肉苁蓉对感染性休克大鼠肝线粒体ATP酶影响的实验研究:SD大鼠线粒体骨骼肌活性氧测定

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  [摘 要]:目的:研究肉苁蓉对感染性休克肝线粒体ATP酶的影响,明确肉苁蓉治疗感染性休克的机制,方法:40只SD大鼠随机分为五组:假手术组;12小时对照组;12小时给药组;16小时对照组;16小时给药组。采用盲肠结扎穿孔术(CLP)复制败血症模型,比较各组存活率和平均动脉压(MAP),肝线粒体ATP酶活性的变化。结果:大鼠在复制感染性休克模型后,肝线粒体ATP酶活性降低,24小时存活率明显下降。给予肉苁蓉后肝线粒体ATP酶活性较对照组明显改善(P<0.05)。与大鼠死亡率的降低呈显著正相关。结论:感染性休克线粒体ATP酶活性下降,细胞钙超载和水肿坏死是败血症大鼠死亡的直接原因,肉苁蓉能增强ATP酶活性是肉丛蓉治疗感染性休克的重要机制。
  [关键词]:肉苁蓉 感染性休克 线粒体 ATP酶
  
  感染性休克是临床急危重症,尽管近年来抗生素不断更新,但感染性休克的死亡率并无明显下降,仍高达50%。单纯西药抗菌“祛邪”治疗并不能改善感染性休克的预后。感染性休克在病机上属“正虚邪实”,治疗上必须“扶正”和“祛邪”并举的原则,中药在感染性休克的治疗上显示出巨大的潜力。感染性休克并发多器官衰竭是其死亡率居高不下的根本原因,细胞结构损伤是多器官衰竭的微观病理基础。肉苁蓉作为传统补益类中药,现代药理学研究表明肉苁蓉具有抗膜酯质过氧化,保护细胞功能的作用。线粒体能量代谢功能是细胞的基本功能之一,ATP酶的活性是衡量线粒体能量代谢功能的重要指标。实验中我们观察了肉苁蓉对感染性休克大鼠肝细胞线粒体ATP酶活性的影响,旨在为临床上感染性休克的“扶正”治疗提供理论依据和有效探索。
  
  1 材料和方法
  
  1.1 试剂 肉苁蓉购自新疆,取干肉苁蓉200g,蒸馏水煎2次,所得滤液蒸发浓缩至浓度1g/m1。戊巴比妥钠(061104),中国医药集团上海化学试剂公司;ATP酶试剂(20070108)南京建成生物工程研究所。
  
  1.2 实验动物模型与分组 雄性SD大鼠40只(购自华中科技大学同济医学院实验动物中心),随机分为5组。假手术组(n=8);12小时对照组(n=8);12小时给药组(n=8);16小时对照组(n=8);16小时给药组(n=8)。假手术组和对照组给予生理盐水灌胃,给药组予1g/ml的肉苁蓉灌胃,一日两次,喂至15天。采用盲肠结扎穿孔术复制感染性休克模型,手术前动物自由饮水,禁食12小时。
  
  1.3 平均动脉压的测定 颈静脉插入头皮针,肝素抗凝,左侧颈总动脉插管至主动脉弓处,用自制导管与生理多道仅相连,记录平均动脉压(MAp)。待MAP平稳后进行实验。
  
  1.4 线粒体ATP酶活性测定 取大鼠肝脏6g迅速置于0℃分离介质[蔗糖250mmol,乙基哌嗪2-乙基磺酸2mmol,乙二胺四乙酸0.1mmol,pH7.4],剖开洗去杂质,以分离介质悬浮(1:10),用Teflon电动匀浆器匀浆(1200r/min),以2000r/min离心10分钟,留置上清液,以10000r/min离心15分钟,弃去上清液,取沉淀物以2m1分离介质进行悬浮得到线悬液全部过程在0~4℃进行。采用定磷法测ATP酶活性。
  
