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胃肠舒对糖尿病大鼠胃窦平滑肌细胞线粒体的影响
目的:研究中药胃肠舒对糖尿病(diabetes mellitus,DM)大鼠胃窦平滑肌细胞线粒体形态、结构、功能和蛋白的影响,探讨胃肠舒促胃肠运动的线粒体动能调控机制.方法:选择体重150～170 g的SD大鼠随机分为4组:正常对照组、DM组、DM+胃肠舒Ⅰ组(750 mg·kg-1)、DM+胃肠舒Ⅱ组(1 500 mg·kg-1).透射电子显微镜检测线粒体形态、结构的变化,流式细胞术检测线粒体跨膜电位的变化,荧光测定法检测线粒体呼吸链的变化,Western Blot检测线粒体蛋白的变化.结果:胃肠舒能改善DM大鼠胃窦平滑肌细胞线粒体的形态、结构,增强呼吸链功能,线粒体跨膜电位和ATP含量增高,细胞色素C氧化酶(cytochrome C oxidase,COX)活性增强,活性氧自由基(ROS)释放减少,凋亡蛋白家族Bcl-2表达上调,Bax表达下调.结论:胃肠舒促胃肠运动可能与改善平滑肌的线粒体动能系统有关.
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中药胃肠舒对糖尿病大鼠胃窦平滑肌细胞线粒体的影响
目的:研究中药胃肠舒对糖尿病(diabetes mellitus,DM)大鼠胃窦平滑肌细胞线粒体形态、结构、功能和蛋白的影响,探讨胃肠舒促胃肠运动的线粒体动能调控机制.方法:选择体重150-170g的标准SD大鼠随机分为4组:正常对照组、DM组、DM+胃肠舒Ⅰ组、DM+胃肠舒Ⅱ组.透射电子显微镜检测线粒体形态、结构的变化,流式细胞术检测线粒体跨膜电位的变化,荧光测定法检测线粒体呼吸链的变化,Western Blot检测线粒体蛋白的变化.结果:胃肠舒能改善DM大鼠胃窦平滑肌细胞线粒体的形态、结构,增强呼吸链功能,线粒体跨膜电位和ATP含量增高,细胞色素C氧化酶(cytochrome C oxidase,COX)活性增强,活化物氧自由基(ROS)释放减少,凋亡蛋白家族Bcl-2表达上调,Bax表达下调.结论:胃肠舒促胃肠运动可能与改善平滑肌的线粒体动能系统有关.
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消炎利胆片提取物对小鼠应激性肝损伤的影响
目的 研究消炎利胆片提取物(XLP)对拘束负荷诱发小鼠应激性肝损伤的影响.方法 实验动物随机分为正常对照组, 拘束应激模型组, 硫普罗宁组(80 mg/kg)、XLP 低、中、高剂量(XLP 125、250、500 mg/kg)组, 共6组, 每组10只小鼠.分别用赖氏法测定小鼠血浆丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性、硫代巴比妥酸法测定肝组织丙二醛(MDA)含量、Griess化学法测定一氧化氮(NO)含量,荧光酶标仪测定肝组织抗氧化能力指数(ORAC)、HPLC法测定谷胱甘肽(GSH)含量,比色法测定谷胱甘肽过氧化物酶(GPX-Px)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性,紫外分光光度法测定肝线粒体呼吸链复合酶活性、氧化还原差光谱测定细胞色素(Cyt)a、b、c和c1含量.结果 与模型组比较, XLP可以明显降低拘束负荷小鼠血浆ALT活性、肝组织MDA和NO含量, 有效提高肝组织的ORAC指数、GSH含量、GPX-Px和GST活性;同时XLP可以显著增加拘束小鼠肝线粒体呼吸链复合酶Ⅱ活性, 明显降低肝细胞色素含量.结论 消炎利胆片提取物对拘束负荷诱发小鼠应激性肝损伤有一定的减轻作用, 其作用可能与缓解拘束负荷小鼠的氧化应激状态相关.
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呼吸链的电子漏路径和线粒体的超氧自由基代谢及其生物学意义
吸入机体的氧气90%以上在线粒体中被还原,呼吸链是执行这一功能的实体.呼吸链如同一条电子传递链,它的底物端有两个脱氢酶直接氧化三羧循环中的底物并将电子经泛醌传递给细胞色素链,细胞色素链的氧端是细胞色素氧化酶,它直接催化还原氧成水的反应.呼吸链电子传递还原氧的过程与ATP酶催化ADP+P→ATP的过程相偶联共同完成线粒体合成ATP的能量代谢,这是近半个世纪以来生物能力学研究的主题.近年来人们发现呼吸链传递电子并不像是一条绝缘很好的导线,而是在呼吸链的底物端(泛醌区)和氧端(细胞色素c)都有漏电现象.呼吸链漏出的电子没有参加合成ATP的能量代谢过程,而是参与了线粒体内生成超氧自由基和双氧水以及由此进一步产生其他活性氧自由基的自由基代谢过程.本文就这几年来我们对呼吸链电子漏现象的研究及其生物学意义做一些介绍.
