硒多糖_亚硒酸钠对大鼠血硒浓度和肝细胞色素P_450_单加氧酶系的影响

硒多糖_亚硒酸钠对大鼠血硒浓度和肝细胞色素P_450_单加氧酶系的影响 V o .l 27 N o. 1 第 27 卷 第 1 期卫 生 研 究 J an. 1998 JOU RN A L O F H YG IEN E R E SEA R CH 46 1998 年 1 月 硒多糖、亚硒酸钠对大鼠血硒浓度和 3 肝细胞色素 450 单加氧酶系的影响P 12 2 程继忠 海涛邬惠琼宋瑞琨 ( ) 同济医科大学医学分子生物学研究室, 武汉 430030 摘要研究了一次和连续 7 天腹腔注射硒多糖、亚硒酸钠对大鼠血硒浓度及肝细胞色素 、 P 450 () (() ) 、2细胞色素 还原酶、谷胱甘肽硫转移酶 和谷胱甘肽过氧化物酶 2的 5b N A D P H C GST GSH P x 影响; 并比较了硒多糖与亚硒酸钠的作用。结果表明: 一次腹腔注射 16体重的硒多糖和 0ƒSe m gk g 亚硒酸钠后, 血硒浓度迅速增加, 在注射后 2 小时血硒浓度达到高峰, 随后血硒浓度逐渐下降。亚硒 酸钠在大鼠体内的吸收和排出均较硒多糖快。 连续 7 天腹腔注射 012ƒ体重剂量硒多糖和亚 m gk g 硒酸钠后, 硒多糖和亚硒酸钠组大鼠血硒浓度分别为对照组的 216 倍和 211 倍, 其中硒多糖组的 () 血硒含量显著高于亚硒酸钠组 P < 0. 05; 硒多糖和亚硒酸钠在体内、外均降低肝细胞色素 P 、450 ( 的含量, 抑制 的活性, 硒多糖的作用尤为显著, 分别为对照组的 57% 、70% 和 62% < 0.5 b GST P )() 05。两种硒化合物对2细胞色素 还原酶无明显影响。硒多糖和亚硒酸钠均能显著增强N A D P H C () 2的活性 < 0. 05。GSH P x P 关键词 硒多糖 亚硒酸钠 血硒 细胞色素 单加氧酶系 谷光甘肽过氧化物酶 P 450 11 55416581 593中图分类号Q Q Q Ef f ec ts of Se len ium Po ly sa ccha r ide an d Sod ium Se len ite on B lood Se len ium Con cen tra t ion an d L iver Cy tochrom e P450 M on ooxygena se Sy stem in Ra t , ,, Chen g J izhon gHa i Ta o W u Hu iq ion gSon g Ru ikun (, , D ep a r tm en t o f M ed ica l M o lecu la r B io lo gyR e sea rch C en te r o f E xp e r im en ta l M ed ic ine ), 430030, T o ng jiM ed ica l U n ive r sityW uh an C h ina T h e effec t s o f se len ium po ly sacch a r ide and so d ium se len ite adm in iste red by sing le o r rep e t it ive ( ) . . , in t rap e r ito nea l in jec t io n ipo n b loo d se len ium co ncen t ra t io nth e ac t iv it ie s o f live r cy to ch rom e () , 5 , 2P 450 b a s w e ll a s N A D P H cy to ch rom e C reduc ta seg lu ta th io ne St ran sfe ra se and g lu ta th io ne . w e re stud ied in ra t sT h e b io lo g ica l effec t s o f se len ium po ly sacch a r ide and so d ium se len ite w e re a l2 . so com p a redT h e re su lt s ind ica ted th a t th e b loo d se len ium co ncen t ra t io n w a s inc rea sed rap id ly and 2 reach ed th e p eak in ho u r s fo llow ed by g radua l dec line af te r se len ium po ly sacch a r ide and so d ium . . 0. 