红细胞代谢

关键词： 代谢

红细胞代谢（精选十篇）

红细胞代谢 篇1

1 资料与方法

1.1 研究人群

选取北京小汤山医院和北京电力医院体检中心,获得体检人群的电子数据。个人体检记录以病历号为唯一标识,将历年的数据信息合并、整理。以2007 年作为基线,保留参加≥3 次体检者的信息。排除在基线时,既往史包括冠状动脉粥样硬化性心脏病(以下简称冠心病)、心绞痛、心肌梗死、冠状动脉搭桥术后、冠心病支架术后、脑梗塞、胃癌及胃大部切除术后的体检者,以及排除基线时已经患有Met S及任何代谢组分异常者。

1.2 研究方法和内容

1.2.1调查内容

一般人口学特征、身高体重测量、血压测量、血常规检查、血生化检查。

1.2.2诊断标准

本研究采用国际糖尿病联盟(In-ternational Diabetes Federation,IDF)和美国心脏联合会(American Heart Association,AHA)/国家心肺和血液研究所(National Heart Lung and Blood Institute,NHLBI)就Met S的定义于2009年发表的新的联合声明,具体标准见参考文献[1]。新的联合声明中对Met S的定义如下,下述5项中任意3项成立即可:①腹型肥胖。根据腰围诊断,不同国家地区和人种有各自特定的数值;②高三酰甘油血症。三酰甘油≥1.7 mmol/L,或已经进行针对该项血脂异常的治疗;③低高密度脂蛋白血症。高密度脂蛋白男性<1.0 mmol/L,女性<1.30 mmol/L,或已经进行针对该项血脂异常的治疗;④血压升高。收缩压≥130 mm H和/或舒张压≥85 mm Hg,或已经诊断高血压并开始治疗;⑤空腹血糖≥5.6 mmol/L,或已经诊断为2型糖尿病并开始治疗。

1.3 统计学方法

采用SAS 9.3 统计软件进行数据分析,计量资料以均数±标准差(±s)表示,用t检验或者秩和检验,计数资料以百分比或率表示,用 χ2检验、Fisher精确检验。运用广义估计方程(generalized estimation equation,GEE) 分析Met S与红细胞比容的关系,P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况

2007~2012 年基线时参加体检者共8 750 例。排除有冠心病、心绞痛、心肌梗死、脑卒中等严重并发症474 例,排除患有Met S及代谢组分异常者787例,最终符合要求的研究对象有7 489 例,其中男性3 389 例(45.25%),女性4 100(54.75%)。将研究对象按照红细胞比容的四分位数水平分为4 组。见表1、2。

2.2 广义估计方程模型分析红细胞比容与代谢综合征的相关性

男性人群多变量GEE分析发现,校正年龄后,与红细胞比容的第1四分位数Q1比较,第2四分位数Q2的;第3四分位数Q3的;第4四分位数Q4的。女性人群多变量GEE分析发现,在校正年龄后,与红细胞比容的第1四分位数Q1比较,第2四分位数Q2的;第3四分位数Q3的;第4四分位数Q4的。见附图和表3。

Q1:第1四分位数;Q2:第2四分位数;Q3:第3四分位数;Q4:第4四分位数

3 讨论

3.1 代谢综合征的发病情况

本研究采用IDF和AHA/NHLBI于2009 年发表的最新的Met S的诊断标准[1],发现追踪1 年Met S的发病密度为3.82/1 000 例年,追踪2 年Met S的发病密度为6.54/1 000 人年,追踪3 年Met S的发病密度为10.63/1 000 人年,追踪4 年Met S的发病密度为12.07/1 000 人年,追踪5 年Met S的发病密度为12.67/1 000 人年。

3.2 代谢综合征与红细胞比容的相关性

随着人们对Met S的深入研究,发现Met S不仅与糖尿病和心脑血管疾病有关[2,3,4],而且与肝脏疾病、慢性肾病、血管纤维化等疾病有关。Met S的发生包括遗传和环境因素,其主要的发病机制可能与胰岛素抵抗、炎症和高黏血症有关[5,6,7,8]。

红细胞比容是将一定量的抗凝血液,在一定的速度和时间离心沉淀后,观察压实红细胞占全血的百分比。临床上常通过测定红细胞比容作为评估血液黏稠度的客观指标。红细胞比容可以直接影响红细胞的氧气运输能力及血液的黏稠度。红细胞比容在0.33~0.38 时携带氧气的能力最强,当红细胞比容<0.45 时,两者呈直线关系,当>0.45 时则呈曲线关系。因此,红细胞比容的微小变化就可以引起血液黏稠度的改变,并且影响血小板的黏附性、聚集性以及红细胞携带氧气的能力。有研究表明,红细胞比容在脑血管疾病、急性胰腺炎和重度子痫患者中的水平高于正常人[9,10,11]。

但是国内外关于红细胞比容Met S的相关性研究并不多。红细胞比容升高可能会增加血液黏度和血流外周阻力,并进一步促进胰岛素抵抗。有研究证实,红细胞比容与胰岛素抵抗[12]、糖尿病的发生[13]相关,而胰岛素抵抗是Met S发生的主要原因。一项泰国人群[14]和两项日本人群[15]中的横断面研究发现,红细胞比容与Met S相关。类似研究结果在埃塞俄比亚的一个队列研究中也被报道[16]。本研究发现,红细胞比容是男性人群Met S发生、FPG升高和女性人群FPG升高的危险因素。一项中国的以体检人群为研究对象的队列研究发现,红细胞比容与肥胖、高血压及血脂异常相关[17]。

肝脏细胞代谢周期是多少 篇2

肝脏是由肝细胞组成，肝细胞极小，肉眼看不到，必须通过显微镜才能看到。人肝约有25亿个肝细胞，5000个肝细胞组成一个肝小叶，因此人肝的肝小叶总数约有50万个。肝细胞为多角形，直径约为20-30/加(微米)，有6-8个面，不同的生理条件下大小有差异，如饥饿时肝细胞体积变大。每个肝细胞表面可分为窦状隙面、肝细胞面和胆小管面三种。肝细胞里面含有许许多多复杂的细微结构：如肝细胞核、肝细胞质、线粒体、内质网、溶酶体、高尔基氏体、微粒体及饮液泡等组成。

代谢是生物体内所发生的用于维持生命的一系列有序的化学反应的总称。这些反应进程使得生物体能够生长和繁殖、保持它们的结构以及对外界环境做出反应。代谢通常被分为两类：分解代谢可以对大的分子进行分解以获得能量(如细胞呼吸);合成代谢则可以利用能量来合成细胞中的各个组分，如蛋白质和核酸等。代谢可以被认为是生物体不断进行物质和能量交换的过程，一旦物质和能量的交换停止，生物体的结构和系统就会解体。

肝脏细胞代谢周期大约为五个月，也就是五个月的时间肝脏里面所有的细胞都会更新一遍。

骨骼肌细胞铁代谢的研究进展 篇3

关键词：人体生理学；骨骼肌；铁代谢；运动；铁转运蛋白受体；综述

中图分类号：G804.7文献标识码：A文章编号：1006-7116(2009)03-0096-05

铁参与了机体许多重要的生理过程，是生物体内含量最丰富的必需金属元素。骨骼肌细胞内的铁一部分以血红素铁(hemeiron)的形式存在，主要指肌红蛋白(myoglobin，Mb)，Mb可以从血红蛋白(hemoglobin，Hb)中接受并贮存O₂，供肌肉运动；此外，骨骼肌细胞中血红素铁还包括线粒体中电子传递链上的细胞色素a、a₃、b、c₁和c，参与电子转运，与ATP生成有关。骨骼肌细胞内另一部分铁以非血红素铁(non-hemeimn)的形式存在，主要包括线粒体呼吸链中的铁硫蛋白和黄素蛋白如NADH、琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶；还有一些酶如三羧酸循环中的乌头酸酶、核糖核酸和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，尽管不含铁，但它们发挥作用需要铁作为辅助因子；有些含铁有机物虽然与能量代谢没有直接的关系，但是对细胞能量代谢所需的稳态环境的维持发挥重要作用，如过氧化物酶、细胞色素P450等。由于铁参与了氧的转运贮存及能量代谢，因此运动中骨骼肌细胞铁代谢变化会直接影响ATP的产生，进而影响骨骼肌的运动能力。由于运动员中存在铁缺乏的状况，因此关于骨骼肌铁代谢引起越来越多学者的关注。本文重点介绍骨骼肌细胞的铁摄取与释放、铁缺乏与铁超载对骨骼肌细胞功能的影响、运动中骨骼肌铁代谢的调节机制等的研究进展。

