C93与辅酶Q10对心肌保护的比较实验研究
作者:翁品光 任雪峰 王 淦 曹 彬 施国琳
单位:南京大学医学院附属鼓楼医院(210008)心胸外科
关键词:C93;辅酶Q10;心肌保护
心肺血管病杂志990224 摘要 通过13条犬建立深低温体外循环手术动物实验模型,根据酶学,心肌含水量和电镜6项指标观察其清除氧自由基能力,比较C93与临床上常用药—辅酶Q10的心肌保护作用。再灌注30′后,C93组的血浆丙二醛浓度和血浆肌酸激酶活性均比C0Q10组低(P<0.05),而其血浆超氧化物岐化酶却比C0Q10组高(P<0.05)。再灌注60′后,C93组的心肌含水量、线粒体肿胀程度均比C0Q10低
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(P<0.05)。结果提示:C93的氧自由基清除能力和线粒体修复速度均比C0Q10优越,说明C93对心肌保护的效果比C0Q10好。
缺血心肌在恢复供血供氧之后随即产生大量氧自由基,导致心肌的再灌注损伤。当前,临床应用的氧自由基清除剂有辅酶Q10(C0Q10)[1]。最近,我们把从天然植物中提取的C93,通过实验已证实它具有良好的清除氧自由基作用[2]。本文通过建立深低温体外循环动物实验模型,从清除氧自由基能力和心肌保护作用对C93和C0Q10进行对比研究。
材料与方法
, 百拇医药
一、 实验动物与分组 杂种犬13只,体重10~22kg。随机分为3组:①对照组(n=5),采用临床常用的冷晶体心停搏液(KCl 20.1 mmol/L,NaCl 106 mmol/L,CaCl23.4 mmol/L,MgCl29.92 mmol/L,普鲁卡因.HCl 10.7 mmol/L和NaHCO317 mmol/L,渗透压358 mOsm/L,pH7.5);②C93组(n=4),C9380 mg/kg为基质加入上述心停搏液;③C0Q10组(n=4),上述心停搏液加入C0Q1014mg/kg。
二、 实验过程 静脉麻醉,常规进行气管内插管控制呼吸。经第4肋间双侧开胸,切开心包,腔静脉和主动脉放阻断带,肝素化。经左股动脉,左锁骨下动脉及上、下腔静脉分别插入测压管,供血管和静脉血引流管。用滚压式血泵及西京小号鼓泡式氧合器。常温下开始体外循环,阻断腔静脉,切开右心房,插冠状静脉窦取血管,经心尖插左心引流管。然后血液降温,阻断升主动脉,在其根部灌注心停搏液或心停搏液加入基质,每30 min灌注1次,每次12 ml/kg,共3次。体外循环期间保持平均动脉压10~12 kPa(75mmHg~90mmHg),鼻温23~25℃。阻断90′后开放升主动脉,复跳后辅助循环45′,然后停体外循环,观察15′。适当补液,术中不用任何血管活性物质。
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三、 实验试剂与仪器
(一) 试剂 硫代巴比妥酸和三氯醋酸,分析纯,上海化学分析试剂厂。1,1,3,3四乙氧基丙烷,>95%,Fluka,瑞士。C93NO.C-1251,天津药物研究院。C0Q10920507,泰兴生化制药厂。
(二) 仪器 电子分析天平,TG328A型,上海天平仪器厂。紫外分光光度计,uv-240型,日本岛津。721分光光度计,上海第三分析仪器厂。透射电镜,H-600型,日本日立。
四、 测定指标
(一) 血液测定 分别于主动脉阻断前,阻断末(转流接近90′)、循环开放后(再灌注)15′、30′和45′以及停止体外循环后15′共6个时段,分别采集冠状静脉窦血做血浆测定:
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1. 丙二醛(MDA),间接反应脂质过氧化物水平。采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法,测定结果以MDA浓度表示μmol/L
2. 超氧化物岐化酶(SOD),采用黄嘌呤氧化酶法,吸收峰在530mm,测定结果以SOD活性表示(Nu/ml)。
3. 肌酸激酶(CK),采用Hughes氏改良测定法,测定结果以CK活性表示(u/L)。
(二) 心肌含水量测定 分为阻断前,阻断90′末和再灌注60′共3个时段,分别在心尖咬取心肌组织,放称量瓶内,用天平先称湿重,经100℃烤10h后称干量,计算心肌含水量(MWC)
