牛磺酸对受损心脑组织的保护作用

杜床和实验区学杂志2008年11月第7畚第11期157牛磺酸对受损心脑组织的保护作用尤丽菊商丘医学高等专科学校河南商丘476000【摘要】牛磺酸具有强肝利胆、解热抗炎、降压强心等药理作用，近年来对其进行了深入研究发现它在神经细胞、心肌细胞保护方面具有重要作用。通过对其保护机制的深入研究，将为牛磺酸治疗脑梗死、心肌梗死等提供重要的理论依据。【关键词】牛磺酸保护作用心脑组织牛磺酸TAURINE又称一氨基乙磺酸，最早由牛黄中分离出来。纯品为元色或白色斜状晶体，无臭，化学性质稳定，溶于乙醚等有机溶剂，是一种含硫的非蛋白氨基酸，在体内以游离状态存在，不参与体内蛋白质的生物合成见表1。但它却与胱氨酸、半胱氨酸的代谢密切相关。人体合成牛磺酸的半胱氨酸亚硫酸羧酶CSAD活性较低，主要依靠摄取食物中的牛磺酸来满足机体需要。牛磺酸几乎存在于所有的生物之中，哺乳动物的主要脏器，如心脏、脑、肝脏中含量较高；含量最丰富的是海鱼、贝类，如墨鱼、章鱼、虾，贝类的牡蛎、海螺、蛤蜊等。鱼类中的青花鱼、竹荚鱼、沙丁鱼等牛磺酸含量很丰富。在鱼类中，鱼背发黑的部位牛磺酸含量较多，是其他白色部分的510倍。因此，多摄取此类食物，可以较多地获取牛磺酸。牛磺酸易溶于水，进餐时同时饮用鱼贝类煮的汤是很重要的。在日本，有用鱼贝类酿制成的“鱼酱油”，富含牛磺酸。除牛肉外，一般肉类中牛磺酸含量很少，仅为鱼贝类的L10。牛磺酸具有促进婴幼儿脑组织和智力发育、提高神经传导和视觉机能、防止心血管病、改善内分泌状态、增强人体免疫力等生理功能，还具有强肝利胆、解热抗炎、降压强心和抗心律失常的药理作用。近年来，牛磺酸对受损脑神经和心肌的保护作用的研究取的了一定的进展，并颇受重视。现就牛磺酸对受损脑神经和心肌保护作用的机制作一综述。表1牛磺酸的物理性质和化学结构IUPAC命名法化学式分子量熔点密度CAS号SM正SC2H7NO3S12514SMOL305IL1734G,CM一17315CLO7357NCCS000注IUPAC国际纯粹与应用化学联合会；CAS美国化学文摘服务社；HLH。、一NHO1牛磺酸和维生素C对染砷小鼠脑神经损伤保护作用动物实验表明，砷可以通过血一脑脊液屏障进入脑实质，慢性砷暴露的豚鼠和大鼠脑中砷浓度与暴露呈显著正相关J。CHAUDHURI等研究发现，即使砷在饮用水卫生标准浓度范围内，也能影响体内氧化还原平衡，增高脑脂质过氧化水平，降低谷胱甘肽GSH浓度和抗氧化酶活性，使脑组织受到自由基损害，引起神经细胞异常凋亡。目前认为，砷暴露使机体产生过量的活性氧族ROS和活性氮族RNS，导致机体组织细胞的核酸等生物大分子损伤是砷中毒的重要机制之一L4J。本研究以小鼠为研究对象，以8硝基鸟嘌呤8NITROGUANINE作为砷毒性作用导致的核酸损伤标志物，以维生素CVC和牛磺酸作为拮抗剂，通过免疫组化方法，观察拮抗剂对砷暴露导致的脑组织核酸损伤的保护作用，为砷毒性脑损伤的预防和治疗提供科学依据。本实验结果显示，慢性砷暴露的小鼠脑皮质中有8NO2G抗8NITROGUANINE的高表达，说明砷暴露可以导致脑的核酸损伤。而且，8NO2G的表达主要集中在靠近细胞膜的胞浆中。由于8NO2G在DNA的结构中进行迅速的脱嘌呤反应，它在RNA中要比在DNA更为稳定，说明砷暴露小鼠脑组织8NO2G的高表达可能主要与砷致神经细胞RNA损伤有关。曾经报道过砷引起小鼠脑皮质神经元的氧化性DNA损伤。J。实验结果提示，砷可能通过ROS引起DNA的氧化损伤，而通过RNS则主要引起RNA损伤。同时也提示，脑皮质神经元可能是砷的神经毒性作用的主要靶细胞。牛磺酸是机体的内源性抗损伤物质，可清除几乎所有的自由基和活性氧。水溶性维生素CVC是重要的细胞外液抗氧化物，且在细胞内液也有重要的抗氧化性能，能有效消除氧自由基。本实验结果表明，投给牛磺酸和VC的小鼠脑组织的病理变化相对较轻，而且脑皮质中8NO2G的表达也比砷暴露组少。结果提示，牛磺酸和VC对砷诱导的RNS致脑组织神经细胞RNA损伤也具有一定的保护作用。其作用机制可能与牛磺酸和VC通过减少氧自由基，阻止NO与氧自由基等反应而生成过多的过氧亚硝基阴离子有关。2牛磺酸对大鼠心肌损伤时心肌细胞核钙转运功能异常的保护作用细胞核钙来源于胞浆钙，胞浆CA2进入核内不仅通过核孔被动摄取，且在核膜上存在钙泵和IP3受体等核钙主动转运系统J。