1骨骼肌细胞的铁摄取与释放

骨骼肌细胞摄取铁主要通过含铁的转铁蛋白(transferrin)明与细胞膜上的转铁蛋白受体1(transferrin receptor 1，TfR1)结合形成铁-Tf-TfR1复合物，经过内吞机制，以内吞小体的形式进入胞内。内吞小体囊泡内环境酸化后解离和还原释放铁离子，脱铁后的Tf也从TfR1上解离，再开始下一次循环。进入胞内的铁一部分优先被细胞内含铁蛋白捕获，完成特定的生物学功能，另一部分与铁蛋白(ferritin，Fn)结合并贮存在胞内铁池中。铁蛋白是机体铁的主要储存形式。当细胞需铁增加时，一方面可以通过铁蛋白的铁释放，另一方面可以通过增加转铁蛋白从胞外摄铁来满足细胞对铁的需求。骨骼肌细胞的细胞膜上除了有TfR1外，还有二价金属离子转运体1(divalent metaltransporter 1，DMT1)、膜铁转运蛋白1(ferroponin 1，FPN1)等参与了铁的吸收和跨膜转运功能，其中，DMT1可将内吞小体中已解离的铁泵入胞浆，供细胞利用。FPN1具有使铁从骨骼肌细胞内释放至胞外的功能，在亚铁氧化酶的协助下，可将细胞内的铁释放到血液中。与铁代谢有关的亚铁氧化酶(ferroxidases)主要有铜蓝蛋白(ceruloplasmin，CP)和膜铁转运辅助蛋白(hephaestin，HP)。在肠吸收细胞中，HP可与细胞基底膜上的膜铁转运蛋白FPN1共同作用，将铁从肠上皮释放出去，但尚未见有关骨骼肌中HP作用的报道。CP可帮助Fe³⁺与细胞膜外的转铁蛋白结合。此外，2004年发现的参与调节肠铁吸收的铁调素调节蛋白(hemojuvelin，HJV)又称血幼素，在骨骼肌和心肌中存在高表达。转染了HJV cDNA的细胞Fn含量明显增加。这是由于HJV会明显增加这些细胞对转铁蛋白结合铁(transferrin-bound iron)和非转铁蛋白结合铁(non trans-ferrin-bound iron)摄取的能力。同时HJV可能具有降低细胞铁释放的功能。虽然HJV mRNA和受体蛋白(neogenin)在小鼠的骨骼肌有高表达，但其在骨骼肌铁转运中的具体作用尚需深入研究。

2运动与骨骼肌铁代谢

铁参与了机体内Hb和Mb的合成、线粒体电子传递链中细胞色素酶的组成等，因此铁可以影响氧的转运及线粒体产生ATP的能力，进而影响运动成绩。研究表明，耐力成绩与Hb和组织中的铁浓度相关。因此运动与骨骼肌内铁代谢存在密切联系。然而研究又表明，运动会改变骨骼肌的铁稳态。赵光等用高频电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP－PES)研究发现，小鼠一次性力竭游泳运动后，骨骼肌内Fe含量明显下降。对长时间耐力运动的研究发现，无论是长时间适度运动，还是长时间跑台运动导致的运动性低血色素大鼠的铁分布均呈现不同的变化趋势：骨髓铁出现不同程度的下降；肌肉中铁含量明显升高。这有可能是为了满足运动中骨骼肌对铁的需求，机体动员了骨髓等的贮存铁，使铁重新分布，确保骨骼肌运动对铁的需求。关于运动后骨骼肌纤维胞膜上Tf的表达证实了这一点。刘玉倩等研究表明，适度运动可以促进机体铁的动员，增加腓肠肌非血红素铁含量。这是由于腓肠肌细胞膜上向细胞内转运铁的TfR1和DMT1蛋白表达增加，而转运铁出细胞的FPN1表达降低造成的。同样，曹建民等的研究也表明运动训练造成的运动性低血色素大鼠肌肉中铁代谢紊乱，肌肉应激性使转铁蛋白以及转铁蛋白受体表达增加，以促进肌肉对铁的吸收。因此，维持机体铁稳态尤其是骨骼肌的铁代谢平衡对运动员来说是十分重要的。

3骨骼肌细胞铁缺乏与铁超载

3.1骨骼肌细胞铁缺乏

目前，通过膳食调查、体格测试和生化检测等手段的研究发现，运动员和普通人群仍存在铁缺乏的现象。2005年，对23个项目599名(男331，女268)优秀运动员的营养状况调查发现，贫血和缺铁性贫血的检出率在女运动员中为12.6％、男运动员为5.2％，女运动员明显高于男运动员。2002年，我国营养普查结果显示：缺铁性贫血患病率达20.1％，其中2岁以内婴幼儿和60岁以上老人贫血率分别为31.1％和29.1％。此外，北京市2005～2006年在大兴和西城区

对1797名20～60岁的职业女性和538名幼儿园儿童进行生物学监测，结果显示，职业女性贫血患病率为14.31％，3～6岁儿童患病率为7.43％，主要为缺铁性贫血。

铁缺乏会影响骨骼肌的功能。铁缺乏时Hb和Mh减少，使血液中氧的运输和运动期骨骼肌收缩时氧的传递和储存减少，组织中含铁有机物尤其是含铁酶减少或活性降低，抑制了三羧酸循环，而且Hb或红细胞数量的减少会影响运动中肌肉清除C02的能力，使肌肉的pH值降低，限制骨骼肌的有氧氧化能力，降低耐力。在运动性贫血条件下，大鼠腓肠肌内ATP酶多数会发生显著性降低。同时电子传递能力下降，而且，耐力运动成绩的恢复与组织铁浓度的回升密切相关。线粒体半胱氨酸脱氢酶Fe-S簇和顺乌头酸酶受大鼠骨骼肌铁含量的转录后调控，铁缺乏引起55％～76％细胞质顺乌头酸酶活性下降，蛋白水平下降50％。缺铁大鼠骨骼肌线粒体的最大呼吸能力降低，氧化磷酸化减少，肌酸磷酸分解增多，运动训练会加剧缺铁大鼠骨骼肌线粒体微观结构的改变(嵴减少，空泡增多)。此外，贫血时运动能力降低还表现在亚极量运动时心率升高，运动后乳酸水平升高和恢复时间的延长。长期训练导致的骨骼肌疾病及肌红蛋白尿与骨骼肌中琥珀酸脱氢酶和顺乌头酸酶缺乏相关。总之，大量的研究表明，耐力运动成绩与Hb及组织中铁的浓度密切相关。缺铁性贫血时，氧运输的减少限制了骨骼肌的氧化能力，降低了VO_2max(最大吸氧量)和运动成绩。