6 ƒ. se len ite w e re ipin jec ted a t a do se o f Se m gk gT h e ab so rp t io n and e lim ina t ing ra te s o f Se . f rom so d ium se len ite w e re fa ste r th an th a t f rom se len ium po ly sacch a r ideA dm in ist ra t io n o f se len i2 0. 2. . ƒum po ly sacch a r ide and so d ium se len ite a t a do se o f m gk g by ipinc rea sed th e b loo d se len ium 2. 6 2. 1 , , co ncen t ra t io n to and t im e s o f tho se o f co n t ro l g ro up re sp ec t ive lyand th e b loo d se len ium co ncen t ra t io n o f se len ium po ly sacch a r ide g ro up w a s sign if ican t ly h igh e r th an th a t o f so d ium se len2 ()< 0. 05. , 5 ite g ro up P T h e ac t iv it ie s o f live r cy to ch rom e P 450 b and GST w e re inh ib ited by se len i2 . um po ly sacch a r ide and so d ium se len ium in v ivo and in v it ro exp e r im en t sT ho se p ro te in s w e re de2 () 3 国家自然科学基金资助项目 . 39170660; 程继忠, 男, 硕士, 讲师 N o 1 同济医科大学职业病学研究所 2 同济医科大学环境毒理学教研室 c rea sed to 57% , 70% and 62% o f th e co n t ro l, re sp ec t ive ly, by se len ium po ly sacch a r ide w h ich ()2450 < 0. 05. h a s p a r t icu la r ly st ro nge r effec t s o n cy to ch rom e P m o noo xygena se sy stem P T h e tw o () . se len ium com po und s d id no t app ea r to affec t th e ac t iv ity o f N A D P H cy to ch rom e C reduc ta se Bo th o f th e se len ium po ly sacch a r ide and so d ium se len ite co u ld enh ance th e ac t iv ity o f g lu ta th io n ()< 0. 05.p e ro x ida se sign if ican t ly P 2450 : , , , Key word sse len ium po ly sacch a r idese len iteb loo d se len ium cy to ch rom e P m o noo xy2 , gena se sy stem g lu ta th io ne p e ro x ida se 微量元素硒是 2活性的必需组成成分, 2能分解机体内产生的脂质过氧化产物。一定水平 GSH P x GSH P x 1 的硒对于维持人体正常功能具重要意义, 对于防癌、抗癌也有重要的作用。细胞色素 依赖的单加氧酶 P 450 2 是许多内源性物质和外来化合物如药物、致癌物和环境污染物氧化代谢的主要酶类, 许多生理和环境的 因素可调节肝单加氧酶, 而该酶系活性的改变又直接影响到外来化合物在机体内的代谢过程。本文探讨了 硒多糖、亚硒酸钠对大鼠血硒浓度和肝细胞色素 单加氧酶系的影响及其相互作用。P 450 1 材料和 111 试剂 () ()() 2, 32二胺基萘 为瑞士 公司产品; 牛血清白蛋白 、、细胞色素 为 DA N F luk a B SA N A D P HC () (产品; 二硫代苏糖醇 为 公司产品; 硒多糖 湖北恩施地区的一种植物提 S igm a D T T Bo eh r inge r M annh e im ) 取物, 由华中理工大学化学系提供; 亚硒酸钠为上海化学试剂二厂产品。 其余试剂均为纯。 ( ) 112 动物和处理方法 雄性 2大鼠 100, 由同济医科大学医学实验动物研究中心提供。