还原型谷胱甘肽对糖尿病大鼠MDA和TAOC的影响

金开山 田海荣 秦文浩 (上海华东疗养院，江苏 无锡 4065)

还原型谷胱甘肽(GSH)是广泛存在于生物体内的一种生物活性肽，由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成，含有巯基，是细胞内重要的还原剂，对过氧化物、自由基和亲电子基起拮抗作用，能清除过氧化代谢产物，阻断脂质过氧化反应，从而起到保护细胞膜结构和功能完整的作用〔1，2〕。本研究通过观察血清及心脏、肝脏、胰腺、肾脏组织匀浆中丙二醛(MDA)和总抗氧化能力(TAOC)的变化，了解GSH对糖尿病(DM)大鼠抗氧化能力的影响。

1 材料与方法

1.1 材料 SD雄性健康大鼠(150～170 g)50只，购自南通大学医学院实验动物中心。链脲佐菌素(STZ)购自美国Sigma化学公司。GSH注射液(泰特，600 mg/支)购自香港铨福发展有限公司。鱼精蛋白锌胰岛素(PZⅠ)购自上海第一生化药业有限公司。Accu-Chek血糖仪及血糖试纸条由罗氏诊断产品有限公司提供。尿糖试纸为苏州医药集团有限公司产品。糖化血清蛋白(GSP)、MDA、TAOC检测试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。

1.2 方法

1.2.1 动物模型的建立 取SD大鼠40只，禁食不禁水12 h，按65 mg/kg腹腔注射STZ(临用前溶于0.1 mmol/L柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，配成浓度为10 mg/ml，pH4.4)造模。另8只同龄大鼠腹腔注射6.5 ml/kg柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。注射STZ后72 h测血糖＞16.7 mmol/L，尿糖3+～4+，持续2 d并出现多饮、多食、多尿，体重下降，确定DM模型成立。

1.2.2 实验分组和处理 10只腹腔注射不含STZ缓冲液的同龄大鼠为正常对照组。DM大鼠成模32只，参照随机血糖和体重分为3组:(1)DM对照组(n=11);(2)腹腔注射GSH(150 mg/kg，1次/d)的DM组(GSH组，n=11);(3)皮下注射PZⅠ(每天予 PZⅠ10～20 U/kg)控制随机血糖在 4～8 mmol/L、尿糖阴性的PZⅠ组(n=10)。治疗前测各组空腹血糖(FPG)。治疗2 w后测四组大鼠FPG、GSP、MDA和TAOC。治疗4 w后检测四组大鼠FPG、GSP、MDA和TAOC以及心脏、肝脏、胰腺、肾脏组织匀浆的MDA和TAOC。

1.2.3 观察指标检测 通过裁尾法获取一滴血，用Accu-Chek血糖仪及血糖试纸条检测随机血糖和FPG。用代谢笼收集少许尿液以尿糖试纸检测尿糖。眼眦静脉采血检测血清GSP、MDA、TAOC。组织匀浆的制备及所有GSP、MDA、TAOC的检测严格按照试剂盒说明书操作。

1.3 统计学分析 应用SPSS16.0统计软件，计量资料以±s表示，单因素采用方差分析(ONE-WAY ANOVA)，组间比较采用 Student-Newman-Keuls法。

2 结果

2.1 FPG和GSP的变化 FPG治疗前DM对照组为(15.86±0.689 4)mmol/L、GSH 组(15.92 ± 0.588 4)mmol/L，PZⅠ组(15.89±0.783 1)mmol/L，均显著高于正常对照组〔(5.48±0.221 6)mmol/L，P ＜0.01〕，DM 对照组、GSH 组和 PZⅠ组之间无差异，表明DM大鼠分组均衡。2、4 w后FPG和GSP变化见表1。

2.2 MDA变化 2 w时GSH组、DM对照组血清MDA高于正常对照组(P＜0.01)，PZⅠ组与正常对照组比较无统计学差异，GSH组低于DM对照组(P＜0.05)。4 w时GSH组、DM对照组血清MDA高于正常对照组(P＜0.01)，GSH组低于DM对照组(P＜0.01)。DM对照组4 w时血清MDA较2 w时增高(P＜0.05)，但GSH组无此差异。4 w时DM对照组、GSH组心、肝、胰、肾组织 MDA均高于正常对照组和 PZⅠ组(P＜0.01)，GSH组除胰腺外，心、肝、肾组织MDA均低于DM对照组(P＜0.05)。见表2。

2.3 TAOC变化 2、4 w时GSH组、DM对照组血清TAOC均低于正常对照组、PZⅠ组(P＜0.01)，但GSH组与DM对照组比较血清TAOC增高(P＜0.05)。2 w与4 w时比较，GSH组、DM对照组血清TAOC无统计学意义。PZⅠ组2 w时血清TAOC低于正常对照组(P＜0.05)，但4 w时无统计学意义。

GSH组、DM对照组心、肝、胰、肾组织TAOC均低于正常对照组和PZⅠ组(P＜0.01)。GSH组除胰腺外，心、肝、肾组织与DM对照组比较TAOC均增高(P＜0.05)。而 PZⅠ组除胰腺TAOC仍低于正常对照组(P＜0.05)，心、肝、肾组织与正常对照组比较无统计学差异。见表3。

表1 四组大鼠血清FPG和GSP的变化(±s，mmol/L)

表1 四组大鼠血清FPG和GSP的变化(±s，mmol/L)