3.2骨骼肌细胞铁超载

铁是电子传递链中细胞色素酶的电子载体和三羧酸循环中大多数酶的功能成分，同时铁是Hb和Mb的氧结合成分，是氧化代谢的中心。由于铁可催化强氧化剂形成，增加对细胞膜、脂质、蛋白质和核酸损伤的危险，因此过量铁积聚于体内可致使细胞、组织受损。例如遗传性血色病(hereditary hemochromatosis，HH)就是过量铁沉积造成多器官功能损伤。研究表明，骨骼肌铁超载后TfR1表达下调，而HJV表达无明显变化，参与葡萄糖和脂肪代谢的酶表达发生变化，更易诱发糖尿病。随年龄增加骨骼肌内的铁贮量也会增加，从而诱发过氧化损伤。Altun等利用双向凝胶电泳观察4月龄和30月龄大鼠腓肠肌基因表达，发现老年大鼠的骨骼肌铁贮量增加，转铁蛋白、SOD，表达增加，SOD₂表达减少，同时老年大鼠的骨骼肌在细胞呼吸过程中更易受到自由基攻击。Jung等的研究也表明老年大鼠跖肌铁聚积，铁蛋白重链和轻链表达增加，TfR1表达下降。膳食中的VE可减少过氧化损伤，降低大鼠肝、骨骼肌组织中可变铁池中的铁。

4运动中骨骼肌铁代谢的调节机制

关于运动中骨骼肌铁代谢的调控机制，目前研究还较少，尚缺乏系统性的结论，可能涉及的调控途径主要与NO和低氧刺激相关。

4.1运动中NO对骨骼肌铁代谢的调控

NO与运动关系密切，在运动及铁代谢中起重要的调控作用。本研究组以往研究表明10周游泳训练后的大鼠腓肠肌NO含量和NOS活性高于安静对照组(p＜0.05)，DMTI(IRE)和TfR1表达较对照组增加，FPN1表达减少(p＜0.05)，而DMT1(non-IRE)表达无明显变化。说明运动中NOS活性增强，产生更多的NO，引起腓肠肌细胞膜上TfR1和DMTI(IRE)表达增加，FPN1表达降低，使肌细胞从循环系统摄取铁增加，而肌细胞向外释放铁减少，引起肌细胞内铁贮存增加，从而满足运动中肌组织对铁的需求。其具体调控机制可能与铁调节蛋白1(iron regulatory protein 1，IRPI)、铁反应元件(iron response element，IRE)的结合活性改变有关。IRP1与线粒体顺乌头酸酶有高度同源性，线粒体顺乌头酸酶是NO主要靶酶，因此NO也能调节IRP1活性，其机制可能是NO与IRP1的Fe-S中心结合，破坏IRP1中Fe-S簇，从而激活IRP1与mRNA的结合活性，调节具有IRE的铁转运相关蛋白的表达。如果IRE存在于mRNA 5’-UTR(untranslated region)，IRP与IRE的结合会阻碍mRNA的翻译，进而减少蛋白表达。如果IRE存在于mRNA 3’-UTR，IRE与IRP结合增加mRNA稳定性，则会使蛋白表达增多。大强度的运动会引起肝、脾和骨髓细胞胞质内IRP活性增加，并且与IRE结合增强。最近关于NO和铁代谢相互作用的研究结果证实了这种可能性。通过凝胶阻滞实验(Gel-retardation assay)发现，NO可以增强小鼠单核巨噬细胞白血病细胞(RAW 264.7)TfR1中IRE与IRP1的结合活性，从而增加其mRNA的含量。但关于骨骼肌细胞中是否会存在相似的调控作用，还需进一步研究。

4.2低氧对铁代谢的调节

在大强度运动中，工作细胞对氧的需求不断增加，氧的需要量与氧输送能力不相适应会造成机体相对缺氧，即负荷缺氧。目前尚缺乏负荷缺氧对骨骼肌铁代谢影响的报道。要学者对高原缺氧和低氧暴露进行了初步研究，Robach等研究发现7～9d高原缺氧使Hh表达下降(35％)，降低了铁蛋白轻链(43％)和TfR(50％)及总铁量(37％)，同时FPN1 mRNA表达增加。这表明低氧增加了肌细胞内铁的释放。在高原缺氧条件下，为了促进红细胞生成，铁需求增加，促进机体铁动员，增加Hb浓度。林文弢等观察运动性低血红蛋白大鼠在人工常压低氧(14.5％)环境下恢复3周后发现大鼠血清铁、血清铁蛋白和总铁结合力显著升高，而血清转铁蛋白则显著下降。这说明低氧暴露可促进血清铁代谢，使体内储存铁增加，有利于运动性低血红蛋白恢复。也有研究表明适度低氧(10％)对小鼠骨骼肌铁贮量无明显影响，却增加了肝脏中的铁含量和金属氧化还原酶的活性。不同的研究结果可能与低氧时间不同、运动形式差异和实验对象不同有关，关于低氧对骨骼肌铁代谢的影响及其调控机制还有待深入研究。

5研究展望

5.1骨骼肌铁代谢的调控机制 运动有可能通过增加NO含量而调控铁代谢相关蛋白的表达，从而调节铁在体内的重新分布。目前尚缺乏直接证据证明运动中NO通过何种途径促进机体贮存铁的重新分布，NO对骨骼肌细胞摄铁和释铁能力究竟有何影响，及其调节机制尚缺乏深入研究。以往的研究多处于系统水平，NO对肌细胞铁代谢的调控机理缺乏细胞水平和分子水平的深入研究。此外，低氧刺激如何调控骨骼肌铁代谢还需进一步研究。

5.2Hd7在骨骼肌铁代谢及肠铁吸收中的作用

骨骼肌细胞表达的HJV是血清HJV的重要来源，它可调节肝脏分泌抗菌多肽hepcidin，而hepcidin在肠铁吸收中发挥重要的调控作用。在小鼠骨骼肌细胞系C2C12中下调HJV受体(neogenin)的表达，会降低HJV释放，而在HEK293过量表达neogenin，则会显著增加HJV释放，这表明肌细胞膜上HJV的释放是由受体调控的。关于HJV在骨骼肌铁代谢中的角色及其在肠铁吸收中的作用有待进一步研究。

红细胞代谢 篇4

近日, 休斯敦卫理公会研究所 (Houston Methodist Research Institute) 的研究人员通过研究表示, 一种实验性药物或可促进小鼠脂肪和体质量下降。相关研究在圣地亚哥举办的第97届美国内分泌学会年会 (ENDO2015) 上发表。这种药物名为GC-1, 其可以加速机体脂肪细胞代谢燃烧脂肪。研究者Kevin Phillips博士表示GC-1可以明显增加小鼠机体的代谢率, 从本质上将有害的白色脂肪 (white fat) 转化成为有益的褐色脂肪 (brown fat) , 白色脂肪往往那个可以储存过多热量, 而且其和糖尿病及代谢性疾病的发病直接相关, 而褐色脂肪可以燃烧掉更多能量。研究者表示, GC-1可以通过激活机体的甲状腺激素受体来将白色脂肪转化为褐色脂肪, 甲状腺激素受体在调节机体代谢中扮演着重要角色, 其可以将食物转化成为能量, 同时还可以帮助进行机体的适应性发热作用, 即机体将过度的能量转化为热释放出去。如今研究者已经用这种名为GC-1的药物在成千上万只小鼠中进行了测试, 研究者给予肥胖、遗传性肥胖及饮食诱导的糖尿病小鼠每天进行GC-1服用。 (源自:药品资讯网)

红细胞代谢 篇5

在高等植物中,细胞分裂素通过对细胞分裂与分化的调节而广泛参与了对植物生长发育的调控.在过去的10余年,利用模式植物拟南芥的研究,在阐明细胞分裂素的代谢、转运与信号转导等方面取得了重要的`进展.同时,关于细胞分裂素与其它信号途径之间存在的广泛交叉反应也受到了人们的注意.根据我们现有的知识,细胞分裂素信号转导是通过磷酸基团在一个双元组分系统之间的系列传递而完成的,该过程被称之为“磷酸接力传递”(phosphorelay).细胞分裂素与其它信号途径的互作可能也主要是通过双元组分系统链接的.双元组分系统中目前已知的主要信号元件不仅表现出功能冗余性,同时在调控特定的植物生长发育过程时也具有特异性.本文在对细胞分裂素的代谢与转运过程简要评述的基础上,对其信号转导以及与其它信号途径间交叉反应的研究进展进行重点讨论,并展望细胞分裂素研究对重要农业性状改良的意义.

