二硫化碳对血管内皮细胞的氧化损伤及细胞周期影响和维生素C的保护作用

二硫化碳对血管内皮细胞的氧化损伤及细胞周期影响和维生素C的保护作用

陈绍兰[1]2003年在《二硫化碳对血管内皮细胞的氧化损伤及细胞周期影响和维生素C的保护作用》文中提出二硫化碳(CS_2)是一种亲血管毒物,长期低浓度接触易导致心血管系统损害,其中动脉粥样硬化(AS)是其主要的病理表现。内皮细胞(EC)的损伤作为AS的中心环节在CS_2的心血管中毒机理研究中受到了很大的重视。动脉粥样硬化血管壁内膜中有大量自由基生成,这些自由基产物如羟基(OH~-)、超氧阴离子(O_2~-)、过氧亚硝基阴离子(ONOO~-)等易与细胞膜上的多不饱和脂肪酸及胆固醇反应产生过氧化脂质(LPO)和氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)等物质,这些氧化产物反过来又对内皮细胞有更大的损伤作用。正常情况下内皮细胞产生适量的一氧化氮(NO)不仅能调节内皮下平滑肌细胞(SMC)的张力而且能抑制多种病理过程,如SMC的增殖与迁移、血小板聚集、低密度脂蛋白(LDL)氧化、单核细胞和血小板的黏附以及炎症因子的合成等,病理情况下内皮细胞源NO的合成和释放过程障碍将会导致多种血管疾病的发生和形成;NO与体内的O_2~-相互反应产生ONOO~-,ONOO~-生成过多,主要表现为氧化损伤作用,NO对于机体具有双重作用它的负面作用主要是通过ONOO~-来实现的。AS不仅SMC异常增生,EC增生也是其发生发展过程中的主要表现之一。并且粥样硬化的动脉内膜斑块EC的明显增生,这与自由基清除能力下降导致自由基增多有关。维生素C(Vit C)是有明显抗过氧化作用的水溶性抗 浙江大学硕士学位论文氧化剂,应用Vit C可以改善心血管疾病者的内皮功能,能抑制AS的发生并改变病损的进程。 本实验对体外培养的EC进行研究,采用倒置显微镜下观察EC损伤基本情况;鲁米诺依赖的化学发光法(CL)测定培养液ONOO”水平以观察细胞氧化损伤程度;流式细胞术(FCM)检测DNA含量以观察细胞周期的改变情况,以探讨CS。进入机体后引起AS的毒作用机理。 体外培养 EC,用浓度 0,10,100,1000,10000 pmol几的 CS。染毒,另设立一个空白对照组和浓度1000o pmol儿C民再加10O卜mol凡和20o卜mollL Vit C两个抗氧化组,共培养 24 h、镜下观察 EC染毒 24 h后有不同程度的损伤,其中以 10000 卜mol/L CS。染毒组最为严重,并有明显细胞脱壁现象;24 h染毒培养液有化学发光强度随着 CSZ浓度增高而增强的趋势(厂-34石几P<o.05),其中1000o卜mol/L C不染毒组明显高于其它组 (P<0.05);CSZ浓度与 EC 培养液 ONOO”水平呈正相关(f。1刀00,P<0.05);*CM测定细胞周期从口卜mo卜L到1000o卜mOI几五个处理组的增生期(S期)细胞比率依次为2.72%,9.80%,21.05%,19.96%,29.27%,方差分析结果证明 24 h染毒后 CSZ可使 EC滞留于 S期(厂-28.80,P<0刀5),且存在剂量-效应关系(r一0.90o,P<O.05)。 10000 lmol/L CS。染毒组,10000 pmol/L CS。+100卜mol/LVitC组,10000 pmol/L CS。+200 lmollLVit C组,叁组进行比较:100 pmol几的Vit C能抑制 CSZ对EC的损伤,降低ONOO水平(P—0.000):叁组 S期细胞比率分别为 29.27%,14.37%,35,88%,LSD两两比较表明 100卜mol/卜的 Vit C能降低 EC增生程度什-0.000):200 lOO厂L Vit C 恰恰相反,引起了 EC更严重的增生细胞积聚现象(尸=0.035)。 2 浙江大学硕土学位论文 结 论1.CSZ可促使机体产生大量自由基,并且使机体清除自由基能力下降,以 至氧化抗氧化系统失衡,导致EC损伤及细胞周期改变,从而导致AS;2.适当剂量的 Vit C可通过一定程度地降低 ONOO“水平减少细胞氧化损 伤,来阻滞CS。导致的机体抗氧化系统失衡,降低细胞增生程度,从 而改变AS的发生和发展进程。