(三) 心肌超微结构分析 阻断前、阻断90′末和再灌注60′共3个时段,咬取心肌,切1μ半薄切片,光镜定位,LKBV型超薄切片机做600x切片,在透射电镜下拍照,做形态分析。
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1. 半定量评价:按Flameng[3]法。每组随机拍摄17 000倍电镜照片,每一视野随机选择20个线粒体,共5个视野,将线粒体损伤程度划分为0~4级(分别为n1,n2,n3和n4)。先计算线粒体指数,该指数 =n1×1+n2×2+n3×3+n4×4
(注:n1+n2+n3+n4=100),然后计算各时段的线粒体指数增加率,该率越小说明线粒体形态与功能越好。
2. 立体定量评价:按郑富盛[4]法。每组拍摄8 000倍的照片30张,再放大3倍。测算线粒体的体密度(VV)和异常体密度(abVv),求得异常线粒体所占体积(%)以观察其体积变化;然后测面密度(Sv),求比表面(SS)以观察其外膜表面积变化。若比表面值大表示线粒体恢复良好。
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五、 统计学处理 数据以x±SD表示。结果采用t检验进行2组间或自身对照的差别显著性分析。
结 果
一、 血液测定
(一) 血浆MDA浓度 缺血前,3组间无差异。再灌注30′时,对照、C0Q10与C93组均达高峰,分别为9.87±0.84,7.13±0.35和5.81±0.62μmol/L,C93与C0Q10组间呈显著性差异(P<0.05)(图1)。
图1 3组血浆MDA浓度变化
(二) 血浆SOD活性 缺血和再灌注期,对照和C0Q10组的SOD活性均降低而C93组都缓慢上升。再灌注30′,对照,C0Q10和C93组依次为17.40±3.65,18.49±3.18和24.10±3.57 Nu/ml,C93与C0Q102组间呈显著性差异(P<0.05)(图2)。
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图2 3组血浆SOD活性变化
图3 3组血浆CK活性变化
(三) 血浆CK活性 阻断前,3组CK活性基本类似。随着缺血再灌注时间的延长,对照组血浆CK活性不断升高,但C0Q10组增高的幅度不大(P<0.01),而C93组却增高不明显。再灌注30′,对照和C0Q10组分别为237.0±21.9和104.0±28.0u/L,明显升高,而C93组却变化不大,仍保持59.0±13.5 u/L,C93与C0Q10组呈显著性差异(P<0.05)(图3)。
二、 心肌含水量动态测定 缺血再灌注期间,3组的心肌含水量均较阻断前增高。再灌注
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60′,对照,C0Q10和C93组分别为75.5±0.5%,74.7±0.3%和73.9±0.1%,后2组间相比差异显著
(P<0.05)。
三、 心肌超微结构分析
(一) 半定量评价 再灌注60′,C0Q10与C93组的线粒体指数增加率分别为29.23%和8.82%,2组间呈非常显著性差异(P<0.01)(表1)。
表1 线粒体指数增加率(%)
阻断末
(%)
再灌注60′
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(%)
对照组
34.47
39.77
C0Q10组
20.77
29.23
C93组
4.04
8.82
(二) 立体定量评价 再灌注60′时,C0Q10与C93组的异常线粒体所占体积%分别为32.35±1.46%和22.33±1.35%(P<0.05),其比表面(Ss)分别为3.43±0.14和3.96±0.26(P<0.05)。表明C93对线粒体内部结构和膜表面的保护作用比C0Q10优越,见表2。表2 心肌线粒体形态计量比较 z
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阻断前
阻断90′末
再灌注60′
Vv
abVv
Sv
Ss
Vv
abVv
Sv
Ss
, 百拇医药
Vv
abVv
Sv
Ss
对
照
组
0.27
0.06
21.71
1.01
3.71
, 百拇医药
0.35
#
0.01
#
26.42