作 者：邓岩 王兴春 杨淑华 左建儒 Yan Deng Xingchun Wang Shuhua Yang Jianru Zuo 作者单位：邓岩,王兴春,左建儒,Yan Deng,Xingchun Wang,Jianru Zuo(中国科学院遗传与发育生物学研究所,植物基因组学国家重点实验室,北京,100101)

杨淑华,Shuhua Yang(中国农业大学生物学院,植物生理学与生物化学国家重点实验室,北京,100094)

红细胞代谢 篇6

1 氧化应激和抗氧化系统

氧化应激是指机体内ROS产生过多, 超出其清除能力,导致氧化/抗氧化失衡,造成组织细胞损伤的一种状态[8]。 ROS是一类由O2-衍生出来的氧自由基的总称,主要包括超氧阴离子(·O2-)、羟自由基(·OH)、氢化氧基(·HO2)、过氧基(RO2)和烷氧基(RO)以及由O2-衍生出来的非自由基成分如过氧化氢(H2O2)等。 线粒体是细胞内ROS的主要来源[5],此外,生物体内酶促反应过程中也伴有ROS的产生。 线粒体来源的超氧阴离子通过锰超氧化物歧化酶催化形成H2O2,在金属离子存在的情况下,产生高反应性的羟自由基能通过Fenton和/或Haber-Weiss反应造成细胞内蛋白质、脂质和DNA损伤[9]。生理情况下,ROS的产生量很少,不引起机体病理改变,而过量的ROS则会导致氧化应激,引起一系列疾病和毒理作用[8]。 机体存在由多种“抗氧化剂”组成的抗氧化系统,主要通过酶类和非酶类两大抗氧化系统来抵御氧化剂的毒性作用,使ROS的产生和清除处于动态平衡状态[10]。 酶类抗氧化系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)、细胞色素氧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等,微量元素铜、铁、锌、硒、锰、镁参与构成这些酶的活性中心。 非酶抗氧化系统主要有维生素C、维生素E、褪黑素、α-硫辛酸、类胡萝卜素等[8]。 其中,GSH氧化还原系统、SOD和CAT在防御氧化应激损伤中起着重要作用。

2 ECM及其代谢相关因子

ECM是存在于细胞之间的动态网状结构, 由胶原、蛋白聚糖及糖蛋白等大分子物质组成。 这些大分子物质可与细胞表面的特异性受体结合,通过受体与细胞骨架结构直接发生联系或触发细胞内的一系列信号传导而引起不同的基因表达,从而导致细胞的粘附、迁移、增殖和分化[11,12]。 不同的组织ECM组成成分的种类和含量不同。 在ECM各组分中,胶原蛋白主要为组织提供基本骨架及强度,蛋白聚糖和透明质酸主要维持水和状态、力学特性以及建立与维持信号分子的浓度梯度以确保组织的发育、形式和功能[12,13]。 若改变ECM中蛋白、 透明质酸和蛋白聚糖等成分可能会使组织的性质和生物学功能发生变化,参与一系列疾病的病理过程。 ECM的合成与降解受机体内多种酶和细胞因子的调节, 以维持正常生理条件下ECM的动态平衡。 调控ECM降解的酶主要有丝氨酸蛋白酶类、半胱氨酸蛋白酶类、天冬氨酸蛋白酶类和基质金属蛋白酶类(MMPs)四大类,其中,MMPs被认为是最重要的一类。 ECM中胶原的代谢主要取决于MMPs及其抑制剂TIMPs的动态平衡[8]。 而细胞因子主要包括转化生长因子-β(TGF-β)、基质金属蛋白酶组织抑制因子(TIMPs)、血小板衍生因子(PDGF)和结缔组织生长因子(CTGF)等。

3 氧化应激与ECM代谢异常相关疾病

3.1 骨关节ECM代谢异常疾病

多聚蛋白聚糖和胶原是构成软骨细胞ECM的主要生物大分子[14]。 研究[1]显示关节退行性疾病患者体内抗氧化酶表达减少,ROS水平升高且胰岛素样生长因子(IGF-1)及其受体和MMPs表达上调,表明氧化应激是退行性骨关节炎和风湿性骨关节炎等骨关节退行性疾病发生发展的重要因素。 致病因素所导致的氧化应激可通过调节PI3K/Akt信号通路使多聚蛋白聚糖生成减少、降解增加,关节软骨胶原过度降解和表型表达改变,使关节软骨含水量减少、弹性丢失,最终导致关节软骨的损毁和关节功能的丧失[14,15]。

3.2 心血管ECM代谢异常疾病

研究证实,动脉粥样硬化(AS)、高血压病、缺血性心脏病等多种心血管疾病与氧自由基引起的氧化应激有关[12,13]。 Zarkovic等[2]认为,氧化应激所致的脂质过氧化及其产物4-羟基壬烯醛(4-HNE)可使弹性蛋白合成与降解失衡,参与衰老和动脉粥样硬化所致的血管壁重构。Essick等[16]研究表明,采用血管紧张素Ⅱ (AngⅡ) 处理小鼠, 使ROS水平上升,MMP-2、MMP-9 表达减少,TIMP1、TIMP-2 表达增加, 促进心机肥大与心室重塑。

3.3 肾脏ECM代谢异常疾病

肾脏ECM主要为透明质酸、层黏连蛋白和IV型胶原,ROS能破坏ECM合成和降解的平衡,引起肾小球基底膜增厚、系膜区增宽和间质纤维化[17]。 在糖尿病高糖状态下,过量的ROS可以使胶原蛋白、纤连蛋白等合成增加[18,19]。 同时,高糖可以ROS为第二信使,上调系膜细胞内纤溶酶激活物抑制剂-1(PAI-1)的表达,而PA的表达却得以下调从而使得系膜细胞降解ECM的能力降低,从而参与糖尿病肾病的发生发展[3]。

3.4 肺ECM代谢异常疾病

氧化应激反应能加剧气道炎性反应,其中的氧自由基及活性氧可减弱黏膜功能, 增强内皮渗通性,减弱内皮细胞的黏附性, 影响细胞外基质的重建。 Yao等[4]证实,SOD3 可以通过抗氧化作用减少弹性蛋白酶的表达,抑制氧化损伤所致的弹性蛋白降解,缓解吸烟所致的慢性阻塞性肺疾病(COPD)和肺气肿。 且MMP-9 在COPD患者的支气管肺泡灌洗液、 痰液和血清中的含量增多,血清MMP-9 浓度高于正常组,与FEV1、FEV1/FVC呈负相关[20]。 此外,在肺纤维化患者组织研究中也发现,ROS生成增加, 抗氧化物酶(GSH、SOD、CAT) 表达水平明显减少,MMP-2、3、7、8、9 的表达水平增加[13,21]。

3.5 肝脏ECM代谢异常疾病

在慢性肝损伤时,TGF-β 和PDGF表达增加,导致ECM合成大于降解,Ⅰ、Ⅲ型胶原表达增加,晚期出现降解障碍,而损伤后的ECM又能调节基质金属蛋白酶的活性,进一步影响ECM代谢。Li等[5]研究表明,黄芪甲苷Ⅳ可通过清除ROS、上调GSH表达,抑制HSC活化及Ⅰ型胶原和纤连蛋白的表达,从而缓解肝纤维化。 此外,氧化应激可增加TIMP1、TNF-α 和TGF-β1表达,减少MMP-2 的表达,使HA、LN及Ⅲ、Ⅳ型胶原表达增加,促进肝脏胶原沉积,导致纤维化[22,23]。

