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内毒素血症是引起人、畜各种器官功能障碍而最终导致死亡的临床危症之一。该症发生时,各类自由基会大量生成,引发机体的组织细胞发生脂质过氧化作用,机体的抗氧化防御功能也会发生相应的变化。反刍动物由于其特有的解剖生理特点,在许多疾病发生发展过程中,都可以伴发内毒素血症,甚至内毒素性休克导致死亡。在内毒素血症中,心脏是最常受累器官之一。一旦出现心脏并发症,患者病情急剧恶化,死亡率将会明显上升。线粒体作为机体的“动力工厂”,历来是生物学研究的焦点之一。线粒体内的抗氧化物包括低分子量的活性氧清除剂如谷胱甘肽(GSH)、催化降解氧化物和过氧化物的酶如MnSOD、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、谷胱甘肽S—转移酶(GST),这些抗氧化体系阻止体内自由基和活性氧的过度产生或抑制它们对线粒体内膜结构的损伤攻击。对内毒素血症,目前尚无确切的治疗手段。探寻有效拮抗内毒素血症药物是当前的研究热点。研究发现,在内毒素血症和内毒素休克模型中,褪黑素(melatonin,MT)能明显改善内毒素血症和内毒素休克造成的多脏器损伤。而氨基胍(aminoguanidine,AG)是近年来受重视的胍类NOS抑制剂,AG为诱导型一氧化氮合酶抑制剂(i—NOS),用于实验性内毒素休克和内毒素血症模型的治疗,显示了有益的抗损伤作用,但对这两种药物抗内毒素心肌损伤机制尚不清楚,是否参与抗脂质过氧化,对线粒体的功能有何影响,目前少有报道。
本实验将72只山羊随机分成生理盐水组、内毒素(LPS)组、褪黑素保护(LPS+MT)组、褪黑素(MT)组、氨基胍保护(LPS+AG)组和氨基胍(AG)组共6组,每组12只,分别在处理后第3h和6h每组各宰杀6只。各组山羊在麻醉后立即剖取心脏,并按规定流程快速制备组织匀浆以及提取线粒体。测量山羊心肌组织匀浆及其线粒体总超氧化物岐化酶(T—SOD),铜锌超氧化物岐化酶(Cu—Zn—SOD),锰超氧化物岐化酶(Mn—SOD)、总抗氧化能力(T—AOC)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性,Ca2+—Mg2+—ATP酶活性和Na+—K+—ATP酶活性,丙二醛(MDA)含量变化,氧化型和还原型谷胱甘肽的含量,总巯基(T—SH)的含量,蛋白巯基(PB—SH)的含量,非蛋白巯基(NP—SH)的含量,以及总一氧化氮合成酶(T—NOS),诱导型一氧化氮合成酶(i—NOS)的活性和一氧化氮(NO)的水平。
结果表明:
1、山羊内毒素血症时,与对照组比,各种抗氧化指标:T—AOC、CAT、GR、GSH-Px和SOD活性以及Ca2+—Mg2+—ATP酶活性和Na+—K+—ATP酶活性及SH含量等均显著下降(P<0.05),MDA浓度明显升高(P<0.05),NOS活性增强、NO水平升高且差异显著(P<0.05)。
2、应用MT和AG进行保护后,由LPS引起的心肌及线粒体功能障碍得到了缓解。与内毒素组比,T—AOC、CAT、GR、GSH-Px、Ca2+—Mg2+—ATP酶活性和Na+—K+—ATP酶活性和SOD等活性增强,MDA的生成减少,NOS的活性受到抑制,NO的水平降低(P<0.05)。
由此可知MT与AG通过不同的保护机制,实现对内毒素血症时山羊心肌及其线粒体的保护作用。