  1.5 统计学处理 实验数据均以均数土标准差(x±s)表示,SPSS软件进行单因素方差分析和相关分析。
  
  2 结果
  
  2.1 肉苁蓉对平均动脉压的变化和24小时大鼠死亡率的影响 见表1。盲肠结扎穿孔术后对照组血压12小时血压显著降低,16小时更趋明显,与假手术组比较,有显著差异。肉苁蓉治疗组血压得到改善。对照组死亡率与假手术组相比较,死亡率显著上升,给药组死亡率较相应对照组明显降低。
  
  2.2 肉苁蓉对线粒体A了P酶活性的影响 见表2给药组钠钾ATP酶,钙ATP酶,镁ATP酶,钙镁ATP酶活性均显著高于相应对照组,达到假手术组水平,与大鼠死亡率降低呈显著的正相关(r=0.834)。
  
  
  3 讨论
  
  Na+-K+-ATP酶又称钠钾泵,在维持细胞生理活动,体温及正常代谢,调节细胞内外离子平衡中发挥重要生理作用,感染性休克线粒体内膜存在严重钠泵功能障碍,致线粒体水肿。Na+-K+-ATP酶受到损害,线粒体内外离子浓度失衡加重,能量代谢酶活性受抑制,细胞能量供应衰竭,造成细胞毒性水肿,同时膜通透性增加,最终导致细胞死亡,实验中我们发现,感染性休克肝细胞线粒体Na+-K+-ATP酶活性明显降低(P<0.01),表明肝组织损害严重,而在给予肉苁蓉后,肝线粒体Na+-K+-ATP酶活性明显增高(P<0.05),感染性休克大鼠死亡率显著降低。实验结果提示,Na+-K+-ATP酶的活性降低与感染性休克大鼠的病情发展成显著正相关,Na+-K+-ATP酶活性抑制,细胞水肿和死亡致多器官衰竭可能是败血症病情迅速发展的重要机理之一。近年有关Na+-K+-ATP酶与许多疾病相关的报道较多,引起临床和基础工作者的关注,研究Na+-K+-ATP酶的活性变化规律及其调节具有重要意义。
  细胞内钙和镁的稳定是维持细胞内释放反应和信息传递的必须物质基础。实验中对照组Ca2+-ATP酶活性下降直接影响钙泵活性,钙泵活性下降,使线粒体钙泵向细胞外排Ca2+的作用减弱,线粒体内Ca2+超载,线粒体内钙超载是线粒体氧化磷酸化障碍,结构受损和细胞坏死的重要原因,Ca2+超载,使线粒体膜电位降低,组织ATP含量下降,组织细胞能量利用障碍,Ca2+可激活线粒体上的
  磷脂酶,致线粒体膜损伤,破坏线粒体正常合成ATP的功能致线粒体能量产生障碍。线粒体钙代谢紊乱可直接影响线粒体呼吸功能,致线粒体摄氧和电子传递链质子氧化障碍。同时Ca2+升高,可加重酯质过氧化对线粒体的损害。这些都直接或间接导致细胞能量供应衰竭和组织器官的死亡,加速了感染性休克的病理变化发展。实验中我们还发现败血症大鼠Mg2+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活力也明显下降。Mg2+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶是维持细胞内钙镁平衡的重要物质,细胞内镁离子的减少是细胞不可逆损伤的诱发因素,Mg2+/Ca2+比值是反映细胞不可逆损伤的重要指标。肉苁蓉给药组Mg2+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性增强,ATP酶是一种巯基酶,肉苁蓉具有抗膜酯质过氧化作用,这可能是肉苁蓉增强ATP酶活性的化学基础及药理学基础。
  感染性休克线粒体能量代谢障碍,ATP酶活性下降,线粒体水肿,细胞内钙超载,钙镁平衡紊乱是败血症细胞死亡及多器官衰竭形成的直接原因。肉苁蓉拮抗膜酯质过氧化,增强ATP酶活性,保持细胞内钙镁稳态,保护细胞功能正常运转是肉苁蓉降低感染性休克大鼠死亡率的重要机制,展示了肉苁蓉在治疗感染性休克中舶良好前景。

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