3.6 盆底支持组织ECM代谢异常

盆底支持组织ECM的组成成分有胶原蛋白(Collagen)、 弹性蛋白(Elastin)、 蛋白聚糖、层粘连蛋白和纤连蛋白等。Chen等[24]研究发现子宫脱垂患者子宫骶韧带氧化应激相关线粒体融合蛋白Mfn2 与Ⅰ、 Ⅲ型前胶原蛋白呈负相关,提示氧化应激可通过影响胶原代谢参与子宫脱垂发生。Li等[7]的研究表明,耻骨宫颈筋膜中GPx1 表达与CTGF和TGF-β1呈负相关,提示盆底支持组织抗氧化能力下降可下调胶原代谢调节通路TGF-β1-CTGF、 抑制胶原代谢进而损伤盆底支持结构。 有研究证实氧化应激能影响MMPs的表达[25],但在子宫脱垂中尚无相关文献。 因此,氧化应激可能通过影响胶原、 弹性蛋白等代谢导致ECM重构导致盆底支持结构生物力学完整性丧失。

4 氧化应激调控ECM代谢的机制

相关文献提示多条细胞信号通路参与氧化应激调控ECM代谢和重构过程, 其中TGF-β1/Smad3、丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节蛋白激酶(MAPK/ERK)、 磷脂酰肌醇-3 - 激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)、酪氨酸蛋白酶/信号转导子和转录激活子(JAK/STAT)、Nrf2/ARE、Wnt/β-catenin等经典信号通路以及其相关效应因子发挥着重要作用。

4.1 TGF-β1/Smad3 信号通路

TGF-β1/Smad3 信号转导通路是调控机体组织纤维化的最重要机制之一。Hagler等[26]研究发现,ROS可通过激活TGF -β1/Smad3 通路, 增加CTGF和MMP-2 的表达,促进ECM重构和纤维化,参与二尖瓣黏液瘤的发生发展。 此外,ROS可通过启动TGF-β1/Smad3 信号通路, 激活下游的PAI-1,PAI-1 可抑制纤维酶原向纤维蛋白酶转化,从而影响组织纤维化的过程[27]。

4.2 JAK/STAT信号通路

JAK/STAT信号通路参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等很多重要的生物学过程, 主要通过JAK2/STAT3 通路实现[28,29]。 有研究证实,ROS可激活JAK2/STAT3 信号转导通路, 上调TGF-β1和纤维结合素的表达,影响ECM代谢,与糖尿病肾病有极其密切的联系[19]。 Huang等[30]研究显示,N-乙酰半胱氨酸(NAC)可通过减少ROS生成,抑制JAK2/STAT3 信号通路减少Ⅳ型胶原及纤连蛋白的表达缓解肾小管上皮细胞肥大性增长。

4.3 PI3K/Akt信号通路

PI3K/Akt信号通路在ECM产生和降解过程中起到重要作用。 ROS可通过激活PI3K/Akt信号通路促进MMP-2 的表达,从而激活HSC合成ECM[31]。 Qin等[32]研究表明,ROS可通过激活PI3K/Akt信号通路,促进Ⅰ型胶原的表达,从而参与肾间质纤维化的病理过程。 Yu等[33]研究显示,通过醉茄素A处理兔软骨细胞使ROS水平升高,激活PI3K/Akt通过,导致Ⅱ型胶原表达减少,而加用PI3K/Akt抑制剂LY294002 处理后,胶原表达上升。 同时,Zhang等[34]证实,氧化应激可通过调节PI3K/Akt信号通路抑制IGF-1 的表达,减少软骨细胞ECM蛋白聚糖的生成。 提示氧化应激可通过PI3K/Akt通路影响ECM代谢,参与退行性骨关节炎的发生发展。

4.4 MAPK/ERK信号通路

Ras和MAPK/ERK激酶(MEK)等都可激活ERK,活化的ERK移位入胞核,参与调控一些转录因子和细胞周期蛋白D、E表达, 导致HSCs增殖和表型改变,一些细胞因子和刺激活化MAPK后,把信号传入细胞核,包括磷酸化和激活多个转录因子,引起一系列细胞应答, 如增殖分化和对特定代谢途径的调节。 Yin等[15]研究表明,氧化应激可通过激活MAPK/ERK信号通路抑制IGF-1 的表达, 减少软骨细胞ECM蛋白聚糖的生成。 此外,ROS可通过激活MAPK/ERK信号通路上调TGF-β1, 刺激血管平滑肌细胞表达与分泌MMP-9,调节ECM代谢[34]。

4.5 Nrf2/ARE信号通路

Nrf2/ARE信号通路是近年来被公认的机体抗氧化系统的核心机制。 Oh等[35]研究表明,氧化应激状态时,Nrf2/ARE通路活化, 可抑制TGF-β/Smad信号通路,减少Ⅰ型胶原、纤连蛋白以及TIMPs和PAI-1 的表达。 此外,去乙酰化酶1(Sirt1)可通过激活Nrf2/ARE通路减少ROS生成,进而下调纤连蛋白和TGF-β1 的表达,参与糖尿病肾病的发生[36]。 而Nrf2 敲除小鼠在紫外照射诱导氧化应激状态下,MMP-9 表达较野生型明显增加[37]。

4.6 Wnt/β-catenin信号通路

Wnt是一种细胞间分泌的糖蛋白,与细胞表面受体结合将信号传至细胞内, 减少 β-catenin的降解并将之转位到核内,与转录因子T细胞因子/淋巴增强因子相结合,改变目的基因的表达(如MMPs、c-MYC、cyclin Dl和CD44 等),调节细胞的增殖和分化[38]。 Hsu等[39]通过动物实验发现,一氧化氮供体处理糖尿病模型小鼠,可通过下调内皮一氧化氮合酶,缓解糖尿病介导的氧化应激和氮化应激, 抑制Wnt/β-catenin信号通路,减少纤连蛋白和TGF-β1的表达,进而减轻小鼠肾脏ECM聚积,缓解糖尿病肾病的发生。

5 小结与展望

红细胞代谢 篇7

1资料与方法

1. 1实验动物2月龄新西兰大白兔10只,均单独笼养,正常饮水、饮食。无菌条件剖取兔双膝关节,于超净工作台削取全层软骨,绞碎,于37℃ CO2培养箱采用0. 4% 链霉蛋白酶和0. 025% Ⅱ型胶原酶依次酶解消化获取膝关节全层软骨细胞。

1. 2海藻酸钠凝胶立体培养按每毫升生理盐水加入12 mg海藻酸钠干粉搅拌制备海藻酸钠凝胶,0. 22 μm滤网除菌。将上述细胞悬液与海藻酸钠凝胶充分混匀吹打,保持细胞浓度为4 × 106/ m L。制备海藻酸钠凝胶盘,体积50 μL,圆柱状,高度3 mm、直径4. 5 mm,10% 氯化钙溶液浸泡5 min胶化定形,移入力学加载细胞培养板,每孔加原代培养基3 m L,培养条件: 37℃ ,5% CO2,每3天换液1次。

1. 3力学加载及分组采用Flexcell - 5000基底压缩加载系统( 美国,Flexcell公司) 对海藻酸钠凝胶盘立体培养软骨细胞实现精确的周期性压缩应力。本实验分为两组,即实验组和对照组。对照组行静态培养,未施加任何压力; 实验组: 对海藻酸钠凝胶盘进行周期性压缩应力加载,加载条件: 正弦波, 0. 5Hz,20k Pa,1 h / d。于加载第7、14、21天进行相关分析。

1. 4 RT - PCR检测于加载第7、14、21天收集凝胶盘,,加入10% 乙二胺四乙酸二钠溶液,轻微震荡分离获取软骨细胞。Trizol法提取总RNA,使用Prime Script TM RT试剂盒将RNA反转录为c DNA,采用PCR仪将c DNA进行相应引物扩增。引物设计如下: 蛋白聚糖( aggrecan,AGG) : 5' - TCTACCGCTGTGAGGTGATGC - 3' 和5' - TTCACCACGACCTCCAAGG - 3'; Ⅱ 型胶原: 5' - ACACTGCCAACGTCCAGATG 3' 和5' - GTGATGTTCTGGGAGCCCTC - 3'; Ⅹ 型胶原: 5' AGCCAGGGTTGCCAGGACC - 3' 和5' - CCAGGAGCACCATATCCTGT - 3'; 基质金属蛋白酶 - 13 ( matrix metalloproteinase - 13,MMP - 13) : 5' - CACCGGATCTGCCAAGAGA - 3' 和5' - CTGGAGAACGTGATTGGAGTCA - 3'; GAPDH: 5' GAGCCCTTCCACAATGCCAAA - 3' 和5' - GTCGTGGAGTCTACTGGTGTC - 3'。通过计算机软件测量和计算Ct值,计算目的基因相对转录水平[7]。

