牛磺酸对抗铝致大鼠神经系统细胞凋亡及过氧化损伤的保护作用

发布时间：2017-05-26 14:26

本文关键词：牛磺酸对抗铝致大鼠神经系统细胞凋亡及过氧化损伤的保护作用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：[目的]铝在自然环境中广泛存在,其含量十分丰富且在空气、土壤、水以及人类食物中均有分布。随着我国工业化的快速发展,人们接触和摄入铝的机会也在增多,铝累积到一定程度就会对人体造成慢性毒作用。近年来,铝对神经系统造成的慢性毒性作用正受到人们的广泛关注。铝可加强脑组织脂质过氧化反应,从而对神经细胞产生毒性作用,甚至引发神经细胞凋亡。牛磺酸(化学名为2-氨基乙磺酸)是一种广泛存在于细胞中的氨基酸,在人体的中枢神经系统、呼吸系统及肝胆系统中发挥着重要的生理功能,而关于牛磺酸拮抗铝致大鼠脑组织过氧化损伤及细胞凋亡的研究未见报道。本实验通过灌胃给予Wistar大鼠六水氯化铝以建立铝中毒模型并从治疗和预防两方面给予牛磺酸进行解毒。通过测定相关元素、过氧化指标、三磷酸腺苷酶(ATP酶)活力和细胞凋亡相关基因的表达,研究和探讨牛磺酸对抗铝致大鼠神经系统细胞凋亡及过氧化损伤的保护作用。[方法]1.动物实验将60只健康雄性SPF级Wistar大鼠按体重(185-225g)随机分为6个实验组,分别为阴性对照组、铝染毒组、牛磺酸预防组以及牛磺酸低、中、高剂量组,每组10只。适应性饲养一周后,采用灌胃的方式进行给药,每天灌胃1次,每周连续给药5 d。给予阴性对照组大鼠生理盐水1mL/d,共8周；铝染毒组、牛磺酸低、中、高剂量组及牛磺酸预防组前4周给予六水氯化铝281.40mg/(kg·d),其中预防组在给予六水氯化铝4h后给予牛磺酸4OOmg/(kg·d);后四周,给予铝染毒组生理盐水1mL/d,牛磺酸低、中、高剂量组每日分别给予牛磺酸200、400、800 mg/kg,牛磺酸预防组每日灌胃剂量为400 mg/kg.每组随机抽取3只大鼠,采用4%多聚甲醛灌注,用于制作石蜡切片和免疫组化测定。剩余大鼠在染毒结束后禁食24h,断头取血,并迅速剖离出脑组织,于-20℃保存备用。2.牛磺酸对铝染毒大鼠一般生长发育状况的影响在动物实验过程中,每日对各组大鼠的进食情况和行为变化进行观察与记录,每隔3日准确称量各组大鼠体重并记录,计算各阶段体重增长变化值。各组大鼠在灌胃结束后禁食24h,断头处死,于冰上迅速解剖分离出脑组织,准确称重,并计算脑系数。研究牛磺酸在改善染铝大鼠一般生长发育状况方面的作用。3.牛磺酸对铝染毒大鼠脑组织抗氧化系统的影响在解离出大鼠脑组织后,准确称重,按比例加入预冷的生理盐水制成大鼠脑组织匀浆。各组大鼠脑组织丙二醛(MDA)含量的测定采用硫代巴比妥酸(TBA)法进行。二硫代二硝基苯甲酸(DTN B)法用于谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力值的相关测定,而超氧化物歧化酶(SOD)的活力值测定则采用黄嘌呤氧化酶法进行,从而研究牛磺酸拮抗铝致大鼠脑组织抗氧化损伤的作用。4.牛磺酸对铝染毒大鼠血清抗氧化系统的影响各组大鼠断头取血后,收集血清。大鼠血清中的GSH-Px活力的测定采用DTNB法,黄嘌呤氧化酶法则用于测定血清中的SOD活力。