大鼠硒耗竭过程中不同组织硒蛋白利用硒的优先性
作者：朴建华 张在香 杨晓光 田园 夏弈明 陈孝曙
单位：朴建华 张在香 杨晓光 田园 夏弈明 陈孝曙 中国预防医学科学院 营养与食品卫生研究所，北京 100050
关键词：硒；硒蛋白；硒利用的优先性
卫生研究990309 摘要：以低硒酵母配制的低硒基础饲料(含硒量为0.01mg/kg)和在此基础上加亚硒酸钠配成硒水平为0.50mg/kg的足硒饲料来喂养雄性Wistar断乳大鼠。于0、1、2、4、6、8、12、15、17、19、20和24周时处死大鼠取其组织，分别对各种组织中的硒、细胞内谷胱甘肽过氧化物酶(cGPX)、细胞外谷胱甘肽过氧化物酶(eGPX)、磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPX)、Ⅰ型脱碘酶(IDⅠ)和Ⅱ型脱碘酶(IDⅡ)活性进行动态观察。结果发现睾丸中的硒和脑垂体中的cGPX在耗竭过程中降低速度较其它组织慢，且降低幅度较小；而硒蛋白中IDⅠ和PHGPX对硒的利用优先于cGPX和eGPX，PHGPX和IDⅠ的功能可能比cGPX和eGPX更重要。
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中图分类号：Q581 Q593 Q51
Priority of selenium incorporation into selenoproteins
during selenium depletion in rats
Piao Jianhua, Zhang Zaixiang, Yang Xiaoguang, Tian Yuan,et al.
Institute of Nutrition and Food Hygiene, Chinese Academy of Preventive Medicine, Beijing 100050
Male weanling Wistar rats were fed with either a basal selenium deficient diet (a Torula yeast based semisynthetic diet, containing Se 0.01 mg/kg) or a selenium sufficient diet supplemented with Se as Na\-2SeO\-3 (containing Se 0.5mg/kg). Rats were killed after different weeks(0,1,2,4,8,12,15,17,19,20 and 24 respectively). Their organs were taken to observe the kinetic change of selenium concentration, the activities of intracellular glutathione peroxidase (cGPX),extracellular glutathione peroxidase(eGPX), and phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase (PHGPX) in different organs. The results showed that selenium levels and the activities of selenoenzyme in testis and pituitary were more resistant to selenium deficiency than other organs. During selenium deficiency, the utilization of selenium by PHGPX and deiodinase was prior to eGPX and cGPX, which suggested that the function of PHGPX and deiodinase were more important than that of eGPX and cGPX.
, 百拇医药
Key words:selenium, selenoprotien, priority of selenium utilization
