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1、不同剂量牛磺酸对大鼠 高同型半胱氨酸血症生物学效应的影响 康婷,郑泽琪 ( 南昌大学第一附属医院心内科,南昌3 3 0 0 0 6 ) 3 3 摘要:目的观察牛磺酸对大鼠高同型半胱氨酸血症生物学效应的影响,探讨牛磺酸拮抗高同型半胱氨酸血症生 物学效应和防治动脉粥样硬化的作用机制。方法 选择4 0 只雄性W i s t a r 大鼠随机分为4 组( 每组1 0 只) ;对照 组、模型组、低剂量牛磺酸组及高剂量牛磺酸组,观察8 周,分别检测各组8 周末同型半胱氨酸( H c y ) 、丙二醛 ( M D A ) 、超氧化物歧化酶( S O D ) 、一氧化氮( N O ) ,内皮素( E T )
2、的含量结果对照组H c y 明显低于其它3 组 ( P 女,硬士。住院医师,主要从事高血压、冠心病的研究。 万方数据 3 4 m o c y s t e i n el e v e l s I ti ss h o w e dt h a tt h r o u g hi n h i b i t i n gb i o l o g i c a le f f e c to fh y p e r h o m o c y s t e i n e m i a t a u r i n e c o n t r o la t h e r o s c l e r o s i s K E YW O R D S :t a
3、u r i n e ;h o m o c y s t e i n e ;l i p i dp e r o x i d e ;e n d o t h e l i a lf n n c t i o n ; a n i m a l s ,l a b o r a t o r y ;r a t s 同型半胱氨酸( h o m o c y s t e i n e ,H c y ) 是体内蛋 氨酸代谢途径中形成的一种含硫氨基酸,属于蛋氨 酸代谢循环的中间产物。体内同型半胱氨酸代谢的 生成和降解保持着严格的平衡状态,任何原因引起 的代谢通路的障碍,都有可能引起H c y 在体内蓄 积,从而导致高H c y 血
4、症。牛磺酸是B - 氨基酸的亚 磺酸类似物,是一种内源性拮抗同型半胱氨酸生物 学效应的含硫氨基酸,可被诱导生成,外源性补充吸 收好,无毒、无不良反应,将有良好的临床应用前景。 本文旨在通过动物实验,观察牛磺酸对大鼠高同型 半胱氨酸血症生物学效应的影响,探讨牛磺酸拮抗 高同型半胱氨酸血症生物学效应和防治动脉粥样硬 化的作用机制。 l 材料与方法 1 1 实验动物及分组 雄性W i s t a r 大鼠4 0 只,体质量( 2 0 0 士2 0 ) g ,购 自南昌大学医学院动物科学部。购进后平衡饲养1 周,随机分为4 组,对照组、模型组、低剂量牛磺酸 ( 1 牛磺酸饮用水) 组及高剂量牛磺酸(
5、2 牛磺酸 饮用水) 组,每组1 0 只。 1 2 方法 对照组饲以正常饲料、正常饮水;模型组饲以 3 蛋氨酸饲料、正常饮水;低剂量牛磺酸组饲以 3 蛋氨酸饲料、l 牛磺酸饮用水;高剂量牛磺酸组 饲以3 蛋氨酸饲料、2 牛磺酸饮用水。饲料按每 只大鼠1 0g d 、饮用水按每只2 0m L d 喂养观察8 周。各组于实验8 餍末腹腔注射2 戊巴比妥钠麻 醉动物,腹主动脉取血离心制备血浆,放置于 - - 7 0 冰箱,检测同型半胱氨酸( H c y ) 、丙二醛 ( M D A ) 、超氧化物歧化酶( S O D ) 、一氧化氮( N O ) 、 内皮素( E T ) 的含量。 1 3 统计学处
6、理 采用S P S S l l 5 软件进行统计学处理,实验数 据均以i 士s 表示,进行方差齐性检验、单因素方差 分析,组间比较用L S D 法,以P 0 0 5 为差异有统 计学意义。 2 结果 实验8 周时各组H c y 、M D A 、S O D 、N O 及E T 含量比较见表1 。 表1实验8 周时H e y 、M D A 、S O D 、N O 殛E T 含量比较( i 士s ) 与对照组比较,# P 0 0 5 1 与模型组比较,* P 0 ,0 5 ;与低剂量牛磺酸组比较,P O 0 5 3 讨论 H c y 是体内蛋氨酸循环的正常代谢产物。在 正常机体内,H c y 的生成
7、和清除保持着严格的动态 平衡,任何原因的蛋氨酸H c y 半胱氨酸代谢障碍 均可造成高H c y 血症。体内H c y 来源于食物中的 蛋氨酸,过量蛋氨酸摄人能产生高H c y 血症。 本实验结果显示:W i s t a r 大鼠喂以3 蛋氨酸 饲料,8 周后血浆H c y 浓度明显升高,达到重度高 H c y 水平。食物中蛋氨酸被吸收后在肝脏脱甲基 转化为H c y ,再经合成胱硫醚由肾脏排出体外,过量 蛋氨酸摄入。即使肝、肾功能正常,肝脏无法及时代 谢而引发高H c y 血症。M a t t h i a sD 等 1 以添加 1 蛋氨酸饲料喂养W i s t a r 大鼠7d ,餐后4h
