恒河猴糖尿病動物模型血清超氧化物歧化酶和丙二醛的檢測及意義

朱華 劉穎 秦川

恒河猴糖尿病動物模型血清超氧化物歧化酶和丙二醛的檢測及意義

朱華 劉穎 秦川

目的對糖尿病恒河猴血清中的超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)進行動態檢測，探討其在在非人靈長類糖尿病并發腎病模型中的應用價值。方法健康恒河猴5只，小劑量30mg/kg多次靜脈注射鏈脲佐菌素(STZ)，血糖穩定后觀察血清中SOD和MDA的含量。連續觀察13個月。結果造模后動物血清中的SOD值降低，在8個月出現顯著性差異(P＜0．05)，11個月出現極顯著性差異(P＜0．01)。MDA含量持續上升，9個月出現顯著性差異(P＜0．05)，13個月出現極顯著性差異(P＜0．01)。血糖與SOD呈負相關(F=-0．186，-0．323，P＜0．05)，血糖與MDA呈正相關(F=0．128，0．087，P＜0．05)，SOD與MDA無相關關系。結論測定血清SOD，MDA含量可以在一定程度上反應恒河猴糖尿病微血管病變的程度。

超氧化物歧化酶丙二醛糖尿病恒河猴

材料與方法

1．實驗動物:成年恒河猴5只，雄性，體重5．5～6．5kg。購自軍事醫學科學院實驗動物中心，動物合格證號:SCXK-(軍)2007-001。

2．模型制作方法:采集本底指標后，連續3天靜脈注射STZ。末次注射72h后檢測末梢血糖，動物的血糖出現降低則再次注射STZ。

3．檢測方法及頻率:動物禁食后于清晨采集靜脈血，離心后檢測SOD和MDA。樣品由北京中同藍博臨床檢測所檢測，均采用比色法。SOD的測定通過黃嘌呤及黃嘌呤氧化酶反應系統產生超氧離子自由基，自由基氧化羥胺形成亞硝酸鹽，在顯色劑作用下呈紫紅色。被測樣品中含SOD時，對超氧陰離子自由基有專一的抑制作用，形成的亞硝酸鹽減少。比色時測定管的吸光度低于對照管的吸光度。通過測定亞硝酸鹽濃度求出被測樣品中的SOD活力。MDA測定根據丙二醛可與硫代巴比妥鈉縮合形成紅色產物的原理。使用ST-360酶標儀讀取結果。

4．檢查頻率及統計學方法:血糖穩定后每月檢查1次，數據以均數±標準差±s)表示，應用SPSS 13．0軟件包進行統計處理數據，各指標的相關性用線性回歸分析，以P＜0．05為差異有統計學意義。

結果

1．血清中SOD與MDA含量:動物模型血清中的SOD值隨血糖的升高而降低，MDA值隨血糖的升高而升高。SOD含量8個月出現顯著性差異(P＜0．05)，11個月出現極顯著性差異(P＜0．01)。丙二醛含量持續上升，9個月出現顯著性差異(P＜0．05)，13個月出現極顯著性差異(P＜0．01)。

表1 造模前后血清中SOD和MDA值

表1 (續)造模前后血清中SOD和MDA值

2．SOD的單因素方差分析:血糖與SOD呈負相關(F=-0．186，-0．223，P＜0．05)，血糖與MDA呈正相關(F=0．128，0．087，P＜0．05)，SOD與MDA無相關關系(表2)。

表2 糖尿病恒河猴SOD的單因素方差分析

3．SOD的單因素回歸分析:SOD和MDA是血糖的相關因子，差異有統計學意義(P＜0．05)(表3)。

表3 糖尿病恒河猴SOD的單因素線性回歸分析

討論

正常生理狀態下體內會產生超氧化物陰離子、自由基等代謝產物。自由基是一種生物氧化劑，能使脂質過氧化及蛋白質氧化，損害細胞及細胞膜的正常結構，破壞細胞的正常生理功能。而細胞內存在清除自由基的體系:在需氧代謝細胞中都含有SOD，它能使超氧化物陰離子變為H2O2和氧分子，清除氧自由基保護細胞免受損傷，使機體代謝過程中氧自由基與氧抑制劑處于動態平衡狀態［4，5］。MDA是一種脂質過氧化物，是自由基攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸引發脂質過氧化作用的產物。MDA堆積會引起細胞損傷。糖尿病時，由于患者血糖升高，糖化血紅蛋白生成增多，氧合血紅蛋白減少，紅細胞攜氧能力下降，加之血糖升高致血液黏稠度升高，微血管灌注不良，均可致組織細胞缺氧，促進了自由基的形成。同時血糖本身亦可以自發地氧化產生自由基，使自由基增多［6，7］。當患者的抗過氧化能力降低，不能將其及時地清除時，必然導致自由基在體內的量堆積，加重了組織細胞的損害，進而導致其功能受損。

在所有種類的糖尿病動物模型中，非人靈長類動物模型中所觀察到的血糖規律、病理特征與人類糖尿病患者的臨床特征最為相似。但有關恒河猴糖尿病模型腎臟抗氧化能力還未見報道。我們的研究表明，隨著血糖的增高，糖尿病恒河猴體內做為脂質過氧化物終產物的MDA含量逐漸增高，到造模后9個月已明顯高于正常水平(P＜0．05)，到模型成立的第13個月已出現極顯著性差異(P＜0．01)。做為抗氧化防御系統重要組成成分的SOD含量卻逐漸降低，在造模后8個月出現顯著性差異(P＜0．05)，11個月出現極顯著性差異(P＜0．01)。而且血糖與SOD呈負相關性，MDA與血糖呈正相關性，這也與臨床的報道相符［8，9］。表明恒河猴糖尿病模型的氧化應激功能亢進，抗氧化能力降低。