近年来发现硒发挥其生物学作用是通过含硒半胱氨酸的硒蛋白(selenoprotein)来表现的。自1973年Rotruck和Flohe发现大鼠红细胞内谷胱甘肽过氧化物酶(cGPX)是含硒酶以来[1，2]，由于分子生物学方法的应用，越来越多的蛋白被确定为硒蛋白。现在已清楚，大鼠机体内相当部分硒结合在cGPX外的其它硒蛋白上，绝大多数组织器官都含有多种硒蛋白，它们都受饲料硒水平的影响[3]。本实验主要观察大鼠硒耗竭过程中不同时间点各种硒蛋白的动态变化，了解不同硒蛋白及不同组织器官在硒耗竭时对硒利用的优先性，从而可以了解其功能的相对重要性。
1 材料与方法
1.1 动物饲料
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本动物实验的低硒基础饲料为由低硒酵母(torular-yeast, Rhinelander Paper Co, WI. USA)配制的半合成饲料，其组成(%)为：低硒酵母30，玉米淀粉60.7，花生油5，混合无机盐3，混合维生素1，DL-蛋氨酸0.3[4]。每千克饲料加维生素A2500IU和维生素D250IU，维生素E60mg/kg[5]。基础饲料硒含量为0.01mg/kg，足硒饲料为向基础饲料中加亚硒酸钠，使饲料硒含量为0.50mg/kg。两周配一次饲料，硒测定合格后喂养大鼠。
1.2 动物分组和样品处理
120只雄性断乳Wistar大鼠(购自本所二级动物室)，平均体重为36.4g，常备饲料适应3天，淘汰体重最重和最轻的大鼠。然后按体重随机分为2组，分别饲低硒基础饲料或足硒饲料。自由进食饮水，每周称体重一次。于0、1、2、4、6、8、12、15、17、19、20及24周分批处死。
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处死前一天禁食禁水。乙醚麻醉，一次性注射器取腹主动脉血，5%EDTA抗凝(每毫升血液用20μl)，肝脏用冷生理盐水经门静脉灌流至灰白色后取出，随后取脑垂体、肾脏、睾丸等，用冷生理盐水漂洗后滤纸吸干，称重分装后于液氮中速冻。血液经3000r/min离心20 min分离血浆和红细胞，分装后与其它器官一起于-80℃保存备用。
1.3 指标测定及方法
1.3.1 样品和饲料硒测定 采用王光亚等建立的荧光法，以美国NBS牛肝粉(1577b)作质控，用HITACHI 650-10S型荧光分光光度计测定[6，7]。
1.3.2 GPX活力测定 采用夏弈明等改良的偶联法[8]，还原型谷胱甘肽(GSH)，还原型辅酶Ⅱ(NADPH)和谷胱甘肽还原酶(GR)等试剂均为Sigma产品。
1.3.3 PHGPX活力测定 PHGPX底物合成采用哈鹏程等建立的方法[9]，大豆磷脂胆碱Ⅲ-S型(PC)及大豆脂质氧化酶(E.C.1.13.11.12)均为Sigma产品，Sep Pak C18柱为Waters产品。用LKB4053型紫外分光光度计对反应产物进行扫描定性，底物PC的吸收峰为204nm，反映生成的PHGPX的底物PCOOH的特征吸收峰为230nm。PHGPX活力测定参考哈鹏程和Wendel的方法[10，11]。
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1.3.4 脱碘酶活力T3测定[12] 用放射免疫法，北京北方生物技术研究所生产的三碘甲腺原氨酸T3放射免疫分析测定盒。
1.3.5 总蛋白用双缩脲法测定血红蛋白用高铁氰化钾法测定[13，14]。
1.4 数据处理
用SAS统计软件，ANOVA进行显著性检验。
2 结果
2.1 体重
在整个实验期间，两组大鼠的体重都随时间而增长，它们的生长状况一致，组间体重的差异始终无显著性。
2.2 血浆eGPX和硒的变化
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足硒组的eGPX活性和血浆硒都随着摄入足硒饲料时间的延长而增高，r=0.975，P<0.01。eGPX活性在8周时达到平台，而血浆硒则于12周时达到平台。耗竭组血浆eGPX活性与硒变化趋势一致，r=0.931，P<0.01。eGPX在2～8周期间最低，最低时仅为足硒平台时活性的11%，之后虽有回升的趋势，但一直为足硒平台的20%～30%之间，而血浆硒在第1～8周期间最低，最低时仅为平台的17%，见图1，附表。