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线粒体呼吸链功能调控机制的研究进展
核基因组与线粒体基因组的相互作用,以及两基因组在调控呼吸链亚基的表达机制方面一直处于探索阶段,线粒体核转录因子的发现,使细胞核调控呼吸链亚基表达的研究得到了很大的发展.本文就近年来对核呼吸因子和细胞核对呼吸链的调控机制研究作一介绍.
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“PM20 D1”与“N酰基氨基酸”途径--新发现的呼吸链解偶联产热机制
近，一种新的呼吸链解偶联产热机制，被哈佛大学科学家公诸于世。经典呼吸链理论认为：解偶联蛋白-1（uncoupling protein 1，UCP1）是机体主要产热因子，其特异性表达在棕色脂肪细胞、米色脂肪细胞的线粒体内膜，并可将线粒体外膜H＋势能转化为热能；由于该过程无ATP产生，而只产生热量，因此，亦称为解偶联呼吸（uncoupled respiration）。哈佛大学Dana-Farber癌症中心Spiegelman博士领导的研究组，首次发现了“非UCP1依赖”的产热途径：脂肪细胞分泌“肽酶 M20结构域1”（peptidase M20 domain containing 1， PM20D1）分子，该分子促进机体合成“N酰基氨基酸”（N-Acyl amino acids）；而N 酰基氨基酸可经解偶联方式产热，并由此促进脂肪分解代谢、降低肥胖水平。
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卡维地洛对压力负荷大鼠心功能及心肌线粒体能量代谢的保护作用
目的 探讨β受体阻滞剂卡维地洛对大鼠腹主动脉缩窄术后左室肥厚及机械功能减退的预防作用是否与线粒体呼吸链酶活性的有益影响有关.方法 雄性成年SD大鼠78只随机分成6组:腹主动脉缩窄组(A5指第5周时测定,A15指第15周时测定,以下同),假手术组(B5,B15),卡维地洛组(2 mg/kg·d)(C5,C15),每组13只,观察术后5周及15周大鼠血流动力学参数、心室重构指标;密度梯度法分离大鼠心肌线粒体,氧电极法测定还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)氧化酶、琥珀酸氧化酶(SO)与细胞色素氧化酶(CCO)活性变化及卡维地洛的影响.结果 腹主动脉缩窄术后大鼠左室质量指数增加,A15组左室压力大上升和下降速率(±dp/dtmax)降低,卡维地洛降低左心室质量指数,增高±dp/dtmax.A5组CCO及NADH氧化酶活性均增高,卡维地洛降低二者活性.A16组NADH氧化酶、SO及CCO活性均降低,而卡维地洛增加CCO及SO活性.结论 肥厚心肌线粒体呼吸链酶活性发生改变,卡维地洛改善心肌肥厚和心功能的同时,调节线粒体呼吸链酶活性从而改善心肌能量代谢.
关键词： 心室重构 呼吸链 氧化酶 β肾上腺能受体阻滞剂 -
转线粒体细胞系的构建及其在老年性痴呆研究中的应用
线粒体是一种独特的细胞器,它具有自己的DNA,其DNA由16 569碱基对组成.线粒体DNA可编码13条与细胞氧化磷酸化呼吸链有关的多肽[1].
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线粒体医学的过去与未来
线粒体是一个直径1 μm,长2～3 μm大小的细胞器,存在于几乎所有真核生物细胞内.生物进化研究表明,1.5亿年以前,具有有氧代谢功能的细菌侵入原核生物细胞后,与宿主形成共生现象,有氧菌终演化为线粒体,使得原核生物具有更高效的有氧代谢能力.线粒体是除细胞核以外惟一具有遗传物质(DNA)的半自主性细胞器.线粒体的基本功能是将外界摄取来的葡萄糖、氨基酸和脂肪通过位于其内膜上呼吸链的氧化磷酸化作用来产生细胞活动所需要的能量,并以ATP的形式储存起来.