8、血浆 H c y 浓度平均值为3 4 2 - m o l L ,餐后7h 降至 6 2 口m o l L ,其值明显低于本研究结果,这可能与 蛋氨酸浓度高低及喂养时间长短有关。 大量实验室及临床证据支持高同型半胱氨酸血 症是动脉粥样硬化的一个独立危险因素 z - 3 。高同 型半胱氨酸血症引起动脉粥样硬化性心脏病的机制 是复杂的,其中,内皮细胞功能紊乱、氧自由基作用 是其主要机制。牛磺酸是人体的条件必需氨基酸, 是细胞内含量最丰富的自由氨基酸衍生物,具有多 种生物学效应。它在改善心血管功能方面有广泛作 万方数据 用,在临床及试验动物上均证实牛磺酸具有抗动脉 粥样硬化“ 、高血压嘲和胰岛素抵抗吲
9、等效应,被认 为是广谱的心血管细胞保护剂。 本研究采用1 、2 两种不同剂量牛磺酸干预 蛋氨酸诱导的高同型半胱氨酸血症大鼠,结果显示, 不同剂量牛磺酸均可不同程度降低血清M D A 、E T 含量,升高S O D 、N 0 含量,这与文献报道大致相同。 内皮细胞不单是覆盖在血管内膜保护血管平滑 肌细胞的屏障,而且是重要的内分泌器官和效应器 官 7 。N O 和E T 是人体血管内皮细胞合成的重要 活性物质,生理情况下,它们之间存在着制约关系, 维持相互间的动态平衡。如果内皮细胞损伤,内皮 的保护性机制被破坏,则出现内皮功能失调,而后者 是启动和促进动脉粥样硬化形成和发展的重要步 骤。体内外实验
10、均证实高H c y 血症对内皮细胞具 有毒性作用。本研究结果显示:同型半胱氨酸可降 低N O 含量,升高E T 含量,1 、2 牛磺酸均可改 善同型半胱氨酸对N o 的降低,改善H c y 对E T 的 升高,但两组间差异无统计学意义,说明牛磺酸能对 抗H c y 的生物学效应,保护内皮功能。 牛磺酸保护血管内皮细胞的主要机制是通过减 轻氧化应激损害,氧化应激损伤已被广泛认为是介 导细胞凋亡的介质,H c y 是一种含硫醇的化合物, 此类物质在氧化过程中可形成同源二聚体结构或混 合性二硫化物,它们作用于机体时,可通过酶系统和 非酶系统产生氧自由基,后者能攻击生物膜中的多 不饱和脂肪酸而引发脂质
11、过氧化作用,引起蛋白质 损伤,清除氧自由基的酶活性降低。脂质过氧化物 可分解为醛、醇、酮、醚、烷烃、核酸等,其中以醛类毒 性最强。丙二醛( M D A ) 的含量常常可以反应机体 脂质过氧化反应进行的程度,间接反应出细胞损伤 程度。对抗氧自由基损伤的最主要的内源性物质是 S O D ,S O D 对机体氧化与抗氧化平衡起着至关重要 的作用,此酶能清除超氧阴离子自由基,保护细胞免 受损伤。S O D 的测定常与M D A 的测定相结合以 反应机体细胞受自由基攻击的严重程度和机体清除 氧自由基的能力。而牛磺酸作为一种内源性自由基 清除剂,能直接清除或排斥细胞内的氧自由基,从而 阻止氧化应激引发的血
12、管内皮细胞凋亡。另外,牛 磺酸也可通过减轻脂质过氧化、减少细胞膜渗透性、 抑制细胞内氧化等途径使血管内皮细胞凋亡减轻。 本实验中模型组M D A 水平明显升高,说明高 同型半胱氨酸血症时造成机体自由基生成增加,脂 质过氧化作用增强;而不同剂量牛磺酸组M D A 含 3 5 量均降至对照组水平,说明给予牛磺酸能抑制脂质 过氧化作用,减轻机体损伤。不同剂量牛磺酸组 S O D 含量都高于模型组,说明牛磺酸对S O D 有保 护作用。 据报道,牛磺酸是由半胱氨酸转化来的8 - 氨基 酸,它是种重要的氧自由基清除剂,具有细胞膜保 护作用和抗氧化作用I s - s ,所以,综合以上结果及相 关文献分析。
13、牛磺酸改善高同型半胱氨酸血症大鼠 自由基代谢紊乱的可能原因是:( 1 ) 牛磺酸可以保护 S O D 的活性来清除自由基;( 2 ) 牛磺酸可与各种脂 质来源的醛基反应,其产物抑制磷脂过氧化反应口 , 降低组织L P O 水平;( 3 ) 牛磺酸作为一种自由基清 除剂具有抗脂质过氧化作用。 总之,由于牛磺酸具有独特的理化特性和生物 学作用,逐渐成为许多研究者研究的焦点,对于牛磺 酸的研究,尤其是在其作用机制方面的探索,已较为 深入,但对于其在对抗H c y 生物学效应的机制方 面,由于机制较为复杂,且新的作用机制也在不断的 发现当中,有待于进一步的深入研究。 参考文献: 1 M a t t h