大鼠血清中MDA含量则采用TBA法,从而研究牛磺酸对铝染毒大鼠血清抗氧化指标的改善作用。5.牛磺酸对铝染毒大鼠脑组织中三种主要ATP酶活力的影响准确剖离并称取各组大鼠脑组织,按比例加入预冷的生理盐水制备成组织匀浆。各组大鼠脑组织中Mg2+-ATP酶活力、Na+K+-ATP酶活力和Ca2+-ATP酶活力均采用无机磷法分别进行测定,研究牛磺酸对铝致大鼠脑组织ATP酶活力下降的拮抗作用。6.牛磺酸对铝染毒大鼠全血中三种主要ATP酶活力的影响取各组大鼠的部分抗凝全血制成溶血液。全血中Mg2+-ATP酶活力、Na+ K+-ATP酶活力和Ca2+-ATP酶活力均采用无机磷法分别进行测定,研究牛磺酸对铝染毒大鼠全血ATP酶的保护作用。7.牛磺酸对铝染毒大鼠血清中铝及必需元素含量的影响各组大鼠断头取血后,收集血清。采用火焰原子吸收光谱法对大鼠血清中钙、镁、铜、铁、锌元素的含量依次进行了测定。而血清中铝元素含量的测定则采用电感耦合等离子体质谱法。研究牛磺酸对染铝大鼠血清中必需元素的影响及其排铝效果。8.牛磺酸对铝染毒大鼠脑组织Bcl-2和Bax蛋白表达的影响染毒结束后,用4%多聚甲醛进行心脏灌注以固定大鼠脑组织,并制作石蜡切片。采用SABC免疫组化染色法测定各组大鼠脑组织Bcl-2和Bax蛋白的表达,研究牛磺酸对染铝致大鼠脑组织细胞凋亡的拮抗作用。[结果]1.牛磺酸对铝染毒大鼠一般生长发育状况的影响染铝组大鼠的生长发育较迟缓且出现萎靡现象,其他各组大鼠的发育状况良好。从染毒第6周开始,铝染毒组大鼠的体重增长值与阴性对照组比较已出现显著下降趋势,差异具有统计学意义(P0.05)；染毒第8周时,牛磺酸预防组大鼠的体重增长较为明显且已显著高于铝染毒组(P0.05)。阴性对照组和预防组大鼠的脑系数值与铝染毒组相比显著下降,差异具有统计学意义(P0.05)。2.牛磺酸对铝染毒大鼠脑组织抗氧化系统的影响铝染毒组大鼠脑组织GSH-Px活力和SOD活力与阴性对照组相比均呈现下降趋势,而测定所得的MDA含量则显著高于阴性对照,差异具有统计学意义(P0.05)。牛磺酸高剂量组及预防组大鼠脑组织中的SOD活力显著高于铝染毒组(P0.05),而MDA含量则显著降低(P0.05)；牛磺酸中剂量组、高剂量组及预防组大鼠脑组织中的GSH-Px活力值均呈现显著升高趋势(P0.05)。牛磺酸各组大鼠脑组织中的SOD活力、MDA含量和GSH-Px活力与阴性对照比较,差异均无统计学意义(P0.05)。3.牛磺酸对铝染毒大鼠血清抗氧化系统的影响铝染毒组大鼠血清中的MDA含量与阴性对照组进行比较,可观察到显著升高趋势(P0.05),而GSH-Px活力则显著低于阴性对照(P0.05)。与铝染毒组相比较,中、高剂量牛磺酸组和预防组大鼠血清中MDA的含量均呈现明显降低趋势,且中、高剂量组与之相比具有统计学差异(P0.05)。中、高剂量牛磺酸组和预防组大鼠血清中的GSH-Px活力均明显高于铝染毒组,且中剂量组呈现统计学差异(P0.05)。各实验组大鼠血清中的SOD活力测定值之间进行比较,差异均无统计学意义(P0.05)。4.牛磺酸对铝染毒大鼠脑组织中三种主要ATP酶活力的影响铝染毒组大鼠脑组织中Mg2+-ATP酶活力和Na+K+-ATP酶活力值均显著低于阴性对照组,差异具有统计学意义(P0.05)。