏的 丹参治疗组C o m p l e x I 由 模型组的2 .4 8 上升为5 .5 9 p m o l/ m i n / m g P r o ; C o m p l e x I v由 1 .0 6升高为 2 . 1 5 p
4、m o l/ m i n / m g P r o , 与 模型 组比 较 有 统 计 学 意 义 ( P 0 . 0 5 ) 。 丹参治疗组大鼠心脏和肠组织线粒体呼吸功能 各项指标和线粒体呼吸 链复合体酶活性与肝脏组变 化趋势一致, 结果详见表2 , 3 0 3讨 论 一 线粒体是细胞有氧氧化的主要细胞器,良 好的 血供、 组织内 气体弥散和交换无异常以及线粒体O Z 利用无障碍是维持其正常生理功能的前提。当多脏 器功能衰竭时, 组织缺血缺氧, 当氧供进一步减少、 增加氧摄取也难以满足细胞氧耗时,则发生病理性 氧供依赖性耗氧, 同时乏氧代谢加强, 乳酸堆积而致 细胞酸中毒, 最终使线粒体呼吸功
5、能损害, 细胞氧摄 取率下降7 ,8 1 。能量代谢的微观机制表现为线粒体结 构的异常和功能的显著下降9 - 13 1 : 线粒体蛋白含量下 降; 4 态呼吸率升高, 呼吸控制比下降合成A T P 能力 降低导致肝细胞能荷下降; 电子传递链活性下降。 H u a n g 等对烧伤狗M O D S 实验模型的研究证实, M O D S 时, 肝肾线粒体功能严重受损, 线粒体和A T P 亲和力下降, 氧化磷酸化脱藕联, A T P 减少。 丹参 为 唇 型 科鼠 尾 属 植 物 丹 参( S a l v i a m i l t i o r r h i z a B u n g e ) 的干 燥根,
6、 又名紫 丹参, 是中医 最常 用的 活血 化疲中药之一。丹参能改善器官微循环, 增加血流 量, 减少血小板聚集, 减少血栓形成, 提高组织携氧 能力并能清除自由基和超氧离子,对组织细胞具有 万方数据 口岸卫生控制 第 1 2 卷 第 3 期 表 , 丹参对多脏器功能不全综合征大鼠肝脏线粒体功能的影晌 治疗组2 . 5 4 1 1 . 2 6 * * 8 3 . 2 7 土 1 1 . 2 6 * * 3 3 . 5 9 土 7 . 1 1 模型组2 . 1 9 士 0 . 6 9 * 6 6 . 6 3 土 1 5 . 2 1 * 3 0 . 9 9 土 7 . 5 3 对照组2 . 8 1
7、 土 1 . 8 4 1 0 8 . 1 6 士 1 6 . 2 5 2 9 .6 4 1 8 . 0 6 * 为与正常对照组比 较P 0 .0 5 , * * 为与模型组比 较P 0 .0 5 , N = 6 4 _ 0 1 士 1 . 1 8 * * 2 . 1 5 1 0 . 8 1 * 4 . 4 8 :1 . 0 9 C o m p l e x I 5 . 5 9 1 0 . 6 7 * * 2 . 4 8 1 0 . 9 9 * 6 . 5 7 : 0 . 7 3 C o m p l e x I 3 . 1 5 1 0 . 6 4 3 . 加1 0 . 5 9 3 . 2 2 1
8、0 . 7 8 C o m p l e x W 2 . 1 5 1 0 . 6 1 * * 1 .0 6 1 0 .4 9 * 2 . 8 6 : 0 . 5 2 表2 丹参对多 脏器功能不全综合征大鼠心脏线粒体功能的影响( t ) 2 . 6 6 士 1 . 0 6 * * 8 8 . 1 6 士 1 6 . 4 3 * *2 2 .3 8 1 5 . 6 6 2 4 . 0 7 1 8 . 8 8 2 2 . 9 2 1 5 . 5 5 3 . 9 4 1 1 . 0 1 * * 1 . 9 2 1 0 . 8 8 * 6 4 . 1 3 1 1 0 . 0 1 * 2 . 8 6 土 1
9、 . 2 7 9 7 . 1 7 土 1 4 . 5 9 2 . 6 6 1 0 . 9 4 * 4 . 2 4 1 0 . 8 4 C o m p l e x I 5 . 0 1 t 0 . 9 4 * * 2 . 6 9 1 0 . 6 9 * 6 . 4 2 :1 . 0 6 C o m p l e x II 3 . 0 6 1 0 . 5 9 2 . 9 8 1 0 . 4 1 3 . 1 9 1 0 . 6 8 C o m p l e x N 1 . 9 8 1 0 . 5 9 * * 1 . 0 0 1 0 . 6 1 2 . 3 7 1 0 . 6 8 * 为与正 常对照 组比
10、较P 0 .0 5 , * * 为与 模型 组比 较P 0 .0 5 , N = 6 表3 丹参对多脏器功能不全综合征大鼠肠组织线粒体功能的影响 2 . 4 9 1 0 . 6 1 * * 5 3 . 1 9 1 1 0 .4 4 * *2 5 . 1 4 1 5 一82 _ 1 2 1 0 . 8 1 * * 1 . 8 6 1 0 . 5 3 * 4 6 . 3 6 1 1 0 . 0 0 *2 5 . 9 8 1 5 . 0 11 . 7 8 1 0 . 7 7 * 2 . 7 8 土 0 . 7 7 61 . 2 8 11 5 . 3 82 7 . 3 3 1 6 . 1 22 . 2
11、 4 1 0 . 8 9 C o m p l e x I 3 . 0 5 1 0 . 5 8 * * 1 . 8 7 1 0 . 4 1 3 . 5 8 1 0 . 5 1 C o m p l e x 1 1 1 . 9 4 1 0 . 3 7 1 . 8 6 1 0 . 3 1 C o m p l e x N 1 . 0 1 1 0 . 3 1 * * 0 . 6 1 1 0 . 3 8 * 1 . 8 0 土 0 . 4 6 1 . 2 9 士 0 . 4 6 * 为与正常对照组比 较P 0 .0 5 , * * 为与 模型组比 较P 0 .0 5 , N = 6 保 护 作 戚丹 参 能
