熱應激對兔垂體和下丘腦CAT與SOD水平的影響*

李德喜,楊淑華,何劍斌

(沈陽農業(yè)大學畜牧獸醫(yī)學院,遼寧沈陽 110161)

熱應激能在短時間內向高溫轉換所誘導出的一種固定的應激反應,以維持動物機體自身生理平衡,防止細胞受到應激環(huán)境的過度傷害,保護細胞免受應激環(huán)境變化而造成的損傷[1-2],從而誘發(fā)細胞中活性氧增加,超氧陰離子自由基(O-2)、過氧化氫(H2 O2)等具有較強的氧化能力,對生物體內大分子產生破壞。而超氧化物岐化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(caltalase,CAT)通過體內的協(xié)同作用,能有效的清除O-2·、H 2O2[3]。試驗選用了能間接反映體內氧化水平的SOD與CAT進行分析,來研究熱應激對家兔機體損害程度和體內自由基的清除能力[4]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 主要儀器與試劑 722可見分光光度計,上海儀器分析總廠;考馬斯亮蘭蛋白質含量測定試劑盒,南京建成生物工程研究所;CAT活力測定試劑盒,南京建成生物工程研究所;SOD活力測定試劑盒,南京建成生物工程研究所。

1.1.2 實驗動物與分組 選健康3月齡新西蘭兔60只,隨機為 3組,每組20只,預飼1周后,置于自制人工氣候室內。高溫組溫度控制在39℃～41℃,低溫組32℃～34℃,對照組采用室溫,相對濕度控制在56%～60%。

1.2 方法

1.2.1 測定指標與樣品處理 分別在熱應激后15、30、45、60 d每組隨機選取5只新西蘭兔,心臟采血處死后,迅速取出垂體與下丘腦,冰浴下研磨組織并制成100 g/L組織勻漿液。采用比色法測定SOD。其中SOD的測定方法采用黃嘌呤氧化酶法,具體測定步驟及計算公式均按照試劑盒說明書進行。

1.2.2 數據處理 用SPSS13.0軟件對試驗數據進行一般線性模型(GLM)分析;統(tǒng)計結果以平均數±標準差表示。

2 結果

2.1 下丘腦與垂體中CAT的活性測定結果

2.1.1 下丘腦CAT的活性 如表1所示,隨著時間的延長,常溫對照組下丘腦CAT活性變化不明顯;低熱組15 d與 30 d對比不顯著、與45 d和60 d對比差異顯著(P ＜0.05);高熱組15 d時與30 d、45 d和60 d對比差異顯著(P＜0.05)。隨著應激溫度的升高,下丘腦中CAT的活性呈降低趨勢,且同一時間點CAT活性組間比較差異顯著(P＜0.05)。

2.1.2 垂體CAT活性 如表2所示,隨著時間的延長,常溫對照組與低熱組垂體CAT活性變化不明顯,組內各時間點CAT活性比較差異不顯著(P＞0.05);高熱組在 15、30、45、60 d 比較CAT 活性差異顯著(P＜0.05);低熱組和高熱組CAT活性均呈降低趨勢。隨著溫度的升高,垂體組織CAT濃度呈降低趨勢。各時間點組間CAT活性比較差異顯著(P＜0.05)。

表1 熱應激對兔下丘腦CAT活性的影響Table1 Effect of heat stress on CAT activity in hypothalam us U/m g

表2 熱應激對兔垂體CAT活性的影響Table2 E ffect of heat stress on CAT activity in hypophysis U/m g

2.2 下丘腦與垂體中SOD的活力測定結果

2.2.1 下丘腦中SOD的活性 如表3所示,常溫對照組SOD活性變化不明顯;低熱組與高熱組隨著應激時間的延長,SOD活性均呈降低趨勢,低熱組15 d與30 d的SOD活性比較差異不顯著(P＞0.05),與45 d和60 d比較差異顯著(P＜0.05);高熱組在15 d與其他時間比較差異顯著(P＜0.05)。隨著溫度的升高,下丘腦中SOD濃度呈降低趨勢,各時間點組間SOD活性比較差異顯著(P＜0.05)。

表3 熱應激對兔下丘腦SOD活性的影響Table3 Effect of heat stress on SOD activity in hypothalamus U/m g

2.2.2 垂體中SOD的活性 如表4所示,隨著時間的延長,垂體SOD的活性呈下降趨勢。常溫對照組在15 d時SOD的活性與30 d比較差異不顯著(P＞0.05),與45 d和60 d比較差異顯著(P＜0.05);低熱組各時間點對比差異顯著(P＜0.05);高熱組在15 d、30 d與45 d、60 d比較差異顯著(P＜0.05)。

隨著溫度的升高,垂體中SOD濃度呈降低趨勢。15 d和30 d高熱組SOD的活性與常熱組和低熱組比較差異顯著(P＜0.05);45 d和60 d常熱組與高熱組、低熱組比較差異顯著(P ＜0.05)。

表4 熱應激對兔垂體SOD活性的影響Table4 E ffect of heat stress on SOD activity in hypophysis U/m g

3 討論

在熱應激條件下,動物機體代謝過程紊亂,從多種代謝途徑產生的氧自由基含量增加,機體由于代謝受阻不能及時清除而積累[5-7]。此外,熱應激狀態(tài)下,細胞能量分解大于合成,從而為氧自由基大量生成提供了條件,并且在缺血狀態(tài)下,血液和組織中的SOD活性下降,細胞清除氧自由基的能力更顯不足,造成氧自由基的堆積[8]。超氧陰離子自由基,是生物體多種生理反應中自然生成的中間產物,具有極強的氧化能力,是生物氧毒害的重要因素之一。超氧陰離子在SOD作用下和氫離子反應,生成過氧化氫;過氧化氫在過氧化氫酶的作用下最終生成水。SOD可以清除超氧陰離子(O-2)而保護動物機體細胞免受損傷,其活力的高低間接反映了機體清除氧自由基的能力[9-10]。抗氧化酶不但能清除組織中過多的活性氧,還維持相對穩(wěn)定的氧化水平而使細胞免受過氧化損害。SOD、CA T在生物體內的水平高低,能準確地反映體內抗氧化能力。

本試驗顯示在熱應激條件下,同一溫度組隨著時間的增加,垂體與下丘腦中SOD、CA T的活性呈下降趨勢,說明隨著熱應激時間的延長,兔抗氧化能力有所減弱。此外,在同一時間內,家兔垂體與下丘腦內SOD、CAT的活性高溫組顯著低于低溫組與對照組,SOD與CAT的活性隨著溫度的升高呈下降趨勢。說明隨著溫度的升高,熱應激時間的延長,垂體與下丘腦抗氧化能力降低。這些內分泌器官抗氧化能力的減弱同時影響到家兔的內分泌功能,使熱應激的不良影響得以放大。

在本試驗中,隨著溫度的升高,熱應激時間的延長,熱應激組新西蘭兔的垂體與下丘腦中SOD活性和CAT活性與對照組相比顯著降低。

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