#
1.33
#
3.69
0.25
#
0.12#
, http://www.100md.com
47.81
#
0.78#
3.08#
±
0.01
±
0.05
±
1.43
±
0.15
, 百拇医药 ±
0.34
±
0.01
±
0.02
±
1.53
±
0.11
±
0.16
±
0.01
, 百拇医药
±
0.01
±
1.39
±
0.03
±
0.23
C0Q10
组
0.31
0.07
21.29
, 百拇医药
1.28
3.63
0.4
0.11
24.67
1.42
3.71
0.34*
0.11
32.35*
1.03*
3.43*
, 百拇医药
±
0.03
±
0.04
±
1.50
±
0.13
±
0.43
±
0.06
±0.02
, 百拇医药 ±
1.44
±
0.28
±
0.35
±
0.03
±
0.01
±
1.46
±
0.16
, 百拇医药
±
0.14
C93
组
0.37
0.00
21.31
1.32
3.58
0.40
*
0.10
24.94
, 百拇医药
1.73
*
3.65
0.40
*△
0.09
*△
22.33
*△
1.46
#△
3.96
, 百拇医药
*△
±
0.03
±
0.05
±
1.39
±
0.10
±
0.54
±
0.03
, http://www.100md.com
±
0.03
±
1.36
±
0.06
±
0.14
±
0.02
±
0.01
±
1.35
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±
0.17
±
0.26
注: Vv:体密度 abVv:异常体密度 :异常体密度所占体积百分率(%) Sv:面密度 Ss:比表面
* Vs对照组P<0.01; # Vs阻断前P<0.01; △ VsC0Q10组P<0.05讨 论
一、 C93与辅酶Q10对心肌保护的实验比较 氧自由基是心肌再灌注损伤的重要因素之一。缺血和再灌注期可产生大量氧自由基,导致生物膜结构受损、细胞内酶大量释放、心肌水肿和线粒体功能障碍。最近有人把C0Q10做为氧自由基清除剂应用于临床,它是细胞线粒体呼吸链的重要成份,参与细胞呼吸,从而促进氧化磷酸化,使缺血心肌的ATP储备增加,它的确具有膜稳定和抗氧化作用[1]。近来我们从天然植物中提取的C93,曾经实验证实,它也具有良好的氧自由基清除作用[2]。本文通过6项指标来评价C0Q10与C93两种抗氧化剂的心肌保护作用,结果显示:①再灌注(即开放主动脉后)30′,是氧自由基对心肌损害的高峰期,此时,C93组的过氧化脂质含量(MDA浓度)和CK活性均低于C0Q10组,而SOD活性却明显高于C0Q10组,提示C93组对氧自由基的清除能力和增强SOD活性以提高机体防御系统能力均比C0Q10组强烈,所以心肌损害也比C0Q10组轻微;②再灌注后60′,是心肌损害的修复期,此时,C93组的心肌含水量,线粒体指数增加率和异常线粒体所占体积%均低于C0Q10组,而其比表面值却高于C0Q10组,提示C93组对线粒体修复迅速,能够有效地阻断膜脂质的过氧化反应,从而减轻氧自由基对心肌的损害,所以C93的心肌保护作用比C0Q10优越。
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二、 机理的探讨
(一) C93是一种多羟基酚性化合物,呈水溶性,光照、氧化或高温均可促发其聚合及氧化反应。它富有羟基和没食子酸酯基团,有很强的抗氧化能力。一般情况下,人体内.O-2和H2O2含量少,通过体内SOD、CAT等酶清除之后,由.O-2和H2O2引起的损伤就很轻;但在再灌注时,.O-2可促使储存在铁蛋白内的Fe2+释放,促使Fenton型Haber-Weiss反应速度加快,转化为对心肌毒性很强的*OH,其反应为:。近来通过电子自旋共振波谱(ESR)检测C93能清除各种氧自由基,其抗氧化作用较维生素E强50倍,主要是因为它的抗氧基团除了有很多的羟基以外,还有没食子酸酯基团。没食子酸作为抗氧化剂可成为氢供体起到自由基清除作用:
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上式抗氧化剂的效力就在于新形成的自由基GH·2在链增殖方面是非活性的或者可由于旁支反应而被破坏[5]。C0Q10却缺乏羟基和没食子酸酯基团,所以抗氧化能力不如C93。