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瓣膜性心脏病伴慢性心房颤动患者心房组织呼吸链相关蛋白质定量蛋白质组学分析
目的 从蛋白质组学角度分析心房颤动(房颤)患者心房能量代谢状态,揭示房颤的发生基质.方法 2011年1月至8月于中南大学湘雅二医院获取患二尖瓣疾病需行外科换瓣手术的窦性心律患者(n=6)和房颤患者(n=8)左心耳组织.分离蛋白质,行同重元素标记的相对和绝对定量(iTRAQ)标记及质谱分析,通过分析软件行蛋白质鉴定和定量分析,运用蛋白印迹法分析确定结果准确性.结果 发现1 023个蛋白质,517个差异表达蛋白质,122个能量代谢相关,46个参与呼吸链过程.下调蛋白质在慢性房颤患者左心耳组织的能量代谢中占据主导优势.蛋白印迹分析证实了结果的可靠性.结论 瓣膜性心脏病患者慢性房颤过程心房肌细胞产能状态受损.
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细胞色素C与细胞凋亡的研究进展
凋亡是机体清除衰老细胞、受损细胞、感染细胞以维持机体自身稳定性的有效途径.近年来线粒体在细胞凋亡过程中的中心调控作用已逐渐受到人们的关注和认可.细胞凋亡时,线粒体的结构和功能发生重大变化,包括呼吸链电子传递的中断、能量合成受阻、线粒体膜电位下降,并释放细胞色素C(Cyt C)、AIF、Smac/DIABLO、Omi/HtrA2等促凋亡因子入胞浆后激活Caspase凋亡蛋白酶[1],导致细胞死亡.其中Cyt C是线粒体释放的重要的促凋亡因子之一,人们对Cyt C的认识也从其对能量代谢的调控进展为其在凋亡过程中的重要作用.因而有关细胞色素C的促凋亡活性调节分子机制和释放机制的研究已成为当前研究的热点.本综述将对此进行讨论.
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线粒体脑肌病伴乳酸中毒和卒中样发作综合征影像学分析一例
线粒体脑肌病是一组少见的遗传病,是由于线粒体结构或功能异常导致呼吸链乃至整个能量代谢过程紊乱的临床异源性多系统疾病,以脑和肌肉受累严重.
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不同海拔高度交替低氧训练对大鼠骨骼肌线粒体呼吸功能的影响
目的:探讨不同海拔高度交替低氧训练对大鼠骨骼肌线粒体呼吸功能的影响.方法:50只雄性Wistar大鼠随机分为5组:常氧对照组(C组)、常氧训练组(NT组)、2500 m低氧训练组(2500 m HT组)、3500 m低氧训练组(3500 m HT组)、2500 m～3500 m交替低氧训练组(2500 m～3500 m HT组),每组10只.除C组大鼠不进行运动训练外,其余各组大鼠分别在常氧,模拟海拔2500m、3500 m及2500m～3500 m交替环境下进行递增负荷跑台训练和居住,每周训练6天,共4周.训练结束后处死大鼠,即刻取全血和骨骼肌样本,梯度离心法提取线粒体,测定血液红细胞数目(RBC)、血红蛋白(Hb)含量和骨骼肌线粒体呼吸链酶复合体(C Ⅰ～Ⅳ)活性.结果:(1)RBC和Hb:与C组比较,各训练组都有显著提高(P＜0.01,P＜0.05).与NT组比较,低氧训练组都有显著提高(P＜0.01).与2500 m HT组和3500 m HT组比较,2500 m～3500 m HT组均显著提高(P＜0.01).(2)C Ⅰ～Ⅳ活性:与C组相比,NT组CⅢ活性显著提高(P＜0.05),2500 m HT组CI活性显著提高(P＜0.05),3500 m HT组CⅠ和CⅢ活性显著提高(P＜0.01,P＜0.05),2500 m～3500 m HT组CⅠ～Ⅳ活性均显著提高(P＜0.01,P＜0.05).与NT组相比,3500 m HT组CⅠ活性显著提高(P＜0.01),2500 m～3500 m HT组CⅠ、CⅡ活性显著提高(P＜0.01,P＜0.05).与2500 m HT组相比,2500 m～3500 m HT组CⅡ活性显著提高(P＜0.05).结论:低氧训练在提高骨骼肌线粒体呼吸链功能方面较常氧训练更具优势,且交替低氧训练效果佳.