根據結果我們可以推測:同臨床病人相似，自由基生成增多是引起恒河猴糖尿病微血管病變的原因之一，氧化應激參與了微血管病變的發生發展。因而測定血清SOD，MDA含量可以在一定程度上反應恒河猴糖尿病微血管病變的程度。因為模型還在繼續觀察中，待實驗結束動物安樂后，可從組織病理學方面給對上述結果進行進一步驗證。

1Aksakal E，Akaras N，Kurt M．The role of oxidative stress in diabetic cardiomyopathy:an experimental study［J］．Eur Rev Med Pharmacol Sci，2011，15(11):1241-1246

2Sangeetha MK，Balaji Raghavendran HR，Gayathri V，et al．Cordifolia attenuates oxidative stress and distorted carbohydrate metabolism in experimentally induced type 2 diabetes in rats［J］．J Nat Med，2011，65(3 -4):544-550

3丁紅香，邵美娟．Ⅱ型糖尿病患者一氧化氮，超氧化物歧化酶與丙二醛含量的變化［J］．中國糖尿病雜志，2002，2(10):116-119

4Macut D，Simic T，Lissounov A．Insulin resistance in non-obese women with polycystic ovary syndrome:relation to byproducts of oxidative stress［J］．Exp Clin Endocrinol Diabetes，2011，119(7):451-455

5Jomova K，Valko M．Advances in metal-induced oxidative stress and human disease［J］．Toxicology．2011，10(3):65-87

6Morceli G，Fran?a EL，Magalh?es VB，et al．Diabetes induced immunological and biochemical changes in human colostrum［J］．Acta Paediatr，2011，100(4):550-556

7Zhang W，Wang Y，Yang Z，et al．Antioxidant treatment with quercetin ameliorates erectile dysfunction in streptozotocin-induced diabetic rats［J］．J Biosci Bioeng，2011，112(3):215-218

8李憶農，盧純朝，徐向進，等．NIDDM患者紅細胞超氧化物歧化酶、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶活性與腎功能相關性研究［J］．中華內分泌代謝雜志，1996，16(2):15-17

9Shen X，Zheng S，Metreveli NS，et al．Epstein PN:Protection of cardiac mitochondria by overexpression of MnSOD reduces diabetic cardiomyopathy［J］．Diabetes，2006，55(3):798-805

(收稿:2012-02-15)

(修回:2012-03-01)

An Examination on SOD and MDA in the Serum of Macaques Monkey and Its Clinical Significance．

Zhu Hua，Liu Ying，Qin Chuan．Key Laboratory of Human Disease Comparative Medicine，Ministry of Health;Key Laboratory of Human Diseases Animal Model，State Administration of Traditional Chinese Medicine;Institute of Laboratory Animal Science，Chinese Academy of Medical Science(CAMS)＆Comparative Medical Center，Peking Union Medical College(PUMC)，Beijing 100021，China

ObjectiveTo study the content of superoxied dismutase(SOD)and MDA in serum of macaques Monkey and its clinical significance in macaques Monkey．MethodsWe used streptozotocin(30mg/kg of body weight，intravenously，3days)to five macaques．The dynamic changes of superoxied dismutase(SOD)and MDA in serum were measured for 13 months．ResultsAs a result，the SOD in macaques Monkey's serum were lower than those of before injection，and the difference was of statistically significance at the 8th month (P＜0．05)．The level of MDA in the serum were higher than those of before injection，and the difference was of statistically significance at the 9th month(P＜0．05)．Significantly negative correlations were observed between SOD and Glu(F=-0．186，-0．323，P＜0．05)．Significantly positive correlations were observed between MDA and Glu(F=0．128，0．087，P＜0．05)．There was no correlation between SOD and MDA．ConclusionThe results showed that the detection of SOD and MDA reflectes the viability of antioxidase in diabetic macaques Monkey．The cause of diabetes is related with free radical．

Superoxied dismutase(SOD);MDA;Diabetes;Macaques

腎功能損傷是糖尿病合并微血管病變的重要并發癥，病程進展與代謝控制不良、長期高血糖以及多種易感基因的多態性密切相關，其發病機制尚未闡明。目前認為糖尿病時存在的機體氧化應激損傷也參與了這一發展過程。測定丙二醛(MDA)含量的高低可間接反映機體細胞受氧自由基損傷的程度，超氧化物歧化酶(SOD)的檢測可間接反映機體抗氧化的能力。有文獻報道2型糖尿病模型動物和糖尿病患者體內自由基反應明顯增強，脂質過氧化產物增加，并認為過氧化反應增強是糖尿病發生、發展和并發癥產生的重要原因之一［1～3］。本實驗對糖尿病恒河猴血清中的SOD和MDA進行動態檢測，旨在探討這兩個指標在非人靈長類糖尿病并發腎病模型中的應用價值。

國家科技重大專項基金資助項目(2009ZX09503-025)

100021衛生部人類疾病比較醫學重點實驗室、國家中醫藥管理局人類疾病動物模型三級實驗室、中國醫學科學院醫學實驗動物研究所、北京協和醫學院比較醫學中心

秦川，教授，博士生導師，電子信箱:chuanqin@vip．sina．com