1. 5统计学处理采用SPSS 13. 0统计软件进行数据分析, 计量资料结果以( ± s) 表示,不同组间比较采用方差分析, 以P < 0. 05为差异有统计学意义。

2结果

与对照组比较,实验组在第7天AGG及Ⅱ型胶原mRNA的表达明显增高( P < 0. 05) ,随加载时间延长,其表达量逐渐下降,在第14、21天两组比较均无明显差异( 见图1) 。与对照组比较,实验组在早期第7天时,Ⅹ型胶原及MMP - 13的表达无明显差异。在第14天时,实验组Ⅹ型胶原及MMP 13 mRNA的表达与对照组比较明显增高( P < 0. 05 ) 。而在第21天时两组之间Ⅹ型胶原及MMP - 13 mRNA的表达无明显差异( 见图2)

3讨论

软骨细胞作为成体组织来源的组织工程软骨种子细胞, 由于软骨组织来源缺乏,体外大量的扩增培养是目前常用的方法之一[8]。但软骨细胞在体外单层扩增培养的方式极易丧失其分化成熟的表型,基质合成能力降低,退变转化为纤维细胞表型[9]。本课题组前期通过微管吸吮力学分析进一步证实,老年和骨关节炎软骨细胞黏弹性力学特性明显降低[10]。且在体外培养扩增过程中,随着传代次数增加,软骨细胞逐渐失去黏弹性蠕变特性,表现为弹性固体特征,且随传代次数增加,软骨细胞杨氏模量和表面张力逐渐增高,细胞质内细胞骨架( cytoskeleton,CSK) 的空间分布、成分及含量发生明显变化,提示CSK在软骨细胞体外培养失分化过程中的作用[11,12]。

大量研究证实,藻酸钠微球等体外三维立体培养可维持软骨细胞的表型,增强软骨细胞特异性Ⅱ型胶原和糖胺聚糖类的表达[13]。同时,有研究发现,体外立体培养可明显促进骨髓间充质干细胞( bone mesenchymal stem cells,BMSCs) 向软骨细胞的分化[14]。且立体三维培养能使已经去分化的软骨细胞发生重分化,稳定其表型,恢复去分化软骨细胞表达特异性标志物的表达,恢复其超微结构和维持Ⅰ、Ⅱ胶原表达的作用[15,16]。

在日常活动中,人体关节软骨承受着压力、剪切力等多种力学刺激。大量研究证实,力学环境对软骨细胞生长、分化、表型的维持,对组织工程软骨的修复及重建有非常重要的作用[17,18]。本实验对体外海藻酸钠凝胶立体培养软骨细胞施加0. 5Hz、20k Pa的周期性动态压缩应力,根据力学计算,这种压力更加接近于关节软骨正常状态下的生理压力。 通过实验进一步证实,压缩刺激7天后软骨细胞AGG和Ⅱ 型胶原基因表达水平明显上调,这说明了适当力学刺激促进提高了软骨细胞基质合成能力。但随着力学刺激时间的延长,软骨细胞趋于肥大方向分化,主要表现为X型胶原及MMP - 13基因表达的提高。有研究表明,软骨细胞可通过细胞骨架肌动蛋白的解聚,使细胞本身力学和机械敏感性适应周围的力学环境的变化[19]。长时间超负荷的力学加载, 导致细胞骨架的改变,致使软骨细胞肥大适应力学刺激基质合成能力的退变[20]。

红细胞代谢 篇8

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2009年10月～2012年4月于我院进行治疗的52例重症急性胰腺炎患者为研究对象,将其随机分为对照组(常规治疗组)和观察组(加用奥曲肽组)每组各26例。对照组26例患者中,男15例,女11例;年龄23～71岁,平均(38.5±5.4)岁;发病时间3.5～46.5 h,平均(18.8±2.4)h;病因:胆源性13例,暴饮暴食10例,其他3例。观察组的26例患者中,男16例,女10例;年龄23～72岁,平均(38.7±5.2)岁;发病时间4.0～47.0 h,平均(18.9±2.3)h;病因:胆源性12例,暴饮暴食10例,其他4例。两组患者的年龄、性别、发病时间及病因等方面比较,差异均无统计学意义(均P>0.05),具有可比性。本研究经医院伦理委员会通过,且患者均在知情同意的情况下参与本研究。

1.2 方法

对照组患者采用常规的西药进行治疗,主要给予患者禁食、胃肠减压、解痉止痛、抗感染及纠正水电解质酸碱平衡失调、抑制消化液分泌等治疗。观察组在对照组常规处理治疗的基础上加用奥曲肽进行治疗,0.1 mg/次,q8h,皮下注射。两组均治疗4 d后评估效果。

1.3 检测指标和方法

将两组患者治疗前及治疗后2、4 d的氧代谢指标和红细胞刚性、电泳、变形及聚集指数、免疫黏附指标进行检测及比较。其中氧代谢指标检测项目包括动脉血氧含量(CaO2)、动脉血氧分压(PaO2)、动脉血氧饱和度(SaO2)、氧摄取率(O2ER)、混合静脉血氧分压(PvO2)、氧输送(DO2)及氧耗(VO2)等,其均为采用颈内静脉置管进行上述指标的监测;红细胞刚性、电泳、变形及聚集指数采用SA-6000全自动血流变分析仪进行检测,而红细胞免疫黏附指标检测项目包括红细胞免疫黏附促进因子、免疫黏附抑制因子、C3b受体花环促进率及免疫复合物花环率,均采集静脉血后以郭峰法进行检测。

1.4 统计学方法

采用SPSS 16.0对所得数据进行统计学分析,计量资料采用均数±标准差表示,组间比较采用t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组治疗前后不同时间段的氧代谢指标比较

数据显示,治疗前观察组与对照组的CaO2、PaO2、SaO2、O2ER、PvO2、DO2及VO2比较,差异均无统计学意义(均P>0.05),而其治疗后的第2天和第4天观察组CaO2、PaO2、SaO2、O2ER、PvO2及VO2均高于对照组,DO2低于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05),见表1。

2.2 两组治疗前后不同时间段的红细胞刚性、电泳、变形及聚集指数比较

数据显示,治疗前观察组与对照组的红细胞刚性、电泳、变形及聚集指数比较,差异均无统计学意义(均P>0.05),而治疗后的第2天和第4天观察组均低于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05),见表2。

2.3 两组治疗前后不同时间段的红细胞免疫黏附指标比较

数据显示,治疗前观察组的红细胞免疫黏附促进因子、免疫黏附抑制因子、C3b受体花环促进率及免疫复合物花环率与对照组比较,差异均无统计学意义(均P>0.05),而其治疗后的第2天和第4天观察组红细胞免疫免疫黏附抑制因子及免疫复合物花环率均低于对照组,而C3b受体花环促进率及黏附促进因子均高于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05),见表3。

注:与对照组比较,*P<0.05;1 mm Hg=0.133 kPa

注:与对照组比较,*P<0.05

注:与对照组比较,*P<0.05

3 讨论

重症急性胰腺炎是胰腺炎中病情较为凶险且病死率较高的种类之一,临床调查显示,本类患者的死亡率仍然在15%以上,严重危及患者的生存状态及生命安全。临床中较多研究显示,胰腺炎患者存在氧代谢及红细胞多项指标的异常,其中临床认为氧代谢指标的异常是本病发病的病理基础,可导致多器官功能衰竭[2],而红细胞刚性、电泳、变形及聚集指数的异常则可以主要与此类患者血液流变学指标的异常有关,再者,此类患者红细胞免疫指标的异常说明患者的机体处于免疫力相对低下的状态,此时患者机体的康复能力较差[3,4],也极易发生感染等,因此应对其加强免疫方面的改善,体现在红细胞的这些指标的方面,即表现出其异常变化的情况,因此认为对于这种指标的异常的研究可以为其治疗提供依据[5,6]。