表1 硒耗竭组织中硒和硒蛋白达到最低水平所需的时间(周)以及其最低点占补硒平台水平的百分比(1) 组织
Se
eGPX
cGPX
IDⅠ
IDⅡ
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PHGPX
时间(周)
%
时间(周)
%
时间(周)
%
时间(周)
%
时间(周)
%
时间(周)
%
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血浆
1
16.9
2
10.8
红细胞
4
6.5
4
14.4
肝
2
7.7
2
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0.98
15
15.0
肾
4
18.5
6
6.2
15
31.8
脑垂体
NS
35.8
, 百拇医药 NS
41.1
睾丸
NS
86.4%
6
26.1
NS
35.5
图1 不同时间血浆中Se和eGPX的变化
2.3 红细胞cGPX和硒的变化 红细胞中cGPX和硒的变化趋势相同，硒耗竭组和适硒组的相关系数分别为0.921和0.966(P<0.01)。足硒组红细胞cGPX活性于4周达到平台，而红细胞硒在8周时才达到平台。硒耗竭时cGPX活性从4周开始降低到最低，仅为平台的14%，红细胞硒也从4周开始降到最低，6周时的硒水平为平台时硒水平的6.5%。
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图2 不同时间红细胞中Se和cGPX的变化2.4 肝脏cGPX、IDⅠ和硒的变化
足硒组cGPX活性19周时达到平台，而IDⅠ从第2周开始就升至平台，肝硒于12周时到达平台。硒耗竭组肝脏cGPX活性在2周时已降到很低，最低时仅为适硒组平台的1%，IDⅠ活性在15～24周时最低，最低时为补硒平台时的15%，肝硒与cGPX活性变化一致，二者的相关系数为0.841(P<0.001)，它也于第2周达到最低。硒耗竭时，IDⅠ与肝硒不相关，但IDⅠ与cGPX活性的相关系数为0.636(P<0.05)，见图3，附表。
2.5 肾脏cGPX、IDⅠ和硒的变化
足硒组cGPX活性和IDⅠ活性都从1周时达到平台，肾硒于2周时达平台。硒耗竭组cGPX、IDⅠ和硒分别从第6、15和4周始达到最低，分别为足硒组平台的6%，32%和18%，硒的变化与二者不相关，而cGPX活性与IDⅠ活性之间的相关系数为0.79(P<0.01)，见图4，附表。
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图3 不同时间肝脏中Se、cGPX和IDⅠ的变化
图4 不同时间肾脏中Se、cGPX和IDⅠ的变化
图5 不同时间垂体中cGPX和IDⅡ的变化
图6 不同时间睾丸中Se、cGPX和PHGPX的变化
注： (1)NS表示实验期间无明显降低2.6 垂体cGPX和IDⅡ
足硒组cGPX从8周开始达到平台，IDⅡ从4周开始到达平台，二者的变化趋势相同(r=0.90，P<0.0001)。硒耗竭时垂体的cGPX和IDⅡ活性在整个实验期间无明显降低。
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2.7 睾丸cGPX、PHGPX和硒的变化
足硒组硒有升高趋势，但无统计学意义，cGPX和PHGPX都从第1周起就达到平台，二者趋势一致(r=0.89，P<0.0001)。硒耗竭时睾丸的cGPX、PHGPX和硒的变化都不明显，PHGPX和硒在整个实验期间无明显降低，cGPX略有降低，但1～24周间无统计学差异。
3 讨论
体重是反映动物生长发育的良好指标。在整个24周实验期间，两组动物生长变化基本一致。说明此低硒剂量不影响动物体重，与很多其他研究结果一致[15]。
组织器官中的硒应能反映在不同器官中硒的代谢和器官蓄积利用硒的能力和功能状态。本实验的结果显示，在硒耗竭时所有器官硒水平都有不同程度的降低，足硒时都升高，但不同器官降低和升高的程度和达到平台期的时间不同。睾丸与其它器官不同，缺硒时虽然睾丸硒有所降低，足硒组中也有升高趋势，但都无统计学意义，说明在硒极低的情况下机体仍优先供应使之保持在正常水平。在硒耗竭时某些组织器官硒下慢和程度低，说明在硒供应不足的情况下机体优先保证这些组织利用硒。由表1可以看出，硒耗竭程度由低到高的顺序为睾丸、肾脏、血浆、肝脏、红细胞。