CA是胞内重要第二信使，它不仅参与细胞功能代谢的调节，核内钙还参与细胞增殖、发育、分化及细胞凋亡等核功能的调节。在心肌衰竭、心肌缺血、心肌梗死、及缺血再灌注损伤等病理状况下，不但有心功能损伤，而且有心肌质膜、线粒体及肌浆网的钙转运功能障碍，导致胞内钙超载。钙超载是心血管疾病共同发病的重要环节之一【L。牛磺酸具有调节胞内钙稳态、清除自由基等重要生物学功能，对心血管疾病具有广泛的防治作用。本次实验采用异丙肾上腺素ISO诱导大鼠心肌缺血损伤，观察牛磺酸对心肌缺血损伤时核钙转运系统的影响。所制备的心肌细胞核纯度高，蛋白质比值低，胞内其他亚细胞标志酶活性均低于5。研究发现，缺血组大鼠心肌细胞核钙泵活性及核膜钙摄取功能均显著低于对照组P005，而核内钙含量又显著高于对照组，表明核内CA2升高可能通过其他途径进入核内。核钙泵活性与核钙摄取功能并不完全一致，也进一步证实核钙转运除钙泵外，还有其他钙转运形式存在。牛磺酸保护组心肌158JOURNALOFCLINICALANDEXPERIMENTALMEDICINEVO17，NO11NOV2008核钙含量及核膜钙泵活性及45CA摄取功能与对照组比较未见显著性差异。可见，牛磺酸对ISO致心肌缺血损伤时核钙转运功能异常有很好的保护作用。随着国内外针对保护剂的广泛深入研究，从细胞技术及分子生物学技术进一步阐明牛磺酸在脑神经细胞、心肌细胞保护方面的作用机制，将对临床以牛磺酸作为保护剂的应用提供有益的科学依据。参考文献1朴丰源，杨光，李秋娟，等牛黄酸和VC对染砷小鼠脑神经损伤保护作用J中国公共卫生，2007，2312146714692RODRIGUEZVM，CARRIZALESL，JIM6NEZCAPDEVILLEME，ETA1EFFECTSOFSODIUMALX3ENICEXPOSUREONBEHAVIORALPARAMETERSINTHERATSJBRAINRESBULL，2001，5523013083CHAUDBURIAN，BASUS，CHATTOPADHYAYS，ETA1EFFECTOFHIGHARSENICCONTENTINDRINKINGWATERONRATBRAINJINDIANJBIOCHEMINBIOPHYS，1999，361；51544李友砷中毒机制研究进展J国外医学卫生学分册，2001，285261264，3145RATNAIKERNACUTEANDCHRONICARSENICTOXICITYJPOSTGRADMEDJ，2003，799333913966PIAOF，MAN，HIRAKUY，ETA1OXIDATIVEDNADAMAGEINRELATIONTO789NEUROTOXIEITYINTHEBRAINOFMICEEXPOSEDTOARSENICATENVIRONMENTALRELEVANTLEVELSJJOCCUPHEALTH，2005，475445449PADAYATTYSJ，KATZA，WANGY，ETA1VITAMINCASANANIOXIDANTOFITSROLEINDISEASEPREVENTIONJJAMCOLLEGENUTR，2003，221L835万福生，曾昭建，赵小曼，等牛磺酸对大鼠心肌损伤时心肌细胞核钙转运功能异常的保护作用J中国L临床药理学与治疗学，2000，512527CZUBRYTMP，RARNJIAWANB，GILEHRISTJS，ETA1THEPRESENCEANDPATTITIONINGOFCALCIUMBINDINGPROTEINSINHEPATICANDCARDIACNUCLEIJJMOLCELLCARDIOL，1996，283455465王培勇，庞永政，苏静怡，等心肌细胞核上存在钙转运系统J北京医科大学学报，1997，39111ALLBITTONNL，OANCEAE，KUHNMA，ETA1SOURCEOFNUCLEARCALCIUMSIGNALSJPMCNAILACADSEIUSA，1994，91261245812462TRUMPBF，BEREZESKYIKCALCIUMMEDIATEDCELLINJURYANDCELLDEATHJFASEBJ，199592219228CLAPHAMDECALCIUMSIGNALLINGJCELL，1995，802259268宿燕岗牛磺酸及其在心血管系统疾病中的应用J国外医学心血管疾病分册，1996，363138142收稿日期20080528上接第156页6叶超群，纪树荣，张庆民，等