奥曲肽是具有较佳的减少胰腺分泌作用的药物,因此其对患者的胰腺实质细胞膜有直接保护作用,对于胰腺炎的治疗主要通过保护胰腺实质来达到目的,且对于改善胰腺状态的效果也较为突出[7],研究显示其还可以有效改善患者的有氧代谢障碍,从而改善氧代谢紊乱的状态[8,9],因此对于疾病的治疗非常有效。

本文中笔者就奥曲肽对重症急性胰腺炎患者氧代谢及红细胞多项指标的影响进行观察,发现其较未采用奥曲肽进行治疗的患者不仅表现出氧代谢指标的明显改善,红细胞刚性、电泳、变形及聚集指数也显著降低,另外,患者的红细胞免疫黏附指标的改善也进一步说明其免疫状态的改善,肯定了机体的康复效果,从而从这些方面显示出奥曲肽在改善疾病状态方面的有效性[10]。综上所述,笔者认为奥曲肽对重症急性胰腺炎患者氧代谢及红细胞多项指标的影响明显,可以肯定其在本病治疗中的效果。

摘要：目的 探讨奥曲肽对重症急性胰腺炎患者氧代谢及红细胞多项指标的影响。方法 选取2006年4月～2012年4月于我院进行治疗的52例重症急性胰腺炎患者为研究对象,将其随机分为对照组(常规治疗组)和观察组(加用奥曲肽组)每组各26例,将两组患者治疗前及治疗后2、4 d的氧代谢指标和红细胞刚性、电泳、变形及聚集指数、免疫黏附指标进行检测及比较。结果 治疗后2、4 d观察组的氧代谢指标和红细胞刚性、电泳、变形及聚集指数、免疫黏附指标改善幅度均大于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论 奥曲肽对重症急性胰腺炎患者氧代谢及红细胞多项指标的影响明显,可以肯定其在本病治疗中的效果。

关键词：奥曲肽,重症急性胰腺炎,氧代谢,红细胞指标

参考文献

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红细胞代谢 篇9

1材料与方法

1.1一般材料

抽取2012-03~2013-11本院在激素下培养的非依赖性前列腺癌细胞DU145作为研究样本,正常前列腺间质细胞分别选择外周带组织以及移形带组织。

1.2方法

1.2.1细胞培养

选用美国Gibeo公司生产的DMEM培养液(10%的胎牛血清、100U/m L的链霉素、100U/m L的青霉素),将实验样本DU145细胞株溶于其中进行培养,培养环境:5%的二氧化碳浓度以及37℃的温度。分别在外周带以及移行带的间质细胞下对DU145细胞进行条件培养,12h后取的上清液。将DMEM培养液与DU145细胞以1:1的比例进行配比,再进行培养。此时,可将条件培养出的细胞提取待检。以DMEM培养液培养的细胞作为对照组,外周带间质细胞条件培养的细胞作为A组,移行带间质细胞天剑培养的细胞作为B组。

1.2.2 MTT法检测

取对数期生长的DU145细胞,冲洗消化后,将其与96孔培养板内进行接种,1×104个细胞每孔,并于孵箱中继续培养24h,保持5%的二氧化碳浓度以及37℃的箱温。之后,取不同间质细胞下培养的DU145细胞分别加入MTT溶液,0.5mg/m L的MTT溶液15μL每孔。再将其置于5%的二氧化碳浓度以及37℃的箱温下培育4h,去除培养液,在将DM-SO分别加入每孔中,100μl每孔。10min后分别对其进行细胞数量的计算,采用细胞计数仪进行测定。

1.2.3 Western印迹法检测

选用细胞裂解液对实验样本进行裂解反应,其中包含HEPES 25mmol/L、EDTA 2mmol/L、Na Cl137mmol/L、Na3Vo4 1mmol/L、β-磷酸甘油3mmol/L、EGTA 1mmol/L[3]。30min后进行离心处理,14000r/min,20min后取上清液,将5X SDS加入其中,置于98℃的环境下进行变性处理,5min后再次进行离心处理,13000r/min,1min后加入SDS-PAGE对其进行分离处理,并采用半干法转膜,持续1h,再将其置于封闭环境下加入5%的脱脂奶粉,采用TBST溶液进行冲洗,5min一次,分别清洗3次。再进行抗体的孵育以及染色处理,以1:1000的比例孵育一抗,置于4℃的温度下过夜处理;以辣根过氧化物酶标记1:2000的比例孵育二抗,并将其置于37℃的的室温下,1h后进行X曝光,分析显影定影效果[4]。

1.3观察指标

(1)观察不同区间质细胞对DU145细胞生长增殖的影响,比较三组培养液中前列腺癌细胞的增殖数量。(2)不同间质细胞对前列腺癌细胞糖代谢水平的影响,分别比较乳酸脱氢酶(LDHA)、丙酮酸激酶2(PKM-2)、丙酮酸脱氢酶(PDH)以及已糖激酶2(HK-2)的表达水平。

1.4统计学方法

采用SPSS19.0软件进行统计学处理,以(±s)对计量资料进行表示,行t检验;计数资料进行卡方检验,P<0.05有统计学意义。

2结果

2.1三组培养液对前列腺癌细胞增殖数量的比较

A组的前列腺癌细胞明显高于B组与对照组,B组的细胞数量明显高于对照组,组间比较差异具有统计学意义(P<0.05)。见表1。

注:1.A组与B组相比,t=7.558,aP<0.05;A组与对照组相比,t=11.633,cP<0.05。2.与对照组相比,t=7.668,bP<0.05。

2.2不同间质细胞对前列腺癌细胞糖代谢水平的影响

A组的LDHA、PKM-2、PDH、HK-2水平显著高于B组与对照组,组间比较差异显著,具有统计学意义(P<0.05);B组的LDHA、PDH、HK-2水平显著低于对照组,组间比较差异具有统计学意义(P<0.05)。见表2。

注:1.与B组相比,*P均<0.05;2.与对照组相比,#P均<0.05;3.与对照组相比,**P均<0.05。

3讨论

随着前列腺癌的发病率逐渐升高,世界各国的临床学者也加大了对该病发病机制的研究。近年来,有学者研究指出前列腺癌的形成与细胞的糖代谢水平有一定的关联性。且在不同区的间质细胞下存在不同的前列腺癌发病率。有学者通过将前列腺间质细胞与LNCa P细胞进行培养,发现间质细胞对细胞的增殖具有一定的影响。也有学者将外周带与移行带组织的间质细胞对前列腺癌细胞生长增殖的作用进行研究,可见在外周带组织的间质细胞下,癌细胞具有较快的增殖速度,起到一定的促进作用;而在移行带组织的间质细胞下,癌细胞的增殖速度较慢,具有一定的抑制作用[5]。本次试验通过细胞培养首先对不同间质下前列腺癌细胞的生长情况进行观察,A组的前列腺癌细胞数目(125±14)×104个明显高于B组的(78±6)×104个与对照组的(57±3)×104个,B组的细胞数量明显高于对照组,提示外周带组织下的间质细胞对癌细胞生长增殖具有促进作用,加快了癌细胞的生长分化,而移行带则起到较好的抑制作用,此区间下前列腺癌的发病率较低。进而,再观察不同间质细胞对前列腺癌细胞糖代谢水平的影响,A组的LDHA、PKM-2、PDH、HK-2水平显著高于B组与对照组,B组的LDHA、PDH、HK-2水平显著低于对照组,说明外周带间质细胞促进了糖代谢分化,糖代谢关键酶的表达水平较高,而移行带间质细胞则使得糖代谢关键酶的表达水平较低。本次研究结果与刘棚越[6]等学者的研究结果一致,具有较高的临床意义。