中、高剂量牛磺酸组和预防组大鼠脑组织中Na+K+-ATP酶活力值明显高于铝染毒组,中、高剂量组与之相比呈现统计学差异(P0.05)；与铝染毒组相比较,中、高剂量牛磺酸组和预防组大鼠脑组织中Mg2+-ATP酶活力值均有明显升高趋势,且高剂量组呈现统计学差异(P0.05)。而各组Ca2+-ATP酶活力值之间进行比较,差异均无统计学意义(P0.05)。5.牛磺酸对铝染毒大鼠全血中三种主要ATP酶活力的影响与阴性对照组相比,铝暴露组大鼠全血中Ca2+-ATP酶和Mg2+-ATP酶活力值显著下降(P0.05)。牛磺酸高剂量组和预防组大鼠全血中Ca2+-ATP酶活力值显著高于铝暴露组(P0.05);所有牛磺酸实验组大鼠全血Mg2+-ATP酶活力均高于铝染毒组,但差异无统计学意义(P0.05)。大鼠全血Na+K+-ATP酶活力值各组间进行比较,均无统计学差异(P0.05)。6.牛磺酸对铝染毒大鼠血清中铝及必需元素含量的影响将测得的铝暴露组大鼠血清中铝元素含量与阴性对照组进行比较,结果呈现显著升高趋势(P0.05)。中剂量和高剂量牛磺酸组血清铝含量则显著降低(P0.05)。与阴性对照组相比,铝染毒组大鼠血清中Fe含量显著升高,而Mg、Zn含量则降低,差异均有统计学意义(P0.05)。测得牛磺酸高剂量组大鼠血清Fe含量显著低于铝染毒组(P0.05),而Zn含量则明显升高,具有统计学差异(P0.05)。中剂量牛磺酸组与牛磺酸预防组大鼠血清Mg含量与铝染毒组相比呈现上升趋势,差异有统计学意义(P0.05)。各组大鼠血清中Cu、Ca含量测定值分别进行组间比较,均无统计学差异(P0.05)。7.牛磺酸对铝染毒大鼠脑组织Bcl-2和Bax蛋白表达的影响由大鼠脑组织中Bcl-2蛋白表达的免疫组化染色结果可见,阴性对照组大多数细胞的胞体较大,细胞形状并不规则,有的可观察到细胞表面突起,阳性细胞的胞质被染为棕黄色,且染色颜色较深,可明显区别于未染色细胞。与阴性对照组相比,铝染毒组阳性细胞数呈现一定程度的下降。而与铝染毒组相比,牛磺酸各组阳性细胞数明显增多,胞质染色较深。而大鼠脑组织Bax蛋白表达免疫组化染色结果显示,阴性对照组大多数细胞形状规则,均匀分布,几乎无阳性表达细胞。铝染毒组多数细胞胞质呈现棕黄色,颜色较深,且可观察到不规则突起,即阳性表达细胞数出现明显增多。而牛磺酸各组染色细胞数均有减少,且中剂量和高剂量牛磺酸组阳性细胞数出现明显降低趋势,且着色较浅。[结论]1.牛磺酸对大鼠的生长发育有促进作用,一定程度上能够改善铝致大鼠发育迟缓现象。2.牛磺酸对染铝大鼠脑组织和血清抗氧化系统有一定的保护作用。3.牛磺酸能够拮抗铝致大鼠脑组织和全血ATP酶活力的降低。4.牛磺酸具有一定的排铝作用,并且对铝引起的其他必需元素稳态失衡起着调节作用。5.牛磺酸能够调节神经细胞凋亡相关蛋白的表达,从而拮抗铝对神经系统的毒性作用。综上所述,牛磺酸能够有效拮抗铝染毒所致大鼠神经系统过氧化损伤及细胞凋亡,对大鼠神经系统具有一定的保护作用。
【关键词】：铝 牛磺酸 抗氧化系统 细胞凋亡 保护作用
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R741
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