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孙 云 王德俊 刘晓梅 时 乐 张洪泉
(扬大学医药研究所,扬州 225001)
摘要 目的 观察实验性衰老小鼠肺组织细胞超微结构的退行性改变和肉苁蓉多糖对其的影响,方法 使用臭氧(Omns 03)连续吸入4wk致肺衰老模型,应用肉苁蓉多糖50.100mg*kg"'·f'灌服模型小鼠6wk,检测衰老小試的耐缺氧能力,肺和血清中超氧化物歧化酶KSOD)活性,丙二醇(MDA)含量,电镜下观察肺组织细胞器和超微结构的变化,结果 臭氧所致实验性衰老小鼠耐缺氧能力明显下降:肺和血清中SOD降低、MDA升高。与模型组比较,肉苁蓉多糖能明显延长衰老小鼠耐缺氧时间(P<001)提高血清中SOD活力.降低MDA含量(PC0.01.延缓衰老小鼠肺细胞线粒体,板层小体等超微结构的退变(P<001),结论肉苁蓉多糖能明显延缓实验性衰老小鼠肺的生理性退化与细胞形态学退变。
关键词 肺,衰老:耐缺氧:抗氧化:超微结构:肉苁蓉多糖
衰老是在生命进程中,机体的组织器官出现功能和形态的退变乃至老化的过程,肺直接与外环境相通又接受来自全身的血液循环,最容易受到环境中和机体内各种有害因素的攻击,是机体最早出现衰老的器官之一,自由基在衰老进程中的作用已被许多学者的研究所证实本实验应用臭氧造成实验性衰老模型,观察肉苁蓉多糖对衰老小鼠肺的耐缺氧能力、抗氧化功能和超微结构的影响,以期为肉苁蓉多糖在延缓肺退行性改变、老年呼吸系统的保健方面奠定研究基础。
1 材料
1.1 动物 3 mon 龄清洁级ICR品系小鼠 18-22g,雌雄各半,由扬州大学实验动物中心提供,合格证号:苏动质字98002.
1.2 药品与试剂 肉苁蓉多糖:由南京野生植物研究所提供,蒸馏水配制成2.5g*L-'.5.0g*LSOD.MDA 试剂盒由南京聚力生物医学工程研究所提供。
1.3 仪器 UV755B型紫外分光光度计,上海分析仪器厂产品:臭氧发生器,无锡医用仪器厂产品;H-300 透射电镜.日本日立公司产品。
2 方法
2.1 臭氧损伤实验性肺衰老模型制备'及实验设计取ICR小鼠,随机分组,模型组和治疗组小鼠置于O3箱内(浓度为1.9mg“m-),每天取出补充水和饲料,更换垫料等 连续4wk造成实验性衰老模型,同时,对照组(取同批购买的正常小鼠)和模型组灌胃生理盐水20ml*kg-,肉苁蓉多糖治疗1、1组分别灌胃肉苁蓉多糖50.100 mg*kg-'。.给药周期6wk.末次给药后进行各项指标测试。
2.2 耐缺氧试验法 将各组小鼠分别放入盛有20g钠石灰的250ml磨口瓶内,凡士林封口,常温常压下记录小鼠自放入瓶内至窒息死亡时间。
2.3 肺和血清SOD.MDA含量测定 各组小鼠末次给药后1h,摘眼球取血分离出血清;然后处死小鼠,取出肺组织加生理盐水用玻璃匀浆器研磨制备成100g*L-'肺组织匀浆,分别按黄嘌呤氧化酶法测定肺和血清SOD活力,硫代巴比妥酸缩合法测定MDA 含量.
2.4 电镜标本制作方法 实验分为对照组、模型组和高剂量组,造模、给药方法同上,末次给药后每组随机取3只小鼠将其拉颈处死,分别取右侧肺尖组织.0.4mmd-L-'戊二醛和0.04mmol·L-'0504双重固定,丙酮梯度脱水,Epon812包埋,铅铀电子染色,日立H-300透射电子显微镜1-2万放大倍数下观察主要细胞器的变化和结构变化。
2.5 统计学处理 结果以X±s表示,两样本均数比较采用t检验。
3 结果
3.1肉苁蓉多糖对衰老小鼠耐缺氧能力的影响
各组小鼠末次给药后1h,进行耐缺氧时间检测。结果显示衰老小鼠耐受缺氧的时间较正常小鼠明显缩短,肉苁蓉多糖两个剂量组小鼠耐受缺氧的时间与模型组比较有显著延长,与对照组比较差异无显著性,表明肉苁蓉多糖能明显提高衰老小鼠耐缺氧能办见Tabl.
Tab 1 Effocs of Cistanche desertica polysachrides on the eistant perid in aging mle(T±,n-10)
Granp | Dae | resitaat pedod |
/mg'b | /min | |
CommlCNS) | 30±10** | |
Aging modelCNS) | 14±4 | |
Tmatmnt 1 | 50 | 21±6* |
Teatment II | 100 | 27±7** |
*P<0 05*"P<0 01 compaal with madelgrap
3.2 肉苁蓉多糖对衰老小鼠抗氧化功能的影响各组小鼠末次给药后取血(血清)和肺组织(肺匀浆)测定SOD.MDA,结果衰老小鼠血清和肺SOD活性下降,MDA含量增高,与对照组比较差异有显著性,肉苁蓉多糖对衰老小鼠血清和肺SOD活力均有升高作用,使MDA含量下降,与对照组比较差异无显著性,与衰老模型组比较差异显著,见Tab2.3.