(二) C93氧化后形成邻位醌在体内与酶、核酸、细胞膜的受体结合成复合物[6],不论在生物、物理和化学各个方面对自由基产生的途径发挥清除和/或抑制的作用。例如具有电荷转移作用,是使未配对电子的自由基失活而减少Fe2+的释放和减弱Haber
-Weiss反应。若C93与膜上磷脂结合成复合物,稳定了膜结构的平衡电位,并恢复ATP含量,使胞浆内Ca2+浓度保持在低水平,从而保护了细胞的结构与功能,减轻心肌损害。C0Q10系苯醌类化合物,氧化后无上述功能,所以抗氧能力不如C93。
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(三) 电子自旋共振波谱(ESR)研究[7]表明:C0Q10只能清除*OH,而C93还可以清除*O-2和*OH等各种类型氧自由基,功率比C0Q10大。
参考文献
[1]Matsushima T, Sueda T, Matsuura Y, et al. Protection by coenzyme Q10 of canine myocardial reperfusion injury after preservation J. Thora Cardiovasc Surg, 1992, 103(5):945.
[2]翁品光,任雪峰,施国琳,等.C93对心肌保护的实验研究.江苏医药,1995,21(4):223.
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[3]Flameng W, Borgers M, Daenen W, et al. Ultra structual and cytochemical correlates of myocardial protection by cardiac hypothermia in man. J. Thorac Cardiovasc Surg, 1980, 79(3): 413.
[4]柳祎,翁品光,施国琳,等.单纯温血灌注与C93温血灌注对心肌保护的电镜比较观察.心肺血管病杂志,1998,17(1):53.
[5]方允中,李文杰主编.自由基与酶.北京科学出版社,第1版,1989,293.
[6]楼福庆,杨祖才,袁伟龙,等.茶色素对家兔实验性动脉粥样硬化和人纤维蛋白原增高症的作用.中华医学杂志,1983,63(10):632.
[7]周明,支启华,于德山,等.辅酶Q10、甘露醇及别嘌呤醇清除活性氧自由基的ESR研究.生物化学与生物物理进展,1992,19(3):231.
(1998-08-18收稿)
(1999-01-06修回), 百拇医药
单位:南京大学医学院附属鼓楼医院(210008)心胸外科
关键词:C93;辅酶Q10;心肌保护
心肺血管病杂志990224 摘要 通过13条犬建立深低温体外循环手术动物实验模型,根据酶学,心肌含水量和电镜6项指标观察其清除氧自由基能力,比较C93与临床上常用药—辅酶Q10的心肌保护作用。再灌注30′后,C93组的血浆丙二醛浓度和血浆肌酸激酶活性均比C0Q10组低(P<0.05),而其血浆超氧化物岐化酶却比C0Q10组高(P<0.05)。再灌注60′后,C93组的心肌含水量、线粒体肿胀程度均比C0Q10低
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(P<0.05)。结果提示:C93的氧自由基清除能力和线粒体修复速度均比C0Q10优越,说明C93对心肌保护的效果比C0Q10好。
缺血心肌在恢复供血供氧之后随即产生大量氧自由基,导致心肌的再灌注损伤。当前,临床应用的氧自由基清除剂有辅酶Q10(C0Q10)[1]。最近,我们把从天然植物中提取的C93,通过实验已证实它具有良好的清除氧自由基作用[2]。本文通过建立深低温体外循环动物实验模型,从清除氧自由基能力和心肌保护作用对C93和C0Q10进行对比研究。
材料与方法
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一、 实验动物与分组 杂种犬13只,体重10~22kg。随机分为3组:①对照组(n=5),采用临床常用的冷晶体心停搏液(KCl 20.1 mmol/L,NaCl 106 mmol/L,CaCl23.4 mmol/L,MgCl29.92 mmol/L,普鲁卡因.HCl 10.7 mmol/L和NaHCO317 mmol/L,渗透压358 mOsm/L,pH7.5);②C93组(n=4),C9380 mg/kg为基质加入上述心停搏液;③C0Q10组(n=4),上述心停搏液加入C0Q1014mg/kg。