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因eGPX分布于血浆及其它细胞外液而得名，主要在肾合成[16]。本实验中硒耗竭时它的活性降低较快，下降程度较大，于第2周时已降到很低，最低时仅为足硒组的11%(见表1)。它比红细胞中的cGPX降低得快，足硒时升高得慢，变化幅度也大。从其活性的绝对值看，降低到最低后又有所回升，与硒的变化趋势相同，但回升程度不如硒的大，说明有些硒结合到eGPX以外的硒蛋白中。有报道指出人血浆中的硒53%结合在硒蛋白P中，仅39%结合在eGPX中，还有9%结合于白蛋白[17]。而大鼠血浆硒60%以上结合在硒蛋白P中，结合在eGPX中的硒就相应地减少[18]。
Sunde通过若干硒蛋白的比较实验提出了GPX Buffer假说[19]，认为它是体内硒的贮存形式之一，在维持硒代谢的平衡中起调节作用。本实验结果支持上述观点。如表1所示，硒耗竭时，各个组织器官内不同硒蛋白降低的速度以cGPX最快。肝脏cGPX对饲料硒的反应最明显，其降低速度最快，程度最大，补硒时其升高速度也最慢，说明肝脏cGPX所起的缓冲作用最明显。在硒耗竭时，cGPX活性降低到最低的速度从慢到快的顺序为垂体、睾丸、肾脏、红细胞、肝脏。最低时的酶活性占足硒平台的百分比由高到低的顺序与降低速度基本相同。从每个器官本身cGPX的绝对值变化看，在硒耗竭过程中垂体cGPX降低不明显，虽在实验中睾丸cGPX有所降低，但在后期又有所回升，这说明它们对硒利用性好，即使在硒很低的情况下仍能维持其基本的抗氧化能力。尽管如此，它们与足硒组cGPX相比仍然较低，这说明低硒仍可能会损害其功能[20]。硒耗竭过程中，肝脏IDⅠ和肾脏cGPX及IDⅠ与其本身硒水平没有明显的相关性，而cGPX和IDⅠ却有明显的相关性，这说明二者也许比硒能更好地反应缺硒情况，可作为硒缺乏时的指标。在睾丸和垂体间都没有相关性，说明这些器官中的变化不能作为硒缺乏时的指标。
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本实验研究了肝和肾的IDⅠ和垂体的IDⅡ，从结果可以看出它们与cGPX不同，在缺硒时降低速度慢，补硒时升高快。根据优先利用原则，IDⅠ和IDⅡ的功能相对比cGPX可能更重要。从表1可以看出IDⅠ在器官中的优先性为肾脏，肝脏。肝脏中的IDⅠ降低程度最大。脑垂体中IDⅠ在硒耗竭时不降低，但其活性只有适硒组的40%～50%。从硒耗竭时的变化我们可以得出IDⅡ比IDⅠ更能优先利用硒。
Dreher等比较了大鼠的肝、肾、心、肺、睾丸、脾和脑中的PHGPX活性，以睾丸中的活性最高[21]。本实验只测定了睾丸中的PHGPX活性，硒耗竭过程中无显著性变化。而足硒组的活性升高很快。因硒耗竭时中cGPX活性仍有下降(见表1)，从硒耗竭过程硒蛋白活性达到适硒对照平台的比率看，PHGPX(35%)要高于cGPX(26%)，说明在睾丸中PHGPX的地位比cGPX相对重要。
从本实验结果我们可以获知生殖和内分泌器官中的硒蛋白比其它器官优先利用硒，而缺硒时硒蛋白中脱碘酶和PHGPX的相对量比其它指标更好。其对硒的利用优先于eGPX和cGPX，提示它们的功能可能更重要。但在反映硒缺乏程度时，肝脏cGPX活性降低的相对比率比其它指标更好。
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自然科学基金和卫生部基金资助课题
作者简介：朴建华，男，副研究员
参考文献
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6 王光亚，周瑞华，孙淑庄，等.生物样品、水及土壤中痕量硒的荧光测定法.营养学报，1985，7(1)：39—45
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21 伊木清，夏弈明，田园.硒碘对大鼠谷胱甘肽过氧化物酶活力及甲状腺激素代谢的影响.卫生研究，1995，24(2)：100—103。