Tab2 Erfect of Chtanche desertia pebysxchridsen SOD activky and MDA ln wrum e ageg mice(7±s.n=10)
Grap | Dee /mg'ka | SOD .1/ | MDA |
CommlCNS) | 20 | 12.9±1.6** | |
Modd(NS) | 20 | 9.4±1.4 | 8.7±1.1 |
Teatmnt1 Tratmont 日 | 50 100 | 10.5±0.9 12.2±1.8** | 7.8±0.9 7.2±1.3** |
*P<0.05**P<0 .compurd wih madl group
Tb3 Effed f Cstanche dsertica polyeccbrides on SOD activiky and MD A in lung in aggng mie(T±x n=10)
Group | Dae /mg'k | SOD | VON 1Po |
Comml(NS) | 20 | 7.3±1.4** | 3.7±0.6** |
Modd(NS) | 20 | 5.6±1.0 | 4.8±0.7 |
Teatmot 1 | 50 | 5.8±0.8 | 4.1±0.6* |
Teatmmt Il | 001 | 6.7±0.8** | 3.7±1.0** |
"p<005*"p<0 0l.compard wih model group
3.3 肉苁蓉多糖对肺泡上皮细胞内细胞器的影响4 电镜制作方法同前,形态计量分析:电镜下,每一标本观察10个视野,对细胞器进行计量。结果显示模型组线粒体、板层小体减少,基底膜增厚,多胞体增多,与对照组比较差异有显著性。肉苁蓉多糖高剂量组使之改善,与模型组比较差异有显著性,与对照组基本接近,见Tab 4.
3.4 实验性衰老小鼠肺上皮细胞超微结构的变化及肉苁蓉多糖的影响” 电子显微镜下可见衰老模型小鼠:肺泡1型上皮细胞呈单层扁平型,厚约0.2Pm,胞核小而致密,核周胞质内有少量线粒体。高尔基复合体和散在的内质网,较为稀疏,微丝微管减少,电镜下观察衰老小鼠肺组织学变化,以I型肺泡上皮细胞改变为主,细胞游离面微绒毛减少或消失,板层小体嗜锇性减弱,板层结构模糊,有少数细胞板层小体消失。而呈空泡或均质性低电子密度的无定形条索状物质,胞体中线粒体与粗面内质网减少,肺泡上皮细胞的基底膜明显增厚,肺泡间质中可见膈细胞、纤维细胞增生(Fig 1.2)。肉苁蓉多糖组虽可见到核膜内皱,线粒体肿胀现象,但程度较模型组明显减轻(Fig 3.4),用药组电镜下观察可见1型上皮细胞呈扁平状,表面较光滑,无细胞核部分厚约Q1Pm,核周质内有少量细胞器,糖原颗粒可见。I型细胞表面有短小绒毛 胞质内有大量线粒体、粗面内质网,高尔基复合体(Fig 5.6).
4 讨论
臭氧损伤衰老模型的依据是衰老的自由基学说,氧自由基损伤在肺老化过程中起重要作用,肺是机体与外环境唯一相通的器官,在一定时间内连续给动物吸入臭氧,肺首先接触到臭氧,最容易受到损伤,臭氧进入体内后迅速生成活性很强的超氧阴离子自由基,过量的自由基超出了机体清除能力,破坏并消耗体内清除自由基的酶类(如SOD),进而造成器乃至机体衰老,本实验中臭氧所致的衰老小鼠耐缺氧能力明显下降,血清和肺组织中抗氧化物质SOD活性下降,脂质过氧化代谢产物MDA 明显增多,应用肉苁蓉多糖50.100 mg*kg-'-d'连续灌服实验性衰老小鼠,使衰老小鼠耐缺氧能力明显提高清除自由基的超氧化物歧化酶活性增强。脂质过氧化代谢产物含量降低,表明肉苁蓉多糖能增强衰老小鼠的抗氧化功能。
肺泡I型上皮细胞胞质中的板层小体常用来衡量上皮细胞的功能,嗜锇性板层小体的分泌物称为肺泡表面活性物质,该物质存在于肺泡气液交界面。可降低肺泡的表面张力,板层小体发生衰老性变化,可导致肺泡表面活性物质减少,肺泡表面张力相对增高,肺泡回缩力增强,其结果使肺泡缩小,电镜观察发现衰老小鼠的II型肺泡上皮细胞改变显著。可见板层小体嗜锇性减弱 结构模糊,线粒体肿胀并减少,粗面内质网亦减少,基底膜明显增厚等,应用肉苁蓉多糖后虽可见类似的结构改变,但程度明显减轻,表明肉苁蓉多糖能明显改善或延缓衰老小鼠的肺上皮细胞板层小体,线粒体变性等形态学方面的退行性变化,使大多数细胞结构基本完整,延缓了肺超微结构的变化,本研究结果提示肉苁蓉多糖具有减轻臭氧所致的肺氧化性损伤而造成的结构和功能的改变,延缓肺衰老,从而为应用研究提供了实验依据。
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