12、 增 强 实 验 动 物 的 体 液 和 细 胞 免 疫 功能, 并具有一定的抗菌、 抗炎、 抗过敏、 抗氧化、 对 抗 内 毒 素 的 损 伤 以 及 促 进 组 织 愈 合、 改 善 心 肾 功 能 等作用, 这些都为丹参防治肠道粘膜屏障 损伤、 肠道 及组织细菌和毒素移位, 防治M O D S , M S O F 提供了 依据(14 - 16 10 线粒体是细胞内 最重要的细胞器之一, 线粒体 中分布着三梭酸循环和电子传递系统, 是细胞氧化 磷酸化反应产生A T P 的重要场所。 线粒体呼吸链是 由 一系列氧化还原酶组成, 这些酶形成四 种主要的 电 子传递酶复合物, 其活性变化能直接或
13、间接地反 映其线粒体的功能变化。 S k u l a c h e v 将线粒体呼吸分 为五种状态, 评价线粒体呼吸功能更多的注重于呼 吸态V 3 和 叭,由此可以计算出R C R , R C R是指 A D P 控制下的氧消耗速率与不受A D P 控制的氧消 耗速率的比 值, 它是反映线粒体结构完整性及氧化 磷酸化偶联程度的灵敏指标,它的下降表示线粒体氧 化磷酸化能量生成偶联松弛, 是代表线粒体呼吸功 能较好的 指标。 P / O比 指当一对电 子通过呼吸链传至 氧所产生的A T P 分子数, 它反映了 线粒体利用氧化 释放的能量来合成A T P 的效率, 是衡量氧化磷酸化 效率的指标。 实验
14、结果表明丹参可以显著提高多脏器功能不 全综合征大鼠肝脏、 心脏和肠组织线粒体的呼吸功 能 。 实 验 模 型 组 各 器 官 的 3 态 呼 吸 明 显 下 降 , 这 是 由 于M O D S 时组织受损缺血缺氧, 电子无法传递给其最 终受体氧分子, 造成3 态效能降低, 而4 态变化不明 显。丹参治疗组各器官组织3 态呼吸速率升高, 呼吸 控制率升高, 表明线粒体呼吸功能得到改善。同时丹 参治疗组各器官组织P / O比之升高, A D P 对线粒体的 呼吸控制增加, 提高了线粒体氧化磷酸化效率。 进一步检测线粒体呼吸链复合体的酶活性, 发 现模型组各器官组织复合体 I 和W的酶活性明显降
15、低, 而复合体II 的酶活性没有明显影响, 说明N A D 链对缺氧敏感, F A D链对缺氧有一定的耐受性, 线粒 体呼吸功能下降可能与复合体 I 和N的酶活性有关 系。 经过丹参治疗后, 各器官组织复合体 I 和W的酶 活性显著升高, 说明 线粒体呼吸链功能得到改善。 通过以上实验结果表明丹参可以通过提高线粒 体的 功能, 减轻M O D S 各脏器的组织损伤, 从而在 M O D S 的防 治中 发挥重要作用。 参考文献 1 M c G i v n e y A , B r a d l e y S G .A c t i o n o f b a c t e r i a l e n d o t
16、 o x i n a n d l i p i d A o n m i t o c h o n d r i a l e n z y m e a c t i v i t i e s o f c e ll s i n c u l t u r e 一1 6一 万方数据 第 1 2卷 第 3期刘 萍, 等. 多脏器功能不全综合征对大鼠 线粒体呼吸功能的损伤及丹参的 保护作用 a n d s u b c e ll u l a r f r a c t i o n s J . I n f e c t I m m u n , 1 9 7 9 ; 2 5 ( 2 ) : 6 6 4 - - 6 7 1 2 S c
17、 i a m a n n a M A , L e e C P . I s c h e m i a r e p e r f u s i o n - i n d u c e d i n j u ry o f f o re b r a i n m i t o c h o n d r i a a n d p r o t e c t i o n 场a s c o r b a t e J . A r c h B i o c h e m B i o p h y s , 1 9 9 3 ; 3 0 5 : 2 1 5 - 2 2 4 3 D u G , M o u i t h y s - M i c k a
18、l a d A , S l u e s F E . G e n e r a t io n o f s u p e r o x i d e a n i o n b y m i t o c h o n d r i a a n d i m p a i r m e n t o f t h e i r f u n c t i o n s d u r i n g a n o x i a a n d r e o x y g e n a t i o n i n v i t r o J . F re e R a d i c B i o l M e d , 1 9 9 8 ; 2 5 ( 9 )=1 0 6 6
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- 脏器 功能 不全 综合征 大鼠 线粒体 呼吸 损伤 丹参 保护 作用
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