22 Dreger Ⅰ，Schmutzler C, Jakob F, et al. Expression of selenoproteins in various rat and human tissues and cell lines. J Trace Elem Med Biol,1997,11(2):83—91
(1998-09-27收稿), 百拇医药
单位：朴建华 张在香 杨晓光 田园 夏弈明 陈孝曙 中国预防医学科学院 营养与食品卫生研究所，北京 100050
关键词：硒；硒蛋白；硒利用的优先性
卫生研究990309 摘要：以低硒酵母配制的低硒基础饲料(含硒量为0.01mg/kg)和在此基础上加亚硒酸钠配成硒水平为0.50mg/kg的足硒饲料来喂养雄性Wistar断乳大鼠。于0、1、2、4、6、8、12、15、17、19、20和24周时处死大鼠取其组织，分别对各种组织中的硒、细胞内谷胱甘肽过氧化物酶(cGPX)、细胞外谷胱甘肽过氧化物酶(eGPX)、磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPX)、Ⅰ型脱碘酶(IDⅠ)和Ⅱ型脱碘酶(IDⅡ)活性进行动态观察。结果发现睾丸中的硒和脑垂体中的cGPX在耗竭过程中降低速度较其它组织慢，且降低幅度较小；而硒蛋白中IDⅠ和PHGPX对硒的利用优先于cGPX和eGPX，PHGPX和IDⅠ的功能可能比cGPX和eGPX更重要。
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中图分类号：Q581 Q593 Q51
Priority of selenium incorporation into selenoproteins
during selenium depletion in rats
Piao Jianhua, Zhang Zaixiang, Yang Xiaoguang, Tian Yuan,et al.
Institute of Nutrition and Food Hygiene, Chinese Academy of Preventive Medicine, Beijing 100050
Male weanling Wistar rats were fed with either a basal selenium deficient diet (a Torula yeast based semisynthetic diet, containing Se 0.01 mg/kg) or a selenium sufficient diet supplemented with Se as Na\-2SeO\-3 (containing Se 0.5mg/kg). Rats were killed after different weeks(0,1,2,4,8,12,15,17,19,20 and 24 respectively). Their organs were taken to observe the kinetic change of selenium concentration, the activities of intracellular glutathione peroxidase (cGPX),extracellular glutathione peroxidase(eGPX), and phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase (PHGPX) in different organs. The results showed that selenium levels and the activities of selenoenzyme in testis and pituitary were more resistant to selenium deficiency than other organs. During selenium deficiency, the utilization of selenium by PHGPX and deiodinase was prior to eGPX and cGPX, which suggested that the function of PHGPX and deiodinase were more important than that of eGPX and cGPX.
