牛磺酸对2型糖尿病大鼠胰腺线粒体氧化应激的影响

中国药理学通报CHINESEPHARMACOLOGICALBULLETIN2009OCT；2510137351373牛磺酸对2型糖尿病大鼠胰腺线粒体氧化应激的影响门秀丽，赵霞，赵利军，孔晓燕，景友玲，董淑云，张连元华北煤炭医学院病理生理学教研室，河北唐山063000中国图书分类号R一332；R322491R32924；R3491R587】022R5871053文献标识码A文章编号10011978200910137303摘要目的探讨牛磺酸对糖尿病大鼠胰腺线粒体氧化应激的影响。方法将30只WISTAR大鼠随机分为正常对照组、糖尿病组DM组和牛磺酸治疗组TAU组，采用20GL牛磺酸生理盐水溶液治疗，200MGKG，前两组注射等体积的生理盐水溶液。8WK后，测3组大鼠血浆葡萄糖、胰岛素、丙二醛MDA，胰腺线粒体MDA、CA“、超氧化物歧化酶SOT及NA，K一ATP酶NA，K一ATPASE和，MG“ATP酶CA“，MG一ATPASE的活性。结果DM组大鼠血糖、MDA和胰腺线粒体MDA、CA含量明显高于对照组P001，而血浆胰岛素水平、SOD、NA，K一ATPASE和CA“，MG“一ATPASE活性明显降低P005。TAU组大鼠血糖、MDA及胰腺线粒体CA“、MDA含量较DM组明显降低P005，血浆胰岛素水平、SOD、NA，K一收稿日期20090525，修回日期20090709基金项目河北省唐山市科技局资助项目NO08360202A1作者简介门秀丽1968，女，博士，教授，研究方向2型糖尿病胰岛细胞功能衰竭的发生机制与防治、肢体缺血再灌注损伤的发生机制，TEL03153725612，FAX03153725361，EMAILXIULIMEN126CONATPASE和CA“，MG“一ATPASE活性明显升高P005。结论牛磺酸可减轻2型糖尿病大鼠胰腺线粒体氧化应激水平。关键词牛磺酸；糖尿病；线粒体；氧化性应激；胰腺；大鼠氧化应激在2型糖尿病的发展过程中起着重要作用。活性氧ROS蓄积和清除不足是氧化应激的重要因素J。线粒体是细胞进行生物氧化和能量转换的主要场所，它不仅是ROS的主要来源，同时也是ROS损伤作用的主要靶点。与其他组织相比，胰岛B细胞内抗氧化物水平较低，对ROS更敏感。牛磺酸是体内的一种含硫氨基酸，分布广泛，效应多样，已被证实有明确的抗脂质过氧化、降压、降脂等作用。本实验旨在观察牛磺酸对糖尿病大鼠胰腺线粒体氧化应激的影响，以期为临床防治糖尿病及其并发症提供实验依据。1材料与方法11动物健康6WISTAR大鼠30只，2MORT龄，体重180240G，由北京医科大学实验动物中心提供。实验期间动物自由饮水，摄食饲料为华北煤炭EFFECTOFMETFORMINONTHEINHIBINB，ACTIVINAANDFOLLISTATININPOLYCYSTICOVARYMODELRATSCHENMEI，LIURUNXIA1DEPTOFREPRODUCTIVEMEDICINE，KFIRSTAFFILIATEDHOSPITAL，MEDICALSCHOOLXIALL,JIAOTONGUNIVERSITY，XIAN710076，CHINA；2DEPTOFINTEGRATEDTRADITIONALANDWESTERNMEDICINE，ESECONDAFFILIATEDHOSPITAL，MEDICALSCHOOLOFXIANJIAOTONGUNIVERSITY，XIAN710004，CHINAABSTRACTAIMTOOBSERVETHEEFFECTOFMETRORMINMFONINHIBINBACTIVINAANDFOLLISTATININRATOFPOLYEYSTICOVARYPCO，ANALYZINGTHEPOSSIBLETHERAPEUTIEMECHANISMANDTHERAPEUTIEAIEFFECTFROMOVARIESLOCALCYTOKINEMETHODSTHEPCORATMODELSWERESETBYINSULINCOMBINEDWITHHUMANCHORIONICGONADOTROPHINHCGTHELEVELSOFSEL31MGONADALHORMONEANDINSULINFINSWEREDETECTEDBYRADIOIMMUNOASSAYUSINGTHESANDWICHELISATECHNIQUETHEEXPRESSEDLEVELOFSCFNMINHIBINBINHB，ACTIVINAACTAANDFOLLISTATINFFSWASDETECTEDRESUITSMETFORMINCOULDDECREASETHELEVELOFTESTOSTERONET，LUTEOTROPICHORMONELHANDINSINRATSE131MBUTITINCREASEDTHELEVELOFACTAINRATSERUMANDTHERATEOFACTAINHBTHEREWASNEGATIVECORRELATIONBETWEENINSANDACTAANDPOSITIVECORRELATIONBETWEENINSANDINHBCONCLUSIONMFCANREGULATETHEEXPRESSIONOFOVARIESLOCALCYTOKINESSUCHASINHBACTAANDFSKEYWORDSMEFFORMIN；POLYEYSTICOVARIANSYNDROME；INHB；ACTA；FS；GONADALHORMONE；INSULIN1374中国药理学通报CHINESEPHARMACOLOGICALBULLETIN2009OCT；2510医学院实验动物中心提供的混合饲料，适应性喂养1WK后进行实验。