脊髓损伤后大鼠骨代谢和骨密度变化J中国康复医学杂志，2005，2042582607刘卫东，韩凤岳，景向红脊髓号对大鼠损伤脊髓轴浆运输的影响J中国骨伤，1997，1131517，648胥少汀实验性脊髓损伤及治疗观察J中华骨科杂志，1984，442459胥少汀，郭世绂背髓损伤的基础与临床M北京人民卫生出版社，199324925210PDIFISMJ，ZANAKISMFTHESHORTTERMEFFECTSOFDELAYEDAPPLICATIONOFELECTRICFIELDSINTHEDAMAGEDRODENTSPINALCORDJNEUROSURYGERY，1989，251717511WALLACEMC，TAETORCH，PIPERIRECOVERYOFSPINALCORDFUNCTIONINDUCEDBYDIRECTCURRENTSTIMULATIONOFTHEINJUREDRATSPINALCORDJNEUROSURGERY，1987，20687888412李广恒，侯筱魁脊髓损伤的实验治疗进展J中国矫形外科杂志，2001，124727413OUDEGAM，HAGGTNERVEGROWTHFACTORPROMOTESREGENERATIONOFSENSORYAXONSINTOADULTRATSPINALCORDJEXPNEUROL，1996，14022L822914OYESIKUNM，WIGSTONDJCILIARYNEUROTROPHIEFACTORSTIMULATESNEURITEOUTGROWTHFROMSPINALCORDNEURONSJ3JCOMPNEUROL，1996，3641687715BREGMANBS，BROUDEE，MEATEEM，ETA1TRANSPLANTSNEUROTMPHIEFACTORSPREVENTATROPHYOFMATURECNSNEURONSAFTERPINALCORDINJURYJEXPNEUROL，1998，1491132716GRILLR，MURAIK，BLESCHA，ETA1CELLULARDELIVERYOFNEUROTROPHIN一3PROMOTESCORTICOSPINALAXONALGROWTHANDPARTIALFUNCTIONALRECOVERYAFTERSPINALCORDINJURYJJNEUROSCI，1991，17145560557217MCTIGUEDM，HOMERPJ，STOKESBT，ETA1NETTROTROPHIN一3ANDBRAINDERIVEDNEUROTROPHICFACTORINDUCEOLIGODENDROCYTEPROLIFERATIONANDMYELINATIONOFREGENERATINGAXONSINTHECONTUSEDADULTRATSPINALCORDJJNEUROSCI，1998，18145354536518SCHWABME，THOENENHDISSOCIATEDNEURONSREGENERATEINTOSCIATICBUTNOTOPTICNERVEEXPLANTSINCULTUREIRRESPECTIVEOFNEUROTROPHIEFACTORSJJNEUOSCI，1985，592415242319BLESCHA，UYHS，GRILLID，ETA1LEUKEMIAINHIBITORYFACTORAUGMENTSNEUROTROPHINEXPRESSIONANDCORTIEOSPINALAXONGROWTHAFTERADULTCNSIJYJ，JNEUSCI，1999，1993556356620CHENGH，CAOY，OLSONLSPINALCORDREPAIRINADULTPARAPLEGICRATSPARTIALRESTORATIONOFBINDLIMBFUNCTIONJSCIENCE，1996，273527451051321UY，RAISMANGSCHWANNSCELLSINDUCESPROUTINGMOTORANDSENSORYAXIBSINTLEADLDTRATSPINALCORDJJNENROSCI，1994，1474O504O6322MARTIND，ROBEP，FRANZENR，ETA1EFFECTSOFSCHWANNCELLTRANSPLANTATIONINACONTUSIONMODELOFRATSPINALCORDINJURYJJNEURO