与正常对照组比较:1)P＜0.01;与2 w时比较:2)P＜0.05

组别 n FPG 2 w 4 w GSP 2 w 4 w正常对照组 10 5.08±0.388 7 5.26±0.472 0 2.08±0.144 5 2.06±0.158 8 DM对照组 11 18.83±0.648 61) 19.78±0.905 61)2) 4.04±0.403 91) 4.46±0.425 441)2)GSH组 11 17.80±0.762 31) 18.74±0.893 31)2) 4.08±0.223 71) 4.39±0.306 11)2)PZⅠ组 10 6.18±0.654 4 5.82±0.809 4 2.11±0.194 6 2.19±0.145 2

表2 四组大鼠血清和组织MDA含量的变化(±s)

表2 四组大鼠血清和组织MDA含量的变化(±s)

与正常对照组比较:1)P＜0.01;与DM对照组比较:2)P＜0.01，3)P＜0.05;与2 w时比较:4)P＜0.05

组别 n 血清(nmol/ml)2 w 4 w组织匀浆(nmol/mgprot)心脏 肝脏 胰腺 肾脏正常对照组 10 5.05±1.304 3 5.26±0.753 8 4.01±0.177 5 2.44±0.350 7 0.43±0.312 2 7.14±0.522 1 DM对照组 11 11.53±2.319 61) 13.19±2.690 51)4) 8.36±0.296 61) 5.02±0.284 51) 1.22±0.186 41) 12.47±0.544 11)GSH组 11 9.74±1.436 31)3) 9.37±2.323 41)3) 8.09±0.159 21)3) 4.75±0.263 51)3) 1.16±0.415 81) 11.85±0.718 81)3)PZⅠ组 10 5.28±1.332 1 5.31±0.946 2 4.14±0.105 8 2.63±0.163 7 0.47±0.146 1 7.58±0.483 7

表3 四组大鼠血清和组织TAOC含量的变化(±s)

表3 四组大鼠血清和组织TAOC含量的变化(±s)

与正常对照组比较:1)P＜0.01，2)P＜0.05;与DM对照组比较:3)P＜0.05

组别 n 血清(nmol/ml)2 w 4 w组织匀浆(nmol/mgprot)心脏 肝脏 胰腺 肾脏正常对照组 10 8.68±1.050 3 8.74±0.894 2 0.50±0.057 4 1.26±0.127 1 0.85±0.226 0 1.12±0.222 9 DM对照组 11 4.78±0.596 11) 4.36±0.745 11) 0.27±0.104 51) 0.44±0.091 11) 0.28±0.058 91) 0.35±0.033 21)GSH组 11 5.46±0.760 31)3) 5.27±1.031 41)3) 0.38±0.125 11)3) 0.56±0.108 61)3) 0.33±0.076 91) 0.43±0.090 31)3)PZⅠ组 10 7.45±1.352 12) 8.02±0.837 4 0.48±0.152 5 1.17±0.080 7 0.69±0.084 62)1.05±0.266 4

3 讨论

STZ是目前实验中最常用于制备DM模型的试剂，可选择性破坏大鼠胰岛β细胞，使胰岛素分泌减少，血糖增高。高糖状态下，由于糖基化蛋白质的氧化、细胞质内醛还原反应、儿茶酚胺分泌增多与氧化增强、还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的合成不足等原因致使体内氧自由基增高，引起多种氧化损伤;细胞膜多不饱和脂肪酸发生过氧化反应，形成脂质过氧化物(如MDA等)〔3〕。血清中的TAOC主要是血清中非酶促体系的抗氧化物质和酶促体系少数小分子量抗氧化物质的总和，是反映机体抗氧化作用的重要指标之一。高糖状态下，TAOC也明显减弱〔4〕。本研究中DM对照组、GSH组血清和组织MDA、TAOC的改变与这些结论相符。

有研究显示，补充外源性还原型GSH能恢复GSH酶系活性，阻断氧自由基对心肌的损害，可以预防、减轻、终止组织细胞损伤，改变病理过程，在保护心肌细胞方面具有良好的作用〔5〕。而且，GSH作为过氧化物酶的底物，能清除细胞内的过氧化氢及脂过氧化物，也可单独与许多自由基如烷自由基、过氧自由基、半醌自由基等作用，是生物机体内的自由基清除剂，具有抗线粒体脂质过氧化作用，还可降低受损伤体系中线粒体膜胆固醇水平，使膜的流动性有所增加，起到保护肝脏、肾脏的作用〔6，7〕。本研究中GSH组血清和组织 MDA、TAOC的改变也与这些结论相符。

本研究结果显示2、4 w时GSH组血清FPG和GSP与DM对照组变化一致，而血清MDA显著降低、血清TAOC升高。在各种组织也表现为多数组织MDA降低和TAOC升高。这表明GSH引起的MDA和TAOC变化不是通过影响血糖来实现的，有其独立的途径。提示在DM治疗中，抗氧化治疗可作为治疗内容之一。但4 w时GSH组血清MDA及TAOC与2 w时比较并无进一步显著改变，其机制有待进一步研究。另外，不同浓度GSH对组织的影响可能不同〔7〕，就单个器官而言，其最佳药物治疗浓度也有待进一步研究。考虑到高血糖因素，本研究设计了血糖严格控制的PZⅠ组。由于GSP是评价DM患者取样前2～3 w血糖控制情况的良好指标，不受血红蛋白变异或其他可促进红细胞更新因素的影响，评价、监控DM的疗效迅速、灵敏、特异〔8〕，故以GSP来评价PZⅠ组血糖控制良好。PZⅠ组多数组织的MDA和TAOC能恢复至正常，提示胰岛素治疗不仅可很好控制血糖，同时可明显提高机体的抗氧化能力。但在4 w时，即使完全纠正高血糖，也不能使某些组织(如胰腺)的MDA和TAOC恢复正常，是因为STZ对胰腺的损害难以逆转，还是实验的时间不够长，有待进一步研究。

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