室温1828CI，相对湿度6280。12试剂链脲菌素STREPTOZOTOCIN，STZ购自SIGMA公司；胰岛素放射免疫分析试剂盒为北京北方生物技术研究所产品；葡萄糖、丙二醛MDA、超氧化物歧化酶SOD、CA、NA，K一ATP酶及CAN，MGNATP酶试剂盒及总蛋白定量试剂盒购自南京建成生物工程研究所；牛磺酸粉剂购自中国湖州生物化学有限公司批号980018。13仪器SIGMA2METM低温高速离心机购自美国SIGMA公司；FSHII高速电动匀浆器购自江苏金坛国胜实验仪器厂；721分光光度计购自上海第三分析仪器厂。14方法141动物造模及分组30只大鼠随机留取10只作为正常对照组CONTRO1，给予基础饲料，其余20只大鼠给以高糖高脂饲料，持续喂养4WK后，尾静脉一次性注射STZ溶液25MGKG，而正常对照组注射相同体积的柠檬酸钠一柠檬酸缓冲液，72H后测空腹血糖，以血糖值高于111MMOLL，而低于333MMOLL为造模成功，成模大鼠再随机分为糖尿病组DM，N10和牛磺酸治疗组TAU，N10。TAU组大鼠腹腔注射质量浓度为2OGL牛磺酸生理盐水溶液，200MGKGD，其余两组大鼠腹腔注射等体积生理盐水溶液，持续8WK。142观察指标末次给药后，3组大鼠均禁食12H，从腹主动脉取血5ML，2000RRAIN离心15RAIN，取血浆，按试剂盒说明测葡萄糖和胰岛素水平。143胰腺组织线粒体提取及指标测定取血后，将3组大鼠剖腹分离出胰腺，去靠近胰尾部分的胰腺组织，冲洗，拭干，分离去脂，称重。胰腺以缓冲液1MMOLLNAC1134，KC15，NA2HPO407，TRIS25，PH75清洗，重悬于30ML缓冲液2MMOLLNAC110，CAC12I5，TRIS10，PH75，冰上放置10MIN，转人玻璃匀浆器中匀浆，立即加入缓冲液3MMOLLSUCROSE2000，EDTA35，THS5O，PH7506ML混匀，2500RMIN离心4MIN，取上清液于12000RMIN离心20MIN，所得沉淀即为线粒体。以缓冲液4MMOLLMANNITOL210，SUCROSE70，TRIS5，EDTA5，PH75将所得线粒体清洗2次后，光学显微镜下观察呈细沙状。一20C分装保存。测定指标前用超声细胞粉碎仪将线粒体破碎，按试剂盒说明进行MDA、SOD、CA“、NA，K一ATP酶及CA“，MGATP酶测定。蛋白定量采用考马斯亮蓝法。15统计学方法采用SPSS100软件进行统计学分析，所有数据均以S表示，各组间数据以单因素方差分析Q检验统计处理。2结果21血糖、血浆胰岛素和MDA水平与对照组相比，DM组和TAU治疗大鼠血糖和MDA水平明显升高，血浆胰岛素水平明显降低，差异有显著性。但与DM组相比，TAU治疗组大鼠血糖和血浆MDA水平明显降低P005，血浆胰岛素水平升高P005，见TAB1。TAB1THELEVELOFBLOODUEOSE，INSULINANDMDAINPLASMAINDIFFERENTGROUPSS，N10P0，05，P0O1USCONTROGROUP；P005嬲DMGROUP22胰腺线粒体MDA、SOD、CA“、NA，KATP酶及CA，NGATP酶水平与对照组比较，DM组和TAU治疗组大鼠胰腺线粒体MDA和CA含量升高，SOD、NA，K一ATP酶及CA，MG一ATP酶水平降低，差异有显著性；但与DM组大鼠相比，TAU组治疗胰腺线粒体MDA和CA含量降低，SOD、NA，K一ATP酶及CA，MG一ATP酶水平升高，差别有统计学意义，见TAB2。3讨论线粒体是细胞进行生物氧化和能量转换的主要场所，它不仅是ROS的主要来源，同时也是ROSTAB2THELEVELSOFMDA，SOD，ATPASEANDCAINPANCREATICTISSUESINDIFFERENTGROUPSN10P005，P0O1VSCONTROLGROUP；P005，P001DMGROUP中国药理学通报CHINESEPHARMACOLOGICALBULLETIN2009OCT；25TO1375损伤作用的主要靶点J。大量文献表明糖尿病时机体氧化应激水平明显升高，使组织和细胞受到严重损伤。与其他组织相比，胰岛B细胞内抗氧化物水平较低，对ROS更敏感J。因此，2型糖尿病时胰岛13细胞功能衰竭与氧化应激密切相关。而胰腺线粒体的NA，K一ATP酶和CA“，MGNATP酶是维持细胞内钙平衡的重要物质。当此两种酶活性下降时，可引起胞质中CA浓度升高，促进ROS的生成，引起脂质过氧化反应。