14、 i a sD 。B e c k e rCH ,R i e z l e rR ,e ta 1 H o m o c y s t e i n eI n - d u c e dA r t e r i o s c l e r o s i s - l i k eA l t e r a t i o n so ft h eA o r t aI n n o r m o - t e n s i v ea n dH y p e r t e n s i v eR a t sF o l l o w i n gA p p l i c a t i o no fH i g h D o s eo fM e t h i o n
15、 i n e J A r t e r i o s c l e r o s i s 。1 9 9 6 ,1 2 2 1 2 0 1 - 2 1 6 2 1 B o s t o mAG ,S e l b u bJ H o m o c y s t e i n ea n dA r t e r i o s c l e r o s i s : S u b c l i n i c a la n dC l i n i c a lD i s e a s eA s s o c i a t i o n J C i r u l a t i o n , 1 9 9 9 ,9 9 :2 3 6 1 - 2 3 6 3 3
16、 O m e n nGS ,B e r e s f o r dSAA ,M o t u l s k yAG P r e v e n t i n gC o r o - n a r yH e a r tD i s e a s e :BV i t a m i n sa n dH o m o c y s t e i n e J C i r c u l a - t i o n ,1 9 9 8 ,9 7 l4 2 1 - 4 2 4 4 S h i g e r uM 。Y u k i k oK ,T a k a n o b uS ,e ta 1 T a u f i n eS u p p r e s s
17、e s D e v e l o p m e n to fA t h e r o s c l e r o s i si nW a t a n a b eH e r i t a b l eH y p e r l i P i d e r n i c ( w H H L ) R a b b i t s J A t h e r o s c l e r o s i s ,2 0 0 2 ,1 6 3 l7 9 - 8 7 I s M i l i t a n t eJD L o m b a r d i n iJ & T r e a t m e n to fH y p e r t e n t i o nw i
18、 t h O r a lT a u r i n e :E x p e r i m e n t a la n dC l i n i c a lS t u d i e s J A m i n o A c i d s 。2 0 0 2 ,2 3 :3 8 1 3 9 3 6 F r a n c o n iF ,D i L e oMA ,B e n n a r d i n iF 。e ta 1 I sT a u r i n eB e n d i c i a li nR e d u c i n gR i s kF a c t o r sf o rD i a b e t e sM e l l i t u
19、s ? J N e u r o c h e mR e s 。2 0 0 4 ,2 9 :1 4 3 - 1 5 0 7 V a n eJR T h eR o l eo fV a s c u l a rE n d o t h e l i a lC e l l s J NE n g lJ M e d ,1 9 9 0 ,3 2 3 :2 7 3 6 8 T r a c h t m a nH ,F u t t e r w e i tS ,M a e s a k aJ ,e ta 1 T a u r i n eA m e l l o r a t e sC h r o n i cS t r e t o z o c i n i n d u c e dD i a b e t i cN e p h r o p a t h yi n R a t s J A mJP h y s i o l ,1 9 9 5 ,2 6 9 :F 4 2 9 9 H u x t a b l eRJ P h y s i o l o g i c a lA c t i o n so fT a u n n e J P h y 8 i d R e v ,1 9 9 2 。7 2 ( 1 ) t 1 6 1 - 1 6 3 一 ( 责任编辑:周丽萍) 万方数据
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