参考文献

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[5]沈文,吕军,黄成,等.缺氧条件下人前列腺间质细胞体外培养雌雄激素受体的表达[J].中华老年医学杂志,2013,32(1):61-64

红细胞代谢 篇10

1 材料与方法

1.1 材料

DMEM培养基(Gibco),新生牛血清(兰州民海,使用时按培养液体积的10% 添加)和胰蛋白酶(Gibco,使用浓度为0.25%)等。所用细胞为BHK-21细胞,由甘肃省动物细胞工程技术研究中心提供。仪器设备为多参数生化分析仪(Ap-plitech,NOVA400)、细胞计数仪(INNOVATIS,CASY TT)、二氧化碳培养箱(Thermo,3111型)及倒置相差显微镜(Olympus,CKX41型)等。

1.2 方法

1.2.1 细胞准备常规法复苏BHK-21 细胞,显微镜观察,待80% 以上细胞贴壁后,换液培养[2]。细胞长成致密单层后按1∶4传代培养,选用复苏后培养第3、4、5代的细胞分别进行生长动力和代谢动力学试验。

1.2.2 细胞生长动力学及活力曲线绘制(1)低密度细胞悬液制备:取复苏后适应培养第3代的BHK-21细胞,用胰酶消化后制成细胞悬液,计数,按有限稀释法的原则,将细胞悬液稀释至1.0×104~2.0×104upf·mL-1。(2)接种及培养:将稀释好的细胞悬液接种到24个T25的细胞瓶中,每瓶10mL,置37℃,5% CO2中培养。(3)计数、活力检查及样品收集:从接种培养算起,每隔24h,取3瓶细胞将上清混合均匀,取3mL冷冻留样(用于细胞代谢试验),然后分别消化计数,检查细胞活力,直至细胞密度降低为止。(4)平行试验:同法对第4、5代的细胞进行试验,并计算各培养阶段的细胞密度和活力的平均值及其标准偏差。(5)生长曲线绘制:以培养时间为横坐标,平均细胞密度和细胞活力为纵坐标,绘制细胞的生长曲线和活力变化曲线。(6)计算细胞倍增时间[3]:倍增时间=T/A(式中:A=log2Y/X,其中,Y为细胞峰值前1d计得的数,X为接种细胞数,T为培养时间)[4]。

1.2.3 代谢动力学模型(1)样品检测:将收集的各培养阶段的培养液样品用多参数生化分析仪检测Gluc、Gln、Lac和NH4+的浓度,并计算3个代次细胞各培养阶段的平均值及其标准偏差。(2)代谢曲线绘制:以培养时间为横坐标,Gluc、Gln、Lac和NH4+浓度平均值为纵坐标绘图,即得代谢曲线图[5-6]。(3)细胞指数:生长期比代谢速率[7]计算求得

其中,X1和X2是2 个取样点的细胞密度;ΔS是2个取样点被测物浓度的变化值;Δt是子个取样点的时间间隔。

2 结果与分析

2.1 细胞生长曲线

BHK-21细胞在静置培养条件下生长曲线呈S型,前24h为适应期,24~120h为对数生长期,以后便进入平台期和衰退期,平均最大增殖密度为50.3×104upf·mL-1,倍增时间为21.1h,绘制细胞生长曲线图如图1所示。细胞活力在所绘制的生长曲线内保持较高水平,在培养后期开始下降。连续培养3个代次各阶段的平均细胞密度和活力见表1。

2.2 BHK-21细胞代谢动力学分析

BHK-21细胞在生长过程中要消耗Gluc和Gln,同时代谢要产生废物Lac和NH4+(见表2),在72~96h内消耗Gluc、Gln和生成Lac、NH4+的量最高,在整个对数生长期内Gluc和Gln的比消耗速率为-3.79mg·(106cells)-1·d-1和-9.95μmol·(106cells)-1·d-1,Lac和NH4+的比生成速率为2.81 mg·(106cells)-1·d-1和6.30μmol·(106cells)-1·d-1(见表3)。

3 结论与讨论

葡萄糖和谷氨酰胺是细胞培养基中的主要碳源和能源。谷氨酰胺代谢能为动物细胞生长提供30%~65%的能量,大部分的葡萄糖通过糖酵解途径为细胞提供中间代谢物质和能量,最终生成乳酸,只有很少部分进入三羧酸循环(TCA)和磷酸戊糖途径。谷氨酰胺是动物细胞培养中最重要的氨基酸,也是培养基中浓度最高的氨基酸。谷氨酰胺是细胞生物合成中氮的主要来源,核酸中的嘌呤、嘧啶和氨基糖中的氮来自谷氨酰胺。谷氨酰胺也可以作为碳源直接参与细胞大分子物质的合成。谷氨酰胺的存在可以促进其它氨基酸的运输和利用。在细胞培养中,谷氨酰胺不稳定,容易降解。细胞也会过量利用谷氨酰胺,导致氨的积累。控制培养基中谷氨酰胺的浓度,可以有效降低氨的积累,改善细胞的生长环境[8-9]。

乳酸是在培养过程中动物细胞代谢葡萄糖产生的主要代谢产物之一,对细胞的生长、代谢和产物的合成有着重要的影响。乳酸主要来源于葡萄糖的代谢过程,谷氨酰胺及其它氨基酸的代谢也能产生少量乳酸(此部分乳酸约占乳酸总量的10%左右)。在有氧的条件下,依细胞类型和培养条件的不同,葡萄糖转变成乳酸的量在5%~10%,最大可达70%。乳酸对细胞生长的不良影响主要是改变培养环境的pH和渗透压,间接地影响细胞的生长、代谢和产物的合成。尽管不同的细胞系对乳酸具有不同的耐受能力,但只要维持pH恒定,一般均能耐受较高浓度的乳酸。在pH恒定的情况下,乳酸对细胞生长的影响可能来自2个方面,一是乳酸本身对细胞生理生化的影响;二是因乳酸的添加而导致了培养基渗透压的增加,继而影响细胞生长[10]。

氨主要是由谷氨酰胺等氨基酸脱氨产生的。细胞培养过程中,谷氨酰胺的消耗比其它氨基酸的总和还多,80%~90%的氨都是由谷氨酰胺代谢产生的。与乳酸相比,较低浓度的氨就会对细胞生长产生抑制。氨的积累使细胞内的UDP氨基己糖增加,影响细胞的生长及蛋白质的糖基化过程。氨抑制谷氨酰胺代谢途径,使天冬氨酸和谷氨酸的消耗增加,影响细胞的氨基酸代谢。同时氨浓度的提高改变了细胞内局部微环境的pH,影响细胞的正常生理功能。氨不仅对细胞的生长具有较强的抑制作用,而且对细胞的生存也具有毒性。当氨的浓度高于3mmol·L-1时,对细胞的生长具有明显的抑制作用[11-13]。

该研究建立了BHK-21细胞生长及代谢动力学模型,为BHK-21细胞应用于口蹄疫疫苗的生产提供了基本理论依据。

摘要：为研究BHK-21细胞的生长及代谢动力学特征,试验采用低密度静置培养方法,每天测定细胞生长密度和活力,并利用多参数生化分析仪测定培养液中Gluc、Lac、Gln和NH4+的含量,计算细胞指数生长期的比代谢速率。结果表明:BHK-21细胞生长曲线呈S型,最大增殖密度为50.3×104 upf·mL-1,倍增时间为21.1h;对数生长期Gluc和Gln的比消耗速率为-3.79mg·(106 cells)-1·d-1和-9.95μmol·(106 cells)-1·d-1,Lac和NH4+的比生成速率为2.81mg·(106 cells)-1·d-1和6.30μmol·(106 cells)-1·d-1。