本研究结果显示，糖尿病组大鼠血浆及胰腺线粒体中MDA含量增高，SOD活性和胰岛素水平降低，血糖明显升高，同时胰腺线粒体NA，K一ATP酶和CA“，MGATP酶水平较对照组明显降低，CA浓度升高，说明糖尿病大鼠体内脂质过氧化反应增强，抗氧化酶的作用减弱，可能是胰腺线粒体NA，K一ATP酶和CA，MG一ATP酶活性降低的原因之一。而抗氧化剂牛磺酸可明显改善糖尿病大鼠的氧化应激状态，降低血糖的同时，减少MDA生成，提高SOD活性，一定程度上恢复NA，K_ATP酶和CA，MG一ATP酶活性，降低线粒体CA含量，改善胰腺的氧化应激状态这一结果与文献报道一致。尽管胰岛B细胞只占整个胰腺的一小部分，但动物整体氧化应激状态的改善势必对胰岛细胞产生一定的保护作用。但牛磺酸对2型糖尿病胰岛B细胞的确切保护机制还有待于进一步探讨。参考文献1KANETOH，KAWAMORID，MATSUOKATA，ETA1OXIDATIVESTRESSANDPANCREATICBETACELLDYSFUNCTIONJAMJTHER，2005，12，529332LIN，FRIGERIOF，MAECHLERPTHESENSITIVITYOFPANCREATICBETACELLSTOMITOCHONDRIALINJURIESTRIGGEREDBYLIPOLOXICITYANDOXIDATIVESTRESSJBIOCHEMSOCTRANS，2008，36PT593043TANAKAY，TRANPO，HARMONJ，ROBERTSONRPAROLEFORGLUTATHIONEPEROXIDASEINPROTECTINGPANCREATICPCEILSAGAINSTOXIDATIVESTRESSINAMODELOFGLUCOSETOXICITYJPRRJCNATLACADSCIUSA，2002，99191236384BOGENHAGEND，CLAYTONDATHENUMBEROFMITOCHONDRIALDEOXYFIBONUCLEICACIDGENOMESINMOUSELANDHUMANHELACELLSQUANTITATIVEISOLATIONOFMITOCHONDFIALDEOXYRIBONUCLEICACIDJJBIOLCHEM，1974，24924799155马丽，朱邦豪，陈健文，等灯盏花素对糖尿病大鼠肾脏氧化应激的影响J中国药理学通报，2004，209103035MALI，ZHUBH，CHENJW，ETA1EFFECTSOFERIGERONBREVISCAPUSONRENALOXIDATIONINSTREPTOZOTOCININDUCEDDIABETICRATSJCHINPHARMACOLBULL，2004，209103036何敏，徐济良，吴锋2型糖尿病大鼠主动脉内皮细胞氧化损伤及缬沙坦的保护作用J中国药理学通报，2007，23335486HEM，XUJL，WUFAORTICENDOTHELIALCEILSINJURYINDUCEDBYOXIDATIVESTRESSINTYPE2DIABETESRATSANDTHEPROTECTIVEEFFECTOFVALSARTANJCHINPHARMACOLBULL，2007，23335487TRACHTMANH，FUTTERWEITS，MAESAKAJ，ETA1TAURINEAMELIORATESCHRONICSTREPTOZOCININDUCEDDIABETICNEPHROPATBYINRATSJAMJPHYSIOL，1995，2693PT2F4293881NANDHINIAT，THIRUNAVUKKARASUV，ANURADHACVTAURINEMODITIESINSULINSIGNALINGENZYMESINTHEFRUCTOSEFEDINSULINRESISTANTRATSJDIABETESMETAB，2005，314PT133744EFFECTOFTAURINEONPANCREATICMITOCHONDRIAOXIDATIVESTRESSINTYPE2DIABETICRATSMENXIULI，ZHAOXIA，ZHAOLIJUN，KONGXIAOYAN，JINGYOULING，DONGSHUYUN，ZHANGLIANYUANDEPTOFPATHOPHYSIOLOGY，NORTHCHINACOALMEDICALUNIVERSITY，TANGSHANHEBEI063000，CHINAABSTRACTAIMTOINVESTIGATETHEEFFECTSOFTAURINEONPANCREATICMITOCHONDRIAOXIDATIVESTRESSINTYPE2DIABETICRATSMETHODS30RATSWEREDIVIDEDINTOCONTROLGROUP，DIABETESGROUPANDTREATMENTGROUPATRANDOMDIABETICMODELWASREPRODUCEDBYINTRAPERITONEALINJECTIONOFSTREPTOZOTOCINAFTERHAVINGBEENTREATEDWITHTAURINEFOR8WEEKS，THESERUMCONTENTSOFGLUCOSE，INSULIN，MA