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Key words:selenium, selenoprotien, priority of selenium utilization
近年来发现硒发挥其生物学作用是通过含硒半胱氨酸的硒蛋白(selenoprotein)来表现的。自1973年Rotruck和Flohe发现大鼠红细胞内谷胱甘肽过氧化物酶(cGPX)是含硒酶以来[1，2]，由于分子生物学方法的应用，越来越多的蛋白被确定为硒蛋白。现在已清楚，大鼠机体内相当部分硒结合在cGPX外的其它硒蛋白上，绝大多数组织器官都含有多种硒蛋白，它们都受饲料硒水平的影响[3]。本实验主要观察大鼠硒耗竭过程中不同时间点各种硒蛋白的动态变化，了解不同硒蛋白及不同组织器官在硒耗竭时对硒利用的优先性，从而可以了解其功能的相对重要性。
1 材料与方法
1.1 动物饲料
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本动物实验的低硒基础饲料为由低硒酵母(torular-yeast, Rhinelander Paper Co, WI. USA)配制的半合成饲料，其组成(%)为：低硒酵母30，玉米淀粉60.7，花生油5，混合无机盐3，混合维生素1，DL-蛋氨酸0.3[4]。每千克饲料加维生素A2500IU和维生素D250IU，维生素E60mg/kg[5]。基础饲料硒含量为0.01mg/kg，足硒饲料为向基础饲料中加亚硒酸钠，使饲料硒含量为0.50mg/kg。两周配一次饲料，硒测定合格后喂养大鼠。
1.2 动物分组和样品处理
120只雄性断乳Wistar大鼠(购自本所二级动物室)，平均体重为36.4g，常备饲料适应3天，淘汰体重最重和最轻的大鼠。然后按体重随机分为2组，分别饲低硒基础饲料或足硒饲料。自由进食饮水，每周称体重一次。于0、1、2、4、6、8、12、15、17、19、20及24周分批处死。
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处死前一天禁食禁水。乙醚麻醉，一次性注射器取腹主动脉血，5%EDTA抗凝(每毫升血液用20μl)，肝脏用冷生理盐水经门静脉灌流至灰白色后取出，随后取脑垂体、肾脏、睾丸等，用冷生理盐水漂洗后滤纸吸干，称重分装后于液氮中速冻。血液经3000r/min离心20 min分离血浆和红细胞，分装后与其它器官一起于-80℃保存备用。
1.3 指标测定及方法
1.3.1 样品和饲料硒测定 采用王光亚等建立的荧光法，以美国NBS牛肝粉(1577b)作质控，用HITACHI 650-10S型荧光分光光度计测定[6，7]。
1.3.2 GPX活力测定 采用夏弈明等改良的偶联法[8]，还原型谷胱甘肽(GSH)，还原型辅酶Ⅱ(NADPH)和谷胱甘肽还原酶(GR)等试剂均为Sigma产品。
1.3.3 PHGPX活力测定 PHGPX底物合成采用哈鹏程等建立的方法[9]，大豆磷脂胆碱Ⅲ-S型(PC)及大豆脂质氧化酶(E.C.1.13.11.12)均为Sigma产品，Sep Pak C18柱为Waters产品。用LKB4053型紫外分光光度计对反应产物进行扫描定性，底物PC的吸收峰为204nm，反映生成的PHGPX的底物PCOOH的特征吸收峰为230nm。PHGPX活力测定参考哈鹏程和Wendel的方法[10，11]。
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1.3.4 脱碘酶活力T3测定[12] 用放射免疫法，北京北方生物技术研究所生产的三碘甲腺原氨酸T3放射免疫分析测定盒。
1.3.5 总蛋白用双缩脲法测定血红蛋白用高铁氰化钾法测定[13，14]。
1.4 数据处理
用SAS统计软件，ANOVA进行显著性检验。
2 结果
2.1 体重
在整个实验期间，两组大鼠的体重都随时间而增长，它们的生长状况一致，组间体重的差异始终无显著性。
2.2 血浆eGPX和硒的变化
