II型糖尿病患者红细胞膜钠钾泵活性研究课件

1、II型糖尿病患者红细胞膜钠钾泵活性研究 生物医药工程系 2009级生物技术专业第二小组负责人：高晓航小组成员：曹林、庞圆涛、苏志远、赵鹏飞目 录一、II型糖尿病概述二、钠钾泵概述三、临床资料四、结果五、讨论六、相关资料一、 型糖尿病概述型糖尿病也叫成人发病型糖尿病，多在3540岁之后发病，占糖尿病患者90%以上。 型糖尿病病友体内产生胰岛素的能力并非完全丧失，有的患者体内胰岛素甚至产生过多，但胰岛素的作用效果却大打折扣，因此患者体内的胰岛素可能处于一种相对缺乏的状态。 二、钠钾泵概述钠钾泵（sodium potassium pump）又称钠钾帮浦，它会使细胞外的NA+浓度高于细胞内，当NA+顺

2、着浓度差进入细胞时，会经由本体蛋白质的运载体将不易通过细胞膜的物质以共同运输的方式带入细胞。钠钾泵（也称钠钾转运体），为蛋白质分子，进行钠离子和钾离子之间的交换。每当三个钠离子被转运出细胞，就有两个钾离子被转运到细胞内部。保持膜内高钾膜外高钠的不均匀离子分布 。 细胞内高钾是许多代谢反应进行的必需条件；防止细胞水肿；势能贮备。组成和作用方式 组成 NaK 泵由、两亚基组成。亚基为分子量约 120KD 的跨膜蛋白，既有Na、K 结合位点，又具 ATP 酶活性，因此 NaK 泵又称为 NaKATP 酶。亚基为小亚基，是分子量约 50KD 的糖蛋白。 一般认为 NaK 泵首先在膜内侧与细胞内的 Na

3、 结合，ATP 酶活性被激活后，由 ATP 水解释放的能量使“泵”本身构象改变，将 Na 输出细胞；与此同时， “泵”与细胞膜外侧的 K 结合，发生去磷酸化后构象再次改变，将 K 输入细胞内。研究表明，每消耗 1 个 ATP 分子，可使细胞内减少 3 个 Na 并增加 2 个 K。 细胞膜钠钾泵作用首先是由Hodkin和Keynes(1955)所发现.1957年Skou发现了Na+-K+ ATP酶并证明其与钠钾泵的作用有关. 作用方式钠钾泵的作用方式可因不同生理条件而异,在红细胞膜中可能有以下几种方式: 1.正常的作用方式利用ATP的水解与Na+-K+的跨膜转运相偶联. 2.泵的反方向作用利用

4、Na+-K+的跨膜转运来推动ATP的合成. 3.Na+ - Na+交换反应可能与ATP和ADP交换反应相偶联. 4.K+ - K+交换反应与Pi和H2(18)O的交换反应相偶联. 5.依赖ATP水解,解偶联使Na+排出. 钠钾泵与疾病 经科学研究，发现Na+-K+泵在人体的正常代谢中具有非常重要的作用，与一些疾病的发生也有着密切的关系。如肝水肿，白内障，囊纤维化，癫痫 ，偏头痛 ，高血压等。另外，最近的研究表明, Na+-K+泵还与屡减仍肥有着千丝万缕的关系。 在这里，仅就型糖尿病与Na+-K+泵的关系做一部分研究。 三、临床资料.病例选择未治疗的型糖尿病患者例，其中男例，女例。年龄岁。按空腹

5、血糖值分为组：（）轻度：空腹血糖.。（）中度：空腹血糖.。（）严重：空腹血糖 .。空腹及餐后血搪都正常的正常对照例（男例, 女例）。各组间年龄、体重指数（）无明显差异。.方法（）口服葡萄糖耐量试验（）所有研究对象均隔夜空腹,次晨点口服葡萄糖,按空腹、餐后分钟、分钟、分钟四点取血样分别作血糖、胰岛素测定。并计算血糖曲线下面积（）,胰岛素曲线下面积（）。（）钠钾泵、钙泵活性测定钠钾泵活性测定红细胞膜制备：取静脉血加抗凝,采血后立即用离心分钟,红细胞用一一生理盐水（）等渗液洗涤次,然后按：的比例向洗净的红细胞中加人预冷（）的一缓冲液（）,轻轻摇动几下后放置于冰箱中分钟,使红细胞充分溶血,然后以离心分