二、 实验过程 静脉麻醉,常规进行气管内插管控制呼吸。经第4肋间双侧开胸,切开心包,腔静脉和主动脉放阻断带,肝素化。经左股动脉,左锁骨下动脉及上、下腔静脉分别插入测压管,供血管和静脉血引流管。用滚压式血泵及西京小号鼓泡式氧合器。常温下开始体外循环,阻断腔静脉,切开右心房,插冠状静脉窦取血管,经心尖插左心引流管。然后血液降温,阻断升主动脉,在其根部灌注心停搏液或心停搏液加入基质,每30 min灌注1次,每次12 ml/kg,共3次。体外循环期间保持平均动脉压10~12 kPa(75mmHg~90mmHg),鼻温23~25℃。阻断90′后开放升主动脉,复跳后辅助循环45′,然后停体外循环,观察15′。适当补液,术中不用任何血管活性物质。
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三、 实验试剂与仪器
(一) 试剂 硫代巴比妥酸和三氯醋酸,分析纯,上海化学分析试剂厂。1,1,3,3四乙氧基丙烷,>95%,Fluka,瑞士。C93NO.C-1251,天津药物研究院。C0Q10920507,泰兴生化制药厂。
(二) 仪器 电子分析天平,TG328A型,上海天平仪器厂。紫外分光光度计,uv-240型,日本岛津。721分光光度计,上海第三分析仪器厂。透射电镜,H-600型,日本日立。
四、 测定指标
(一) 血液测定 分别于主动脉阻断前,阻断末(转流接近90′)、循环开放后(再灌注)15′、30′和45′以及停止体外循环后15′共6个时段,分别采集冠状静脉窦血做血浆测定:
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1. 丙二醛(MDA),间接反应脂质过氧化物水平。采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法,测定结果以MDA浓度表示μmol/L
2. 超氧化物岐化酶(SOD),采用黄嘌呤氧化酶法,吸收峰在530mm,测定结果以SOD活性表示(Nu/ml)。
3. 肌酸激酶(CK),采用Hughes氏改良测定法,测定结果以CK活性表示(u/L)。
(二) 心肌含水量测定 分为阻断前,阻断90′末和再灌注60′共3个时段,分别在心尖咬取心肌组织,放称量瓶内,用天平先称湿重,经100℃烤10h后称干量,计算心肌含水量(MWC)
(三) 心肌超微结构分析 阻断前、阻断90′末和再灌注60′共3个时段,咬取心肌,切1μ半薄切片,光镜定位,LKBV型超薄切片机做600x切片,在透射电镜下拍照,做形态分析。
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1. 半定量评价:按Flameng[3]法。每组随机拍摄17 000倍电镜照片,每一视野随机选择20个线粒体,共5个视野,将线粒体损伤程度划分为0~4级(分别为n1,n2,n3和n4)。先计算线粒体指数,该指数 =n1×1+n2×2+n3×3+n4×4
(注:n1+n2+n3+n4=100),然后计算各时段的线粒体指数增加率,该率越小说明线粒体形态与功能越好。
2. 立体定量评价:按郑富盛[4]法。每组拍摄8 000倍的照片30张,再放大3倍。测算线粒体的体密度(VV)和异常体密度(abVv),求得异常线粒体所占体积(%)以观察其体积变化;然后测面密度(Sv),求比表面(SS)以观察其外膜表面积变化。若比表面值大表示线粒体恢复良好。
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五、 统计学处理 数据以x±SD表示。结果采用t检验进行2组间或自身对照的差别显著性分析。
结 果
一、 血液测定
(一) 血浆MDA浓度 缺血前,3组间无差异。再灌注30′时,对照、C0Q10与C93组均达高峰,分别为9.87±0.84,7.13±0.35和5.81±0.62μmol/L,C93与C0Q10组间呈显著性差异(P<0.05)(图1)。
图1 3组血浆MDA浓度变化