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高住高练低训不同时程大鼠骨骼肌线粒体呼吸链功能的变化
目的:探讨高住高练低训(HiHiLo)习服过程中大鼠骨骼肌线粒体呼吸链功能的动态变化.方法:48只雄性Wistar大鼠随机分为6组:常氧对照组,HiHiLo 1、2、3、4、5周组,每组8只.HiHiLo的5组大鼠在低氧(模拟海拔2500m)环境和常氧环境中居住和训练相应周数,常氧对照组在常氧环境中不进行运动.各组大鼠在完成相应的训练后处死,即刻取血液和骨骼肌样本,分离血清,提取骨骼肌线粒体,测定血清肌酸激酶(CK)活性及骨骼肌线粒体呼吸链酶复合体NADH-CoQ还原酶(复合体Ⅰ,CⅠ)、琥珀酸-CoQ还原酶(复合体Ⅱ,CⅡ)、CoQ-细胞色素C还原酶(复合体Ⅲ,CⅢ)和细胞色素氧化酶(复合体Ⅳ,CⅣ)活性.结果:与常氧对照组相比,HiHiLo1、2、3周组CK活性均显著增加(P＜0.05,P＜0.01).HiHiLo 1周组CⅠ～Ⅳ活性均显著下降(P＜0.01),HiHiLo 2周组CⅠ、CⅡ、CⅣ活性均显著下降(P＜0.05,P＜0.01),HiHiLo3周组CⅠ活性显著提高(P＜0.05),HiHiLo4周和5周组CⅠ～Ⅳ活性均显著提高(P＜0.05,P＜0.01).结论:在进行本研究训练方案HiHiLo过程中,骨骼肌需2周的适应期,第3周基本适应,第4～5周线粒体呼吸链功能可显著提高,第5周训练效果佳.
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急性运动对大鼠肝脏线粒体呼吸链酶复合物的影响
目的:研究急性运动对大鼠肝线粒体呼吸链酶复合物活性的影响.方法:21只健康雄性Wister大鼠随机分为安静对照组、大强度运动组和中等强度运动组,每组7只.大强度运动组进行大强度间歇性跑台运动,速度为27m/min,坡度为0,总运动时间90min,每运动10min间歇1min;中等强度运动组进行中等强度持续性跑台运动,速度为18m/min,坡度为0,运动时间100min;对照组未进行任何运动.采用分光光度法测定线粒体呼吸链酶复合物(Ⅰ～Ⅳ)活性.结果:与安静对照组相比,大强度运动组复合物Ⅰ和复合物Ⅱ活性无显著性变化,复合物Ⅲ和复合物Ⅳ活性分别下降16%和45%,有统计学意义(P<0.05,P<0.01);而中等强度运动组复合物Ⅰ、复合物Ⅲ和复合物Ⅳ活性分别下降26.1%、24%和65%,有统计学意义(P<0.01),复合物Ⅱ活性显著升高(P<0.01),升高54.7%.与大强度运动组相比,中等强度运动组复合物Ⅰ和复合物Ⅳ活性显著降低(P<0.01),复合物Ⅱ活性显著升高(P<0.01),复合物Ⅲ活性下降9.5%,但无统计学意义.结论:大强度间歇疲劳运动对大鼠肝线粒体NADH呼吸链起始端酶(复合物Ⅰ)和FADH2呼吸链起始端酶(复合物Ⅱ)活性无显著影响,可使复合物Ⅲ和复合物Ⅳ活性显著下降;中等强度持续疲劳运动使大鼠肝线粒体NADH呼吸链酶(复合物Ⅰ、复合物Ⅲ和复合物Ⅳ)活性显著下降,复合物Ⅱ活性显著增强;中等强度运动对肝线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ的影响较大强度运动严重.
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高住低训对大鼠心肌线粒体呼吸链酶复合物活性的影响
目的:探讨高住低训(HiLo)习服过程中大鼠心肌线粒体呼吸链酶复合物活性的动态变化.方法:40只SD大鼠分为5组:常氧对照组以及HiLo 1、2、3、4周组,每组8只.HiLo组大鼠每天在模拟海拔2500m(氧含量约为15.4%)的环境生活,在模拟海拔1300m(氧含量约为19.4%)环境游泳1h,每周6天.通过光谱分析法,观察在1～4周时间内,在HiLo作用下大鼠心肌线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ(NADH-CoQ还原酶)、复合物Ⅱ(琥珀酸-CoQ还原酶)、复合物Ⅲ(CoQ-细胞色素C还原酶)和复合物Ⅳ(细胞色素氧化酶)活性的变化.常氧对照组不进行运动,测试指标与运动组相同.结果:HiLo 1周组大鼠心肌线粒体酶复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ活性与对照组相比均显著下降(P<0.05,P<0.01).HiLo 2周组除酶复合物Ⅲ外,其他三种酶复合物活性均显著低于对照组(P<0.05,P<0.01).HiLo 3周组心肌线粒体酶复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ活性与对照组相比差异无统计学意义;但线粒体蛋白含量显著升高(P<0.05).HiLo 4周组心肌线粒体酶复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ活性显著升高(P<0.05,P<0.01);线粒体蛋白含量显著升高(P<0.05).结论:大鼠心肌线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ活性在HiLo的习服过程中需要3周时间.
