年龄相关性白内障中谷胱甘肽和钠钾ATP酶的变化

第 10卷 　第 32期 　2010年 11月 1671—1815 (2010) 3228014203　 科 　学 　技 　术 　与 　工 　程Science Technology and Engineering 　Vol110　No132　Nov12010Ζ 　2010　Sci1Tech1Engng1 年龄相关性白内障中谷胱甘肽 和钠钾 ATP酶的变化 刘会彬 　常 　辉 (92853部队医院 ,兴城 125100) 摘　要 　研究年龄相关性白内障中谷胱甘肽 ( GSH)含量和钠钾 ATP酶 (Na + , K+ 2ATP酶 )活性的变化 ,探讨氧化损伤对年龄 相关性白内障的影响。对 30例年龄相关性白内障及 10例透明晶状体前囊膜 ,测定晶状体内 GSH含量和 Na + , K+ 2ATP酶活 性的改变。所得数据进行统计学。白内障组与对照组相比 GSH含量 ( P < 0105)、Na + , K+ 2ATP酶活性 ( P < 0101)均显 著下降。氧化损伤参与了年龄相关性白内障的形成。 关键词 　年龄相关性白内障 　　谷胱甘肽 　　钠钾 ATP酶 中图法分类号 　R77611; 　　　　文献标志码 　A 2010年 8月 23日收到3 通信作者简介 :常　辉。E2mail: changhui696@ qq1com。 　　白内障是指晶状体的混浊 ,是引起全世界人类 视力下降甚至致盲的主要原因 ,约占致盲原因的 50% [ 1 ]。随着人口老龄化出现 ,白内障患者日益增 多 ,但迄今为止其确切发病机制尚未完全阐明。目 前普遍认为年龄相关性白内障是多种因素 (如氧化 损伤、辐射、化学毒物、营养障碍等 )一系列复杂过 程的综合作用结果。在各种致病因素中 ,一般认为 晶状体的氧化损伤在年龄相关性白内障中起重要 作用 ,是白内障形成的起始环节 [ 2—6 ]。实验通过测 定正常透明晶状体和年龄相关性白内障中 GSH含 量以及 Na+ , K+ 2ATP酶活性 ,探讨氧化损伤在年龄 相关性白内障中的作用。 1　和 111　材料 11111　白内障组 从 2009年 6月 —2010年 5月在我院住院的 70—80岁年龄相关性皮质性白内障中随机选出 30 例 (30只眼 )。其中男 13例 (13只眼 ) ,女 17例 (17 只眼 )。平均年龄 ( 73123 ±2137)岁。入选病例除 外高度近视、葡萄膜炎、糖尿病、自身免疫病、神经变性疾病以及恶性肿瘤患者等影响晶状体囊膜代谢的局部或者全身性疾病。术前常规行裂隙灯显微镜、角膜曲率检查、眼部 A、B超检查、视觉电生理检查 ,术中应用连续环形撕囊 ,获得晶状体前囊膜及表层皮质作为白内障组。立即放入 - 80℃液氮罐中保存。11112　对照组收集意外死亡的健康青壮年人 10 例 ( 10 只眼 ) ,男 8例 (8只眼 ) ,女 2例 (2只眼 ) ;年龄 23—36岁。取角膜移植片后 ,获得晶状体中央直径 (4—5)mm的前囊膜及表层透明皮质 ,保存方法同白内障组。112　方法取晶状体组织称重 ,用冰生理盐水制成 10%组织匀浆 , 4℃, 3 000 r/m in离心 10 m in,取上清液- 80℃保存待测。GSH含量和 Na+ , K+ 2ATP酶活性的测定均采用化学比色法 ,实验中严格按照测试盒及步骤操作。113　药物及试剂GSH含量和 Na+ , K+ 2ATP酶活性试剂盒均购 于南京建成生物制品工程研究所。 114　统计学处理 所有数据经 SPSS1210统计软件包处理。 采用 Two2samp le t2test分析。 2　结果 211　两组中晶状体 GSH含量以及 Na + , K+ 2ATP 酶活性的变化 白内障组与对照组相比 ,其 GSH含量显著降低 ( P < 0105) (见图 1) , Na+ , K+ 2ATP酶活性显著下 降 ( P < 0101) (见图 2)。 图 1　谷胱甘肽含量比较 ( The content of GSH )白内障组 与对照组相比 ,谷胱甘肽含量下降了 38% ( P < 0105) 图 2　Na + , K+ 2ATP酶活性比较 ( The activity of Na + , K+ 2ATPase )白内障组与对照组相比 , Na + , K+ 2ATP 酶活性下降了 54% ( P < 0101) 3　讨论 导致年龄相关性白内障的因素众多。其发病 机制也不尽相同 ,但研究多认为晶状体脂质和蛋白 质的过氧化可能是其共同途径 ,氧化损伤是其发病 的重要因素 [ 7 ]。 自由基反应是机体正常生物代谢过程中的重 要环节 ,在酶促反应和电子传递过程中都有自由基 及其中间产物的生成。GSH 存在于所有动物细胞 内 ,是重要的生物还原因子 ,特别在解毒、蛋白质合 成 (减少核糖核甘酸形成 DNA 前体去氧核糖核甘 酸 )、细胞内调节、基因表达调控、保护蛋白质巯基 和其他细胞器以及抗氧化物及自由基的损伤中都起 到重要作用。它能消除自由基和非酶电子亲合物 ,且 通过谷胱甘肽转移酶 ( GST) 反应消除异体生物的毒 性作用。GSH被一致认为对维持晶状体的透明起着 重要作用。长久以来都认为晶状体内 GSH的一项重 要功能就是保护蛋白质的 2SH 簇 ,以防止可溶性蛋白 的相互交联而形成不溶性蛋白。研究证明 ,晶状体 上皮层内 GSH 的含量在 10 mmol/ L 以上 ,并且认 为 ,每 2 分子 GSH 可解除 1 分子自由基 H2 O2的 毒性 [ 8, 9 ]。 实验研究发现在年龄相关性白内障中其晶状 体内 GSH含量、Na+ , K+ 2ATP酶活性相对于对照 组显著下降 ,这就表明在年龄相关性白内障中晶状 体内重要的抗氧化因子 GSH下降 ,从而使得晶状体 的抗氧化能力下降 ,晶状体细胞膜脂质和蛋白质的 过氧化 ,导致膜的流动性发生改变 ,引起 Na+ , K+ 2 ATP酶离子泵的功能障碍 ,其细胞膜通透性升高 , 细胞内外离子分布异常 ,引起蛋白质结构的交联、 聚合和肽链断裂 ,形成聚合物 ,使蛋白质功能丧失 , 最终导致晶状体混浊。正常晶状体内的酶促和非 酶促系统具有很强的抗氧化能力 ,能有效清除晶状 体代谢产生的自由基 ,终止自由基的连锁反应 [ 10 ] , 起到保护作用。