(二) 血浆SOD活性 缺血和再灌注期,对照和C0Q10组的SOD活性均降低而C93组都缓慢上升。再灌注30′,对照,C0Q10和C93组依次为17.40±3.65,18.49±3.18和24.10±3.57 Nu/ml,C93与C0Q102组间呈显著性差异(P<0.05)(图2)。
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图2 3组血浆SOD活性变化
图3 3组血浆CK活性变化
(三) 血浆CK活性 阻断前,3组CK活性基本类似。随着缺血再灌注时间的延长,对照组血浆CK活性不断升高,但C0Q10组增高的幅度不大(P<0.01),而C93组却增高不明显。再灌注30′,对照和C0Q10组分别为237.0±21.9和104.0±28.0u/L,明显升高,而C93组却变化不大,仍保持59.0±13.5 u/L,C93与C0Q10组呈显著性差异(P<0.05)(图3)。
二、 心肌含水量动态测定 缺血再灌注期间,3组的心肌含水量均较阻断前增高。再灌注
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60′,对照,C0Q10和C93组分别为75.5±0.5%,74.7±0.3%和73.9±0.1%,后2组间相比差异显著
(P<0.05)。
三、 心肌超微结构分析
(一) 半定量评价 再灌注60′,C0Q10与C93组的线粒体指数增加率分别为29.23%和8.82%,2组间呈非常显著性差异(P<0.01)(表1)。
表1 线粒体指数增加率(%)
阻断末
(%)
再灌注60′
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(%)
对照组
34.47
39.77
C0Q10组
20.77
29.23
C93组
4.04
8.82
(二) 立体定量评价 再灌注60′时,C0Q10与C93组的异常线粒体所占体积%分别为32.35±1.46%和22.33±1.35%(P<0.05),其比表面(Ss)分别为3.43±0.14和3.96±0.26(P<0.05)。表明C93对线粒体内部结构和膜表面的保护作用比C0Q10优越,见表2。表2 心肌线粒体形态计量比较 z
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阻断前
阻断90′末
再灌注60′
Vv
abVv
Sv
Ss
Vv
abVv
Sv
Ss
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Vv
abVv
Sv
Ss
对
照
组
0.27
0.06
21.71
1.01
3.71
, 百拇医药
0.35
#
0.01
#
26.42
#
1.33
#
3.69
0.25
#
0.12#
, http://www.100md.com
47.81
#
0.78#
3.08#
±
0.01
±
0.05
±
1.43
±
0.15
, 百拇医药 ±
0.34
±
0.01
±
0.02
±
1.53
±
0.11
±
0.16
±
0.01
, 百拇医药
±
0.01
±
1.39
±
0.03
±
0.23
C0Q10
组
0.31
0.07
21.29
, 百拇医药
1.28
3.63
0.4
0.11
24.67
1.42
3.71
0.34*
0.11
32.35*
1.03*
3.43*
, 百拇医药
±
0.03
±
0.04
±
1.50
±
0.13
±
0.43
±
0.06
±0.02
, 百拇医药 ±
1.44
±
0.28
±
0.35
±
0.03
±
0.01
±
1.46
±
0.16
, 百拇医药
±
0.14
C93
组
0.37
0.00
21.31
1.32
3.58
0.40
*
0.10
24.94
, 百拇医药
1.73
*
3.65
0.40
*△
0.09
*△
22.33
*△
1.46
#△
3.96
, 百拇医药
*△
±
0.03
±
0.05
±
1.39
±
0.10
±
0.54
±
0.03
, http://www.100md.com
±
0.03
±
1.36
±
0.06
±
0.14
±
0.02
±
0.01
±
1.35
, http://www.100md.com
±
0.17
±
0.26
