红景天苷对力竭大鼠心肌线粒体呼吸功能的影响

摘要

目的:线粒体是真核细胞的主要供能细胞器，是细胞发生呼吸作用的主要场所，通过电子传递呼吸链的氧化磷酸化反应产生ATP，供细胞利用。线粒体呼吸功能下降会导致能量代谢障碍，影响正常生理功能。我们通过建立力竭大鼠模型，观察力竭运动及红景天苷对大鼠心肌线粒体结构和线粒体呼吸功能的影响，研究红景天苷对心肌的保护作用及机制。
　　方法:
　　1.40只健康成年雄性SD大鼠，随机分为安静对照组、低剂量红景天苷组、高剂量红景天苷组、力竭组(n=10)，分别给予安静对照组与力竭组生理盐水、其他两组给予低剂量红景天苷(100mg/kg)及高剂量红景天苷(300mg/kg)灌胃2周。除安静对照组外，其余各组建立一次性力竭游泳运动后心肌损伤实验模型，于力竭运动后即刻取材，安静对照组同期安静状态下取材。
　　2.应用光镜及电镜观察大鼠心肌显微结构及超微结构。
　　3.采用ELISA试剂盒检测血清中血清肌钙蛋白Ⅰ(cTnⅠ)、肌酸激酶(CK)、肌红蛋白(MB)的含量。
　　4.应用高分辨呼吸仪测定大鼠心肌线粒体以苹果酸/谷氨酸为底物的复合物Ⅰ的态3与态4呼吸速率，以琥珀酸为底物的复合物Ⅱ的态3呼吸速率，以TMPD和抗坏血酸盐为底物的复合物Ⅳ的态3呼吸速率，并比较其呼吸速率控制比(Respiratory Control Ratio，RCR)。
　　结果:
　　1.心肌组织光镜及电镜组织形态学观察结果:对照组大鼠心肌肌节排列整齐，密度均匀，细胞器无水肿，线粒体膜、嵴正常存在;力竭组大鼠心肌核周基质高度水肿，核周隙变宽，可见线粒体和糖原数量明显减少，核周基质内线粒体部分嵴和少部分膜融合、模糊不清或缺失，少量心肌纤维坏死;低剂量红景天苷组及高剂量红景天苷组大鼠心肌细胞基质水肿，线粒体部分嵴和少部分膜融合、模糊不清或缺失。
　　2.各组大鼠血清cTnⅠ含量的比较:与对照组（151.98±8.69ng/ml）相比，高剂量红景天苷组SD大鼠血清cTnⅠ的含量(158.73±9.82 ng/ml)与低剂量红景天苷组（160.29±14.63 ng/ml）均没有明显差别（P＞0.05），而力竭组大鼠血清cTnⅠ的含量（178.86±15.40ng/ml）则明显升高，存在显著性差异(P＜0.05)。
　　3.各组大鼠血清CK含量的比较:与对照组（11.42±0.84ng/ml）相比，高剂量组（13.65±0.64 ng/ml）、低剂量组(15.09±0.50 ng/ml)、力竭组大鼠血清CK的含量(17.20±0.72 ng/ml)均升高，存在显著性差异(P＜0.05)。
　　4.各组大鼠血清MB含量的比较:与对照组相(3.55±0.32ng/ml)比，高剂量红景天苷组（3.90±0.43ng/ml）大鼠血清MB的含量没有明显差别，而低剂量红景天苷组（4.47±0.19 ng/ml）、力竭组大鼠血清MB的含量(4.92±0.38ng/ml)均升高，存在显著性差异(P＜0.05)。
　　5.各组大鼠心肌线粒体复合物Ⅰ的态4呼吸速率:各组间心肌线粒体复合物Ⅰ的态4呼吸速率没有显著差别(P＞0.05)。
　　6.各组大鼠心肌线粒体复合物Ⅰ的态3呼吸速率:对照组大鼠心肌线粒体复合物Ⅰ的态3呼吸速率（110.08±9.65 pmol.s-1mg-1）明显高于其余各组(P＜0.05)，而低剂量(70.98±7.06 pmol.s-1mg-1)、高剂量红景天苷组线粒体复合物Ⅰ的态3呼吸速率（84.88±11.29 pmol.s-1mg-1）均明显高于力竭组（P＜0.05）。
　　7.各组大鼠心肌线粒体复合物Ⅰ的RCR:对照组的RCR值（5.43±0.29）明显高于其余各组(P＜0.05)，而低剂量(2.89±0.19)、高剂量红景天苷组(3.75±0.23)均明显高于力竭组(1.97±0.26)(P＜0.05)，其中高剂量组明显高于低剂量组（P＜0.05）。
　　8.各组大鼠心肌线粒体复合物Ⅱ的态3呼吸速率:对照组（163.80±18.59 pmol.s-1mg-1）、高剂量红景天苷组大鼠心肌线粒体复合物Ⅱ的态3呼吸速率（170.08±26.58 pmol.s-1mg-1）明显高于低剂量红景天苷组（117.66±15.21 pmol.s-1mg-1）及力竭组（111.18±40.82 pmol.s-1mg-1）(P＜0.05)。低剂量红景天苷组与力竭组之间没有显著性差别(P＞0.05)。
　　9.各组大鼠心肌线粒体复合物Ⅳ的态3呼吸速率:对照组大鼠心肌线粒体复合物Ⅳ的态3呼吸速率（695.45±35.10 pmol.s-1mg-1）明显高于其余各组(P＜0.05)，高剂量红景天苷组大鼠心肌线粒体复合物Ⅳ的态3呼吸速率（535.07±73.11 pmol.s-1mg-1）明显高于低剂量组(423.04±36.78pmol.s-1mg-1)与力竭组（382.14±51.64 pmol.s-1mg-1）(P＜0.05)。
　　结论:
　　1.力竭运动会破坏大鼠心肌线粒体的结构，造成心肌的损伤。其机制可能是通过减弱线粒体呼吸链复合物的活性，降低线粒体的呼吸功能。
　　2.红景天苷对力竭运动导致心肌和线粒体损伤有保护作用，且这种作用呈剂量依赖性，其机制可能是红景天苷提高了大鼠心肌线粒体呼吸链复合物活性，改善了心肌线粒体的呼吸功能，从而发挥对心肌的保护作用。

目录

声明

摘要

前言

材料与方法

1 材料

2 方法

3 统计学分析

结果

1 大鼠心肌显微结构

2 大鼠心肌超微结构

3 各组大鼠血清生化指标的比较

4 原位法测定心肌线粒体呼吸功能结果

附图

附表

讨论

1 红景天苷对力竭大鼠心肌线粒体结构的影响

2 红景天苷对力竭大鼠血清cTnI、CK、MB含量的影响

3 红景天苷对力竭力竭大鼠心肌线粒体呼吸功能的影响

结论

参考文献

综述 线粒体功能障碍的机制及其研究方法

致谢

个人简历