在年龄相关性白内障中 ,一方面是 与抗氧化有关的酶如 GSH 活性下降 ,易遭氧化损 伤 ;另一方面由于氧化损伤的作用 ,使 GSH被修饰 失活 ,从而加剧晶状体过氧化状态 ,导致白内障的 发生。 参 　考 　文 　献 1　Harding J J. Free and p rotein2bound glutathione in normal and cata2 ractous human lenses. B iochem J, 1970; 117 (5) : 957—960 510832期 刘会彬 ,等 :年龄相关性白内障中谷胱甘肽和钠钾 ATP酶的变化 　 2　Truscott R J. Age2related nuclear cataract2oxidation is the key. Exp Eye Res, 2005; 80 (5) : 709—725 3　Huang L, Estrada R, Yappert M C, et a l. Oxidation2induced chan2 ges in human lens ep ithelial cells. 1. Phospholip ids. Free Radic B iol Med, 2006; 41 (9) : 1425—1432 4　Lohmann W , Schmehl W , Strobel J. Nuclear cataract: oxidative damage to the lens. Exp Eye Res, 1986; 43 (5) : 859—862 5　Harocopos G J, Shui Y B, McKinnon M, et a l. Importance of vitreous liquefaction in age2related cataract. Invest Ophthalmol V is Sci, 2004; 45: 77—85 6　徐　薇 ,李锦文. 白内障药物治疗研究进展. 上海铁道大学学报 , 1999; 20 (11) : 98—101 7　O ttonello S, Foroni C, Carta A, et a l. Oxidative stress and age2related actaract. Ophthalmologica, 2000; 214 (1) : 78—85 8　Mackic J B, Kannan R, Kap lowitz N, et a l. Low denovo glutathione synthesis from circulating sulfur am ino acids in the lens ep ithelium. Exp Eye Res, 1997; 64 (4) : 615—26 9　Spector A, Yang Y, Ho Y S, et al. Variation in cellualr glutathione peroxidase activity in lens ep ithelial cells, transgenics and knockouts does not significantly change the respons to H2O2 stress. Exp Eye Res, 1996, 62 (5) : 521—40 10　Reiser K M. Nonenzymatic glycation of collagan in aging. Proc Soc Exp B iolMed, 1991; 196 (1) : 17—29 The A ltera tion of Gluta th ione and Na + , K +2ATPa se Activ ity in Age2rela ted Ca taract L IU Hui2bin, CHANG Hui (No 92853 PLA Troop s Hosp ifal, Xingcheng 125100, P. R. China) [ Abstract] 　To investigate the changes of the glutathione ( GSH) content and Na+ , K+2ATPase activity in age2re2 lated cataract (ARC) and further study the relationship between oxidative stress and ARC. To determ ine the the glutathione ( GSH) content and Na+ , K+2ATPase activity, 10 cases of tranparent lens ep ithelial cells and 30 cases of age2ralated cataracts lens ep ithelial cells from anterior cap sule were studied. The data were statistically analyzed. The glutathione ( GSH) contentswere significantly lower in the age2related cataract group than the control group ( P < 0. 05) lenses. The activity of Na+ , K+2ATPase was significantly lower in the age2related cataract group than the control group ( P < 0. 01). Oxidative stress was involved in age2related cataract formation. [ Key words] 　age2related cataract　　glutathione　　Na+ , K+2ATPase 6108 科 　学 　技 　术 　与 　工 　程 10卷