注: Vv:体密度 abVv:异常体密度 :异常体密度所占体积百分率(%) Sv:面密度 Ss:比表面
* Vs对照组P<0.01; # Vs阻断前P<0.01; △ VsC0Q10组P<0.05讨 论
一、 C93与辅酶Q10对心肌保护的实验比较 氧自由基是心肌再灌注损伤的重要因素之一。缺血和再灌注期可产生大量氧自由基,导致生物膜结构受损、细胞内酶大量释放、心肌水肿和线粒体功能障碍。最近有人把C0Q10做为氧自由基清除剂应用于临床,它是细胞线粒体呼吸链的重要成份,参与细胞呼吸,从而促进氧化磷酸化,使缺血心肌的ATP储备增加,它的确具有膜稳定和抗氧化作用[1]。近来我们从天然植物中提取的C93,曾经实验证实,它也具有良好的氧自由基清除作用[2]。本文通过6项指标来评价C0Q10与C93两种抗氧化剂的心肌保护作用,结果显示:①再灌注(即开放主动脉后)30′,是氧自由基对心肌损害的高峰期,此时,C93组的过氧化脂质含量(MDA浓度)和CK活性均低于C0Q10组,而SOD活性却明显高于C0Q10组,提示C93组对氧自由基的清除能力和增强SOD活性以提高机体防御系统能力均比C0Q10组强烈,所以心肌损害也比C0Q10组轻微;②再灌注后60′,是心肌损害的修复期,此时,C93组的心肌含水量,线粒体指数增加率和异常线粒体所占体积%均低于C0Q10组,而其比表面值却高于C0Q10组,提示C93组对线粒体修复迅速,能够有效地阻断膜脂质的过氧化反应,从而减轻氧自由基对心肌的损害,所以C93的心肌保护作用比C0Q10优越。
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二、 机理的探讨
(一) C93是一种多羟基酚性化合物,呈水溶性,光照、氧化或高温均可促发其聚合及氧化反应。它富有羟基和没食子酸酯基团,有很强的抗氧化能力。一般情况下,人体内.O-2和H2O2含量少,通过体内SOD、CAT等酶清除之后,由.O-2和H2O2引起的损伤就很轻;但在再灌注时,.O-2可促使储存在铁蛋白内的Fe2+释放,促使Fenton型Haber-Weiss反应速度加快,转化为对心肌毒性很强的*OH,其反应为:。近来通过电子自旋共振波谱(ESR)检测C93能清除各种氧自由基,其抗氧化作用较维生素E强50倍,主要是因为它的抗氧基团除了有很多的羟基以外,还有没食子酸酯基团。没食子酸作为抗氧化剂可成为氢供体起到自由基清除作用:
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上式抗氧化剂的效力就在于新形成的自由基GH·2在链增殖方面是非活性的或者可由于旁支反应而被破坏[5]。C0Q10却缺乏羟基和没食子酸酯基团,所以抗氧化能力不如C93。
(二) C93氧化后形成邻位醌在体内与酶、核酸、细胞膜的受体结合成复合物[6],不论在生物、物理和化学各个方面对自由基产生的途径发挥清除和/或抑制的作用。例如具有电荷转移作用,是使未配对电子的自由基失活而减少Fe2+的释放和减弱Haber
-Weiss反应。若C93与膜上磷脂结合成复合物,稳定了膜结构的平衡电位,并恢复ATP含量,使胞浆内Ca2+浓度保持在低水平,从而保护了细胞的结构与功能,减轻心肌损害。C0Q10系苯醌类化合物,氧化后无上述功能,所以抗氧能力不如C93。
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(三) 电子自旋共振波谱(ESR)研究[7]表明:C0Q10只能清除*OH,而C93还可以清除*O-2和*OH等各种类型氧自由基,功率比C0Q10大。
参考文献
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[4]柳祎,翁品光,施国琳,等.单纯温血灌注与C93温血灌注对心肌保护的电镜比较观察.心肺血管病杂志,1998,17(1):53.
[5]方允中,李文杰主编.自由基与酶.北京科学出版社,第1版,1989,293.
[6]楼福庆,杨祖才,袁伟龙,等.茶色素对家兔实验性动脉粥样硬化和人纤维蛋白原增高症的作用.中华医学杂志,1983,63(10):632.
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(1998-08-18收稿)
(1999-01-06修回), 百拇医药