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足硒组的eGPX活性和血浆硒都随着摄入足硒饲料时间的延长而增高，r=0.975，P<0.01。eGPX活性在8周时达到平台，而血浆硒则于12周时达到平台。耗竭组血浆eGPX活性与硒变化趋势一致，r=0.931，P<0.01。eGPX在2～8周期间最低，最低时仅为足硒平台时活性的11%，之后虽有回升的趋势，但一直为足硒平台的20%～30%之间，而血浆硒在第1～8周期间最低，最低时仅为平台的17%，见图1，附表。
表1 硒耗竭组织中硒和硒蛋白达到最低水平所需的时间(周)以及其最低点占补硒平台水平的百分比(1) 组织
Se
eGPX
cGPX
IDⅠ
IDⅡ
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PHGPX
时间(周)
%
时间(周)
%
时间(周)
%
时间(周)
%
时间(周)
%
时间(周)
%
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血浆
1
16.9
2
10.8
红细胞
4
6.5
4
14.4
肝
2
7.7
2
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0.98
15
15.0
肾
4
18.5
6
6.2
15
31.8
脑垂体
NS
35.8
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41.1
睾丸
NS
86.4%
6
26.1
NS
35.5
图1 不同时间血浆中Se和eGPX的变化
2.3 红细胞cGPX和硒的变化 红细胞中cGPX和硒的变化趋势相同，硒耗竭组和适硒组的相关系数分别为0.921和0.966(P<0.01)。足硒组红细胞cGPX活性于4周达到平台，而红细胞硒在8周时才达到平台。硒耗竭时cGPX活性从4周开始降低到最低，仅为平台的14%，红细胞硒也从4周开始降到最低，6周时的硒水平为平台时硒水平的6.5%。
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图2 不同时间红细胞中Se和cGPX的变化2.4 肝脏cGPX、IDⅠ和硒的变化
足硒组cGPX活性19周时达到平台，而IDⅠ从第2周开始就升至平台，肝硒于12周时到达平台。硒耗竭组肝脏cGPX活性在2周时已降到很低，最低时仅为适硒组平台的1%，IDⅠ活性在15～24周时最低，最低时为补硒平台时的15%，肝硒与cGPX活性变化一致，二者的相关系数为0.841(P<0.001)，它也于第2周达到最低。硒耗竭时，IDⅠ与肝硒不相关，但IDⅠ与cGPX活性的相关系数为0.636(P<0.05)，见图3，附表。
2.5 肾脏cGPX、IDⅠ和硒的变化
足硒组cGPX活性和IDⅠ活性都从1周时达到平台，肾硒于2周时达平台。硒耗竭组cGPX、IDⅠ和硒分别从第6、15和4周始达到最低，分别为足硒组平台的6%，32%和18%，硒的变化与二者不相关，而cGPX活性与IDⅠ活性之间的相关系数为0.79(P<0.01)，见图4，附表。
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图3 不同时间肝脏中Se、cGPX和IDⅠ的变化
图4 不同时间肾脏中Se、cGPX和IDⅠ的变化
图5 不同时间垂体中cGPX和IDⅡ的变化
图6 不同时间睾丸中Se、cGPX和PHGPX的变化
注： (1)NS表示实验期间无明显降低2.6 垂体cGPX和IDⅡ
足硒组cGPX从8周开始达到平台，IDⅡ从4周开始到达平台，二者的变化趋势相同(r=0.90，P<0.0001)。硒耗竭时垂体的cGPX和IDⅡ活性在整个实验期间无明显降低。
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2.7 睾丸cGPX、PHGPX和硒的变化
足硒组硒有升高趋势，但无统计学意义，cGPX和PHGPX都从第1周起就达到平台，二者趋势一致(r=0.89，P<0.0001)。硒耗竭时睾丸的cGPX、PHGPX和硒的变化都不明显，PHGPX和硒在整个实验期间无明显降低，cGPX略有降低，但1～24周间无统计学差异。
3 讨论
体重是反映动物生长发育的良好指标。在整个24周实验期间，两组动物生长变化基本一致。说明此低硒剂量不影响动物体重，与很多其他研究结果一致[15]。
