酪氨酸氧化产物对大鼠心肌组织氧化损伤影响的研究

发布时间：2019-09-27 17:26

【摘要】：酪氨酸残基极易被氧化修饰,其氧化产物双酪氨酸(DT)、3-硝基酪氨酸(3-NT)是体内组织氧化损伤的标识。食入酪氨酸氧化产物是否影响体内DT、3-NT的积累尚不清楚。本课题用酪氨酸氧化的产物对大鼠进行急性毒性实验、28天蓄积实验和长期饲喂实验,探讨酪氨酸氧化产物对大鼠心肌氧化还原状态、血压变化与心肌胶原代谢的影响,并研究心肌能量代谢、胶原代谢相关通路。参照Kurahashi的方法制备酪氨酸氧化产物(Tyrosine oxidized products,TOP)。主要研究内容如下:1.小鼠急性毒性试验:雌雄大鼠各10只,体重110 g-120 g,每只大鼠一次灌胃5000 mg/kg·bw的酪氨酸氧化产物,观察大鼠的中毒症状并记录死亡数量。2.28天蓄积性毒性实验:雌雄大鼠各40只,每组8只,分别灌胃(生理盐水、酪氨酸50 mg/kg·bw、氧化酪氨酸50 mg/kg·bw、250 mg/kg·bw、1250 mg/kg·bw)连续灌胃28天,每周测定大鼠体重及采食量的变化,28天后测定血液生化指标以及心肌氧化还原指标。3.大鼠饲喂实验:分为正常饲料日粮组(Control)、0.44%酪氨酸组(Tyr)、0.22%氧化酪氨酸组(TOP1)、0.44%氧化酪氨酸组(TOP2)。实验23周末测定大鼠尾动脉压;在实验第6、12、24周末分批测定心肌氧化还原指标;24周时测定心肌特异酶活、血管活性物质、心肌胶原代谢相关指标、游离脂肪酸(FFA)和总三磷酸腺苷酶(T-ATPase)的变化情况;并观察心肌纤维及线粒体超微结构;采用实时荧光定量PCR检测心肌氧化还原相关基因、p38MAPK通路对胶原降解、脂代谢的相关基因表达。论文主要结果如下:1.实验期间大鼠未出现中毒症状及死亡情况,受试样品对雄性及雌性大鼠的最大有作用剂量均高于5000 mg/kg·bw。依据急性毒性分级标准,样品的急性毒性级别为实际无毒。2.28天蓄积毒性实验:从每周体重变化可得,雄性大鼠在250 mg/kg与生理盐水组和酪氨酸组差异显著(P0.05),雌鼠在1250 mg/kg·bw与生理盐水组和酪氨酸组相比差异显著(P0.05);采食量方面,雌鼠第二周时在250 mg/kg·bw组与生理盐水组和酪氨酸组相比出现差异(P0.05),而雄鼠第一周在1250 mg/kg·bw出现差异(P0.05);血液生化指标中雄鼠谷草转氨酶和谷丙转氨酶均在250 mg/kg·bw组差异显著(P0.05),尿素氮、肌酸激酶及其同工酶均是在1250 mg/kg·bw组出现差异(P0.05);而雌鼠的血液各项生化指标均是在TOP3-1250 mg/kg·bw组出现差异。灌胃酪氨酸1250 mg/kg·bw的大鼠血液及心肌自由基(ROS)、丙二醛(MDA)、双酪氨酸(DT)、终末蛋白氧化产物(AOPP)含量与生理盐水组及酪氨酸组相比均显著升高(P0.05);心肌过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)显著降低(P0.05)。可得灌胃28天酪氨酸氧化产物导致大鼠出现明显的临床毒性症状的剂量小于1250 mg/kg·bw,主要靶器官为肝、肾、心。3.饲喂氧化酪氨酸6周起,TOP2组大鼠心肌总抗氧化能力(T-AOC)、CAT、超氧化物歧化酶(SOD)、GSH-Px显著降低(P0.05);到24周末时,TOP2组大鼠心肌T-AOC、CAT、SOD、GSH-Px、GSH/GSSG均显著降低(P0.05);呈现周期效应;6周起,TOP2组大鼠心肌ROS、DT、MDA、PC(羰基)、AOPP显著升高(P0.05);持续到24周末并呈现周期效应;Real-time PCR结果显示,饲喂酪氨酸氧化产物24周末的大鼠心肌Nrf2、Trx-1、NF-κB、AP-1表达均显著上调(P0.05)。4.TOP2组大鼠23周末时舒张压、收缩压及平均压显著高于正常组和酪氨酸组(P0.05);血流量、血流速显著降低(P0.05);酪氨酸氧化产物TOP组大鼠与正常组和酪氨酸组相比,血管紧张素II(Ang II)显著升高(P0.05),一氧化氮(NO)显著降低(P0.05)。5.饲喂酪氨酸氧化产物24周后,TOP组大鼠血浆肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)活性及心肌Ⅰ型胶原羧基端肽(ⅠCTP)、Ⅲ型前胶原氨基端肽(PⅢNP)含量显著升高(P0.05),均呈剂量效应;胶原降解相关基因及炎性因子TIMP-1、TIMP-2、PDGFB、IL-1、IL-6、TNF-α表达显著上调(P0.05),MMP-2,MMP-9表达显著下调(P0.05);心肌电镜结果观察到,大鼠的心肌纤维断裂溶解,线粒体肿大,空泡形成等异常出现;此外,大鼠心肌总ATP酶活下降,心肌游离脂肪酸FFA生成增多;Real-time PCR结果显示,TOP2组大鼠心肌SITR1、PGC1-α、PPAR-α、ERRα表达显著下调(P0.01);同时,TOP组大鼠心肌FFA含量提高,T-ATPase活性降低(P0.05),均呈剂量效应。6.心肌组织中Trx-1、TNF-α、PDGFB表达量分别与心肌组织ROS、DT、MDA、AOPP水平显著正相关;SIRT1、PPAR-α表达量分别与心肌组织ROS、DT、MDA以及AOPP水平均呈显著负相关(P0.05)。短期及长期摄入氧化酪氨酸均会造成大鼠心肌氧化还原状态失衡,心肌氧化产物积累,导致心肌组织的氧化损伤。且随着时间和剂量的增加,损伤愈加严重。长期饲喂氧化酪氨酸日粮会导致血压升高、胶原合成及降解异常、心肌能量代谢异常等心衰的趋势。
【图文】：

图 1-1 体内体外产生·OH 的过程Fig.1-1 The process of·OH produced in vivo and in vitro） 是脂质过氧化作用的次级产物，其含量常被用来的程度。而脂质过氧化产物如 MDA，可与游离氨生交联，导致蛋白质的氧化，同时能够激发自由基

图 1-2 MDA 介导蛋白质生成羰基-2 Formation of protein carbonyls by reaction with MDA酸及蛋白质结构的影响酸残基，引起蛋白质结构的改变，，造成肽键断饰
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R151

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本文编号：2542828