于Sp ragu D aw leg g 自由进食。 当大鼠体重达 180, 220时, 分别进行以下试验: 实验室内饲养,g 11211 一次腹腔注射硒后, 大鼠血硒浓度变化 取雄性 大鼠 10 只, 随机分成 2 组, 动物一次注射硒多糖 SD 或亚硒酸钠 016ƒ体重。分别在注射前、注射后 015、2、8、24、48 和 72剪尾采血。每次采血量约 015。 m gk g h m l 用肝素抗凝。 (11212 连续 7 天注射硒后, 大鼠血硒浓度变化取雄性 大鼠 18 只, 随机分成 3 组 对照组、硒多糖组、亚 SD ) 硒酸钠组, 每组 6 只动物按 12体重腹腔注射硒多糖或亚硒酸钠, 每天一次, 连续 7 天。对照组按 0ƒSe m gk g 5ƒ体重腹腔注射生理盐水。 于第 7 天处理后 24断头采血。用肝素抗凝。Λlg h 11212。大鼠于第 动物分组、处理同 11213 连续 7 天注射硒后, 对大鼠肝细胞色素 单加氧酶系的影响 P 450 3 7 天处理后 24, 按 等人的方法制备肝微粒体和细胞上清。 亚细胞 麻醉并断头处死。 取出肝脏,h R emm e r ()成份保存于- 70? 0. 25ƒ蔗糖、011ƒ磷酸钾缓冲液, 7. 4。各成分蛋白浓度的测定依照 m o lL m o lL pH L ow r ry4 等人的方法。5 113 酶活性分析 血硒浓度的测定参照王光亚等人的方法。微粒体细胞色素 和细胞色素 的含量 5 P 450 b 6 7 () 测定按 和 的方法。2细胞色素 还原酶活性按等人的方法测定。以 12氯Om u re Sa to N A D P H C M a ste r s 8 1 22, 42二硝基苯作为底物测定胞浆 GST 活性。肝 GSH 2P x 活性的测定参照 L aw rence RA 的方法。 () 114 体外实验中酶活性分析 用去离子双蒸水配制不同浓度的硒多糖和亚硒酸钠溶液。样品 微粒体上清- 7- 3 分别与终浓度为 10, 10ƒ的亚硒酸钠溶液混合, 于 30?水浴 30。再按等的方法测定m o lL m inW a rho lm 活性。GST 115 统计学分析 用方差检验并两两比较。 2 结果 211 硒多糖、亚硒酸钠一次性腹腔注射对大鼠血硒浓度的影响 分别给大鼠腹腔注射 ƒ体重剂 0. 6Sem gk g 重硒多糖或亚硒酸钠, 以血硒浓度为动态观察指标, 比较大鼠对硒多糖和亚硒酸钠吸收、排除情况。结果见表 1。一次注射硒多糖和亚硒酸钠后, 血硒含量迅速增加, 在注射后 2血硒浓度达到高峰, 分别为注射前的 412h 倍和 419 倍。 随后血硒浓度逐渐下降, 硒多糖组 24、48 和 72的血硒浓度与 2的峰值相比, 分别下降到峰 h h 值的 53% 、48% 和 37% ; 亚硒酸钠组则分别下降到峰值的 54% 、37% 和 32% 。 212 硒多糖、亚硒酸钠连续 7 天腹腔注射对大鼠血硒浓度和谷胱甘肽过氧化物酶活性的影响 以千克体重 48 卫生研究第 27 卷 表 1单次腹腔注射硒多糖、亚硒酸钠对012剂量连续 7 天腹腔注射硒多糖或亚硒酸钠, 测定 m gSe θ() m gL ƒ大鼠血硒浓度的影响 x ?s 大鼠血硒浓度和肝谷胱甘肽过氧化物酶活性。从表 2 可见 腹腔注射硒多糖和亚硒酸钠后能显著提高大鼠血硒含量, th 硒多糖亚硒酸钠ƒ ()分别为对照组的 216 和 211 倍 < 0105。其中硒多糖组 P 0 ?0. 050?0. 0440. 1450. 139 ()的血硒含量显著高于亚硒酸钠组 < 0105。两种硒化合 P 0. 374?0. 161 0. 398?0. 105 0. 5 () 物均可显著增强 2的活性 < 0105, 硒多糖的作GSH P x P 0. 627?0. 097 0. 681?0. 091 2 用更明显。0. 541?0. 074 0. 580?0. 060 8 213 硒多糖、亚硒酸钠在体内外对大鼠肝细胞色素 P 4500. 398?0. 050 0. 370?0. 044 24 单加氧酶系的影响 肝细胞色素 单加氧酶系活性与 P 450 0. 303?0. 041 0. 254?0. 054 外来化合物和内源性物质在体内的转换密切相关, 而高 48 0. 231?0. 084 0. 217?0. 076 剂量的许多化合物也可影响该酶系的活性并增加肝过氧 72 化物的数量。硒多糖和亚硒酸钠在体内对细胞色素 单 P 450 加氧酶系的影响见表 3。硒多糖使大鼠肝细胞色素 、细P 450 表 2连续 7 天腹腔注射硒多糖、亚硒酸钠 胞色素 的含量和 活性下降, 分别相当于对照组5 b GST 对大鼠血硒浓度和肝谷胱甘肽过氧化酶(的 57% 、70% 和 62% 。与对照组相比差异具有显著性 Pθ() 活性的影响 ?x s)() < 0. 05。