6、钟去掉上清液,同样条件洗次,即得红细胞膜。以上操作均在条件下完成。膜蛋白测定（改良法）：分光光度仪在波长处测定光吸收,用牛血清白蛋白作标准。离子泵活性测定（改良法）：钠钾泵反应体系：含膜蛋白, , , ., , 一（）,添加或不添加.哇巴因。反应以加入开始，水浴分钟后，加人液（.钼酸按，.孔雀石绿，.液），迅速混溶,中止酶反应，分钟后加人柠檬酸钠盐，混溶，在室温下放置分钟后于比色。离子泵活性用蛋白表示.数据处理全部数据以均数标准差（）表示。组间均数的比较采用检验，并将所有病例（例）的钠钾泵、钙泵分别和血糖、胰岛素作直线相关分析。四、结果型糖尿病和正常对照组钠钾泵、钙泵、胰岛素值比较表明型糖尿病

7、患者钠钾泵、钙泵活性明显降低（.）,且型糖尿病患者空腹胰岛素明显升高（.）,餐后分钟胰岛素明显降低（.），见表。型糖尿病轻、中、重三组间比较表明,轻度患者餐后分钟胰岛素及其明显高于中度、 （.，.）、其餐后分钟、分钟胰岛素及其都高于重度,值分别为., ., .,三组间钠钾泵活性无明显变化,见表。直线相关分析表明：钠钾泵和血糖呈负相关（.、.；.、.）,钠钾泵、钙泵和胰岛素间都不存在明显相关性。五、讨论1.钠钾泵活性降低可能引起肌醉代谢失常而导致神经病变，红细胞膜钙泵活性下降引起红细胞 内钙离子增多,其变形能力将下降在血管平衬矶细饱钠钾泵、钙泵活性下降使细胞内钠及钾或钙含量增加,这样平滑肌细胞对

8、血管收缩物质的反应性及其紧张性亦都增加,就可导致高血压 。2.本实验研究表明 II型糖尿病患者钠钾泵钙泵活性明显降低,且两者都和血糖呈负相关,说明高血糖对红细胞膜钠钾泵、钙泵活性有影响,其机理可能是 高糖环境使红细胞膜蛋白过度糖基化,使其结构和功能改变,也可使红细胞膜的磷脂层成份和性、流动性物理性状改变,从而使离子泵活性下降。六、相关资料1 白内障与Na+-K+泵白内障的病因较为复杂，可能是环境，营养，代谢和遗传等多种因素。对晶状体长期综合作用的结果。一般认为，氧化损伤引起白内障的最早期变化。氧化作用会损伤晶状体细胞膜，使维持细胞内正常代钠和高钾离子浓度的Na+-K-ATP酶泵功能明显改变，对

9、钠离子的通透性增加，使晶状体内的钠离子增加，导致水的流失，开始了皮质性白内障的过程。2 高血压与Na+-K+泵据报道，高血压患者及有高血压家族史而血压正常者有跨膜电解质转运紊乱，其血清中有一种激素样物质，可抑制Na+/K+-ATP酶活性，以致钠钾泵功能降低，导致细胞内Na+，Ca2+浓度增加，动脉壁SMC收缩加强，肾上腺素能受体(adrenergic receptor)密度增加，血管反应性加强。这些都有助于动脉血压升高。近来研究发现，血管紧张素(AGT)基因可能有15种缺陷，正常血压的人偶见缺陷，而高血压患者在AGT基因上的3个特定部位均有相同的变异。患高血压的兄弟或姐妹可获得父母的AGT基因的同一拷贝。有这种遗传缺陷的高血压患者，其血浆血管紧张素原水平高于对照组。3 屡减仍肥与Na+-K+泵 新近发现，有些肥胖者虽然坚持节食，活动量也不小，但仍然减肥不了。这种肥胖的根本原因是因为人体中褐色脂肪组织的产热功