郭秀明[2]2007年在《二硫化碳对大鼠学习记忆功能的影响及其机制的研究》文中认为二硫化碳(Carbon disulfide,CS_2)是一种应用广泛的有机溶剂,为全身性毒物,可累及人体多系统多器官,神经系统是二硫化碳作用的主要靶器官,其毒作用机制尚不完全清楚。大量流行病学调查资料表明,长期接触一定浓度的CS_2可使记忆力受到不同程度的影响。动物实验业已证实CS_2能使染毒动物的行为发生改变。但目前对于CS_2对学习记忆影响机制方面缺乏研究,本研究通过观察不同浓度CS_2对大鼠学习记忆功能、海马组织超微结构、自由基代谢和NOS的影响以及VitE的干预作用,探讨CS_2对大鼠学习记忆功能的影响及其机制,为临床预防和治疗CS_2中毒提供理论依据。第一部分二硫化碳对大鼠学习记忆功能的影响目的:观察CS_2对大鼠学习记忆功能的影响。方法:将60只大鼠随机分为对照组和叁组CS_2染毒组(分别为50mg/m~3组、250mg/m~3组、1250mg/m~3组),每组15只。采用动式吸入染毒,将大鼠置于容积为60L的有机玻璃染毒柜内,每天染毒4h,每周5d,对照组染毒装置内无CS_2,与染毒组放置时间相同。2个月后,Morris水迷宫及跳台实验检测实验大鼠的学习记忆功能。结果:与对照组相比,各染毒组Morris水迷宫测试显示染毒后大鼠平均逃逸潜伏期延长,在原平台象限的游泳时间缩短,差异具有显着性意义;而且随着CS_2染毒浓度的增加大鼠平均逃逸潜伏期有延长的趋势,在原平台象限的游泳时间有缩短的趋势;跳台实验结果显示CS_2染毒后大鼠训练期间的错误次数(SD_1)增加,250mg/m~3组和1250mg/m~3组与对照组比较差异有显着性意义;24h后大鼠第一次跳下平台的潜伏期(SDL)缩短,5min内错误总数(SD_2)增加,各染毒组与对照组比较均有显着性差异;而且SD_1和SD_2有随CS_2染毒浓度的增加而增加的趋势,SDL有随CS_2染毒浓度的增加而缩短的趋势。结论:低浓度CS_2亚急性中毒即可导致大鼠学习记忆能力障碍。大鼠CS_2亚急性中毒所致的学习记忆障碍有随CS_2浓度增高而严重的趋势。第二部分二硫化碳对大鼠海马组织氧自由基代谢的影响及VitE的干预作用目的:探讨CS_2对大鼠海马组织超微结构和氧自由基代谢的影响以及VitE对CS_2致脂质过氧化作用的影响。方法:以吸入染毒法制作不同浓度CS_2中毒大鼠模型;染毒2个月后,透射电镜观察海马组织超微结构;分别以TBA法、硝酸还原酶法、黄嘌呤氧化酶法和化学比色法检测各组大鼠海马的丙二醛(MDA)、一氧化氮(NO)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性;观察染毒同时应用不同剂量维生素E(VitE)干预后上述自由基代谢变化情况。结果:电镜下主要表现为,神经元染色质聚集,核膜、胞膜皱缩或溶解,线粒体内出现空泡,线粒体脊结构破坏,50 mg/m~3组神经元结构无明显改变,1250 mg/m~3组损害最为严重。与对照组比较,各染毒组大鼠海马MDA含量增加,SOD活性降低,NO含量降低,经检验差异均有统计学意义。染毒同时给予不同剂量VitE干预后,各浓度CS_2染毒组MDA含量均有不同程度减少,当VitE量达到100mg/kg时,海马MDA含量各染毒组与无干预组比较差异有显着性意义;SOD活性有不同程度增加,当VitE量达到200mg/kg时,海马SOD活性各染毒组与无干预组比较差异有显着性意义;NO含量有不同程度增加,当VitE量达到200mg/kg时,50 mg/m~3组海马NO含量与无干预组比较差异有显着性意义。结论:CS_2所致的大鼠学习记忆能力减退与氧自由基对海马组织的损伤及NO代谢障碍有关;应用VitE可干预CS_2的致脂质过氧化作用。第叁部分二硫化碳对大鼠海马一氧化氮合酶活力和基因表达的影响目的:探讨CS_2对大鼠海马一氧化氮合酶活力和基因表达的影响。方法:以吸入染毒法制作不同浓度CS_2中毒大鼠模型;染毒2个月后,以NOS测定试剂盒测定大鼠海马结构型一氧化氮合酶(cNOS)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)活性;以半定量逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)法测定海马nNOS-mRNA和iNOS-mRNA含量的变化;免疫组织化学染色,光镜下观察nNOS和iNOS在大鼠海马的表达情况。结果:与对照组比较,各染毒组大鼠海马cNOS活性降低,RT-PCR显示nNOS-mRNA含量减少,免疫组化染色显示nNOS表达减少,差异有显着性意义。各染毒组iNOS活性与对照组比较差异无显着性意义,iNOS-mRNA含量比对照组增加,免疫组化染色显示iNOS表达增加,250mg/m~3组、1250mg/m~3组与对照组比较差异有显着性。结论:CS_2致大鼠海马cNOS活力降低及nNOS-mRNA含量减少可能是CS_2干扰学习记忆功能的机制之一。第四部分大剂量VitE对二硫化碳染毒大鼠学习记忆能力的影响目的:探讨大剂量VitE对CS_2染毒大鼠学习记忆能力以及海马组织超微结构的影响。方法:以吸入染毒法制作不同浓度CS_2中毒大鼠模型,染毒同时给予200mg/kg VitE。染毒2个月后,应用Morris水迷宫和跳台实验检测大鼠学习记忆能力;透射电镜观察海马组织超微结构。结果:与无干预组比较,染毒同时给予200mg/kgVitE,大鼠平均逃逸潜伏期缩短,空间搜索实验显示大鼠经过7天寻找水下平台的学习后,在原平台象限的游泳时间延长,SD_2减少,SDL延长,50 mg/m~3组差异有显着性意义。200mgVitE+250 mg/m~3CS_2组神经元染色质聚集,核膜及胞膜皱缩,但程度较无VitE干预组减轻,200mgVitE+1250 mg/m~3CS_2组改变不明显。结论:大剂量VitE可部分减轻CS_2导致的大鼠海马组织损伤;大剂量VitE可以预防低浓度CS_2对大鼠学习记忆功能的影响。

参考文献:

[1]. 二硫化碳对血管内皮细胞的氧化损伤及细胞周期影响和维生素C的保护作用[D]. 陈绍兰. 浙江大学. 2003

[2]. 二硫化碳对大鼠学习记忆功能的影响及其机制的研究[D]. 郭秀明. 华中科技大学. 2007

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