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不同低氧训练模式对大鼠脑组织线粒体呼吸链酶复合体活性的影响
目的:探讨不同低氧训练模式对大鼠脑线粒体呼吸链功能的影响.方法:40只健康2月龄雄性Wistar大鼠随机均分为5组:常氧训练组(LoLo)、高住高练组(HiHi)、高住低训组(HiLo)、低住高练组(LoHi)和高住高练低训组(HiHiLo),每组8只.依实验方案,各组大鼠分别在常氧(模拟海拔1500m,大气压为632mmHg)或/和低氧(模拟海拔3500m,大气压为493mmHg)环境中居住及递增负荷训练5周,每周训练6天.后一次训练后在常氧环境恢复72h,力竭运动后即刻取样.差速离心提取线粒体.分光光度法测定呼吸链酶复合体(CⅠ～CⅢ)活性.结果:4个低氧训练组大鼠脑组织线粒体呼吸链CI活性与LoLo组相比均无显著性差异.LoHi组cⅡ活性显著下降(P<0.01),降低76.199%,其余各组无显著性差异.HiHi组、HiLo组和LoHi组CⅢ活性均显著下降(P<0.01),分别降低71.496%、65.240%和87.838%,HiHiLo组显著性上升(P<0.01),提高170.145%.结论:在模拟海拔3500m的4种低氧训练中,高住高练低训提高大鼠脑组织线粒体呼吸链功能的作用优于高住高练、高住低训和低住高练.
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线粒体病的Gomori染色方法的改进
线粒体病(mitochondrial encephalomyopathy)[1]是指原发的由于线粒体遗传物质缺陷引起细胞内线粒体的结构与功能异常,导致细胞呼吸链及能量代谢障碍的一组多系统疾病.
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成人线粒体神经胃肠型脑肌病2例护理
线粒体脑肌病（ME）是一组因线粒体DNA发生缺失或点突变，线粒体结构或功能异常导致呼吸链乃至整个能量代谢过程紊乱的临床异源性多系统疾病，以脑和肌肉受累严重[1]。根据不同的临床表现将其分为不同的临床综合征。线粒体神经胃肠型脑肌病（MNGIE）是一组以胃肠道症状、恶病质、周围神经病、眼外肌麻痹、白质脑病为表现的线粒体病[2]。目前，ME伴高乳酸血症、卒中样发作和Leigh型线粒体脑肌病国内常有报道，但MNGIE报道少见。我院2013年1月至2015年2月诊治MNGIE 2例，报道如下。
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亚硝酰氢对冠心病心力衰竭大鼠心肌线粒体功能的影响
目的 探讨亚硝酰氢对心肌梗死后心力衰竭大鼠心肌线粒体Na+,K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶及线粒体呼吸链复合体Ⅰ、Ⅳ活性的影响.方法 结扎大鼠前降支制作心肌梗死后心力衰竭模型,35只Wistar大鼠随机分为假手术组、心力衰竭模型组、亚硝酰氢组.分别给予各组大鼠皮下注射0.9％生理盐水2ml或亚硝酰氢供体0.1 mg/100 g,4周后差速离心法提取线粒体,测量其Na+、K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶活性;应用紫外分光光度法测定缺血再灌注后心肌线粒体呼吸链复合体Ⅰ、Ⅳ的活性.结果 与模型组相比,亚硝酰氢组大鼠线粒体Na+,K+-ATP酶[(42.64±4.13)U/mgprot比(37.99±3.25) U/mgprot]、Ca2+-ATP酶[(32.44±3.13) U/mgprot 比(27.91 ±4.25)U/mgprot]活性及线粒体呼吸链复合体Ⅰ、Ⅳ活性[(0.554±0.052)ukat/g比(0.413±0.060)ukat/g、(0.058±0.005)ukat/g比(0.051±0.004)ukat/g]明显增加.结论 亚硝酰氢改善心力衰竭大鼠心功能的作用通过增加线粒体Na+,K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活性,以及线粒体呼吸链复合体Ⅰ、Ⅳ活性而实现.