组织器官中的硒应能反映在不同器官中硒的代谢和器官蓄积利用硒的能力和功能状态。本实验的结果显示，在硒耗竭时所有器官硒水平都有不同程度的降低，足硒时都升高，但不同器官降低和升高的程度和达到平台期的时间不同。睾丸与其它器官不同，缺硒时虽然睾丸硒有所降低，足硒组中也有升高趋势，但都无统计学意义，说明在硒极低的情况下机体仍优先供应使之保持在正常水平。在硒耗竭时某些组织器官硒下慢和程度低，说明在硒供应不足的情况下机体优先保证这些组织利用硒。由表1可以看出，硒耗竭程度由低到高的顺序为睾丸、肾脏、血浆、肝脏、红细胞。
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因eGPX分布于血浆及其它细胞外液而得名，主要在肾合成[16]。本实验中硒耗竭时它的活性降低较快，下降程度较大，于第2周时已降到很低，最低时仅为足硒组的11%(见表1)。它比红细胞中的cGPX降低得快，足硒时升高得慢，变化幅度也大。从其活性的绝对值看，降低到最低后又有所回升，与硒的变化趋势相同，但回升程度不如硒的大，说明有些硒结合到eGPX以外的硒蛋白中。有报道指出人血浆中的硒53%结合在硒蛋白P中，仅39%结合在eGPX中，还有9%结合于白蛋白[17]。而大鼠血浆硒60%以上结合在硒蛋白P中，结合在eGPX中的硒就相应地减少[18]。
Sunde通过若干硒蛋白的比较实验提出了GPX Buffer假说[19]，认为它是体内硒的贮存形式之一，在维持硒代谢的平衡中起调节作用。本实验结果支持上述观点。如表1所示，硒耗竭时，各个组织器官内不同硒蛋白降低的速度以cGPX最快。肝脏cGPX对饲料硒的反应最明显，其降低速度最快，程度最大，补硒时其升高速度也最慢，说明肝脏cGPX所起的缓冲作用最明显。在硒耗竭时，cGPX活性降低到最低的速度从慢到快的顺序为垂体、睾丸、肾脏、红细胞、肝脏。最低时的酶活性占足硒平台的百分比由高到低的顺序与降低速度基本相同。从每个器官本身cGPX的绝对值变化看，在硒耗竭过程中垂体cGPX降低不明显，虽在实验中睾丸cGPX有所降低，但在后期又有所回升，这说明它们对硒利用性好，即使在硒很低的情况下仍能维持其基本的抗氧化能力。尽管如此，它们与足硒组cGPX相比仍然较低，这说明低硒仍可能会损害其功能[20]。硒耗竭过程中，肝脏IDⅠ和肾脏cGPX及IDⅠ与其本身硒水平没有明显的相关性，而cGPX和IDⅠ却有明显的相关性，这说明二者也许比硒能更好地反应缺硒情况，可作为硒缺乏时的指标。在睾丸和垂体间都没有相关性，说明这些器官中的变化不能作为硒缺乏时的指标。
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本实验研究了肝和肾的IDⅠ和垂体的IDⅡ，从结果可以看出它们与cGPX不同，在缺硒时降低速度慢，补硒时升高快。根据优先利用原则，IDⅠ和IDⅡ的功能相对比cGPX可能更重要。从表1可以看出IDⅠ在器官中的优先性为肾脏，肝脏。肝脏中的IDⅠ降低程度最大。脑垂体中IDⅠ在硒耗竭时不降低，但其活性只有适硒组的40%～50%。从硒耗竭时的变化我们可以得出IDⅡ比IDⅠ更能优先利用硒。
Dreher等比较了大鼠的肝、肾、心、肺、睾丸、脾和脑中的PHGPX活性，以睾丸中的活性最高[21]。本实验只测定了睾丸中的PHGPX活性，硒耗竭过程中无显著性变化。而足硒组的活性升高很快。因硒耗竭时中cGPX活性仍有下降(见表1)，从硒耗竭过程硒蛋白活性达到适硒对照平台的比率看，PHGPX(35%)要高于cGPX(26%)，说明在睾丸中PHGPX的地位比cGPX相对重要。
从本实验结果我们可以获知生殖和内分泌器官中的硒蛋白比其它器官优先利用硒，而缺硒时硒蛋白中脱碘酶和PHGPX的相对量比其它指标更好。其对硒的利用优先于eGPX和cGPX，提示它们的功能可能更重要。但在反映硒缺乏程度时，肝脏cGPX活性降低的相对比率比其它指标更好。
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自然科学基金和卫生部基金资助课题
作者简介：朴建华，男，副研究员
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(1998-09-27收稿), 百拇医药