硒多糖对 2细胞色素 还原酶有轻度 N A D P H C GSH 2P x 血 硒抑 制 作 用。 亚 硒 酸 钠 连 续 处 理 7 天 对 微 粒 体 细 胞 色 素 组 别 (() ) m gL [ Λm o lm in ?g ] ƒƒ) (、细胞色素 的含量和 2细胞色素 还原 5 450 P b N A D P H C 0. 187?0. 0323. 83?0. 99对照组酶、的活性无明显影响。 硒多糖和亚硒酸钠对 GST GST()()1, 21 硒多糖组 亚0. 490?0. 090 6. 64?2. 02 活性的体外试验结果见附图。在 反应体系中, 加入不 GST ()()11 硒酸钠组 0. 397?0. 040 6. 26?2. 03 - 7- 3同浓度的受试物, 在 10, 10ƒ的浓度范围内, 硒 m o lL ( ) 注: 1与对照组相比, < 0. 05 P 多糖、亚硒酸钠均对 活性产生明显的抑制作用, 且呈GST ( ) 2与亚硒酸钠组相比, < 0. 05P 剂量2效应关系。 θ() 表 3 硒多糖、亚硒酸钠对大鼠肝细胞色素单加氧酶系的影响 x ?s (()) 细胞色素含量 细胞色素 还原酶[?ƒ ƒ] pm o lgC pm o lm in g 谷胱甘肽硫转移酶 组 别() [ƒ?]pm o lm in gN A D H N A D PH P 450 b5 对照组3. 73?2. 111. 72?0. 82164. 65?54. 3016. 30?4. 040. 91?0. 09 (1)(1)(1) 硒多糖组2. 12?1. 24 142. 02?51. 1814. 15?3. 210. 56?0. 07 1. 21?0. 45 3. 20?1. 381. 78?0. 78165. 18?37. 5316. 75?2. 470. 80?0. 15亚硒酸钠组 ( ) 注: 1与对照组相比, < 0. 05 P 3 讨论 () 硒在体内的生物作用与谷胱甘肽过氧化物酶 2密切相关。 2是一种含硒酶, 在一定范围 GSH P x GSH P x 内与机体摄入的硒量成正相关, 机体 2的活性随硒的摄入量的增大而升高。它以谷胱甘肽作为受氢GSH P x 体, 清除体内有害的过氧化物, 阻断脂质过氧化链反应。 通过一次性腹腔注射硒多糖或亚硒酸钠对大鼠血硒浓度的影响试验, 可观察到无机硒亚硒酸钠的吸收和排除均较硒多糖快; 连续 7 天腹腔注射硒多糖或亚硒 酸钠, 发现大鼠体内血硒浓度升高。因硒多糖抑制细胞色素 单加氧酶系的活性, 使自身的降解、排除速度 P 450 减慢, 所以硒多糖组的大鼠血硒浓度明显高于亚硒酸钠组, 有利于其生物学功能的发挥。有人报道硒多糖 和亚硒酸钠可显著增强 2的活性, 降低脂质过氧化作用, 并能有效拮抗亚砷酸钠对大鼠线粒体丙酮酸 GSH P x 9, 10 脱氢酶和琥珀酸脱氢酶等含巯基蛋白酶活性的抑制作用。而硒多糖较亚硒酸钠的作用更强。 细胞色素 2450 依赖的单加氧酶是许多内源性物质和外来化合物如药物、致癌物和环境污染物氧化代 P 谢的主要酶类, 其主要存在于肝脏内质网上。深入研究表明许多生理和环境的因素可调节肝单加氧酶。Ga ry 11, 12 等报道, 硒可间接调节小肠细胞色素 、的含量。本研究中, 硒多糖显著降低大鼠肝微粒体细胞色P 450P 448 素 和细胞色素 的含量, 并在体内、体外均抑制 5 P 450 b () 谷胱甘转移酶 的活性。和 的含量的下降,5 GST P 450 b 影响硒多糖在生物转化中的l 相氧化反应。对 活 GST 性的抑制干扰了硒多糖代谢产物的 相结合反应, 降 ? 低其从体内排出的速率; 延长了它的生物半衰期, 使 体内血硒浓度相应升高, 更有效地发挥其生物学作用。 亚硒酸钠对该酶没有明显影响, 用亚硒酸钠喂 F e rm an 饲大鼠, 发现肝细胞色素 等微粒体酶活性不随摄P 450 入硒含量的变化而变化, 认为亚硒酸钠的代谢与微粒13 体酶无直接联系。硒多糖和亚硒酸钠同为硒化合物 但对细胞色素 单加氧酶系的影响不同, 归因于不P 450 同形式的硒化合物在体内的代谢途径不同。 O sta lo va 等认为, 无机硒如亚硒酸钠在体内转化成亚硒酸, 然后 1 亚硒酸钠2 硒多糖 14 附图 硒多糖、亚硒酸钠在体外对大鼠直接转化成硒的活性形式。其转化路径短, 代谢快; 谷胱甘肽硫转移酶活性的影响 而有机硒化合物, 一部分可直接参入到硒蛋白中, 另 一部分则经过硒胱氨酸, 转化成硒半胱氨酸, 再转化成 亚硒酸盐, 然后才转化成硒的活性形式。 硒多糖和亚硒酸钠均能使大鼠体内血硒浓度升高。 硒多糖作为一种有机硒因抑制了肝细胞色素 单 P 450 加氧酶系的活性, 减缓其排除, 使血硒浓度相对升高, 从而较亚硒酸钠发挥更强的生物学作用。 4 参考文献 1 2, . . 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