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编号:10281485
不同年龄大鼠组织NO含量和NOS活性的变化与衰老之间的关系
http://www.100md.com 《中国老年学杂志》 2000年第5期
     作者:曾昭淳 马厚勋 曾繁荣

    单位:曾昭淳(重庆医科大学基础医学院生化教研室,重庆 400016);马厚勋 曾繁荣(重庆医科大学第一临床学院老年病科)

    关键词:一氧化氮;一氧化氮合酶;丙二醛;衰老

    中国老年学杂志000527摘 要 目的 探讨组织一氧化氮(NO)含量与一氧化氮合酶(NOS)活性的变化规律,揭示其与衰老的关系。方法 采用铜离子活化镉还原法、硫代巴比妥酸染色法和血红蛋白氧化法测定组织NO、丙二醛(MDA)含量和NOS的活性。结果 与青年鼠组(4~5月龄)相比,老年鼠组(20~22月龄)心脑肾组织NO降低差异显著性(P<0.01),而中年鼠组(9~10月龄)仅肾组织NO含量降低有显著性差异(P<0.05)。与中年鼠组比较,老年鼠组仅在心脏组织NO含量降低差异有显著性(P<0.01)。中年鼠组心脑组织NOS活性较青年鼠组降低(P<0.05);而老年鼠组组织NOS活性较中年鼠组增高,仅脑组织NOS增高有显著差异(P<0.05)。与青年鼠对照组比较,老年鼠组组织NOS活性降低,但无显著性差异(P>0.05)。与青年鼠组比较,老年鼠组心肝脑肾组织MDA增高(P<0.01),中年鼠组仅在肝组织有显著性(P<0.05)。老年鼠组心肝脑肾组织MDA较中年鼠组增高,但仅在脑组织有显著性(P<0.05)。结论 NO与衰老之间存在着一定的相关关系。
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    The relation between changes of tissue nitric oxide concentration and nitric xoide synthase rats in different age-groups and aging

    Zeng Zhaochun,Ma Houxun,Zeng Fanrong

    (Department of Biochemstry,the Basic Medicine College of Chongqing University of Medical Sciences,Chongqing 400041)

    Abstract:Objective The relation between changes of tissues nitric oxide(NO) and nitric oxide synthase(NOS) activity and aging were studied.Methods Tissue inorganic nitrate,malonaldehyde(MDA) and NOS activity of the heart,liver,brain and kidney were determinated respectively by Cu2+-activated cadmium-reduction method,thiobarbituric acid(TBA) test and oxyhemoglobin oxidation method.Results Compared with the young rats group,NO in the heart,brain and kidney tissue of the aged rats group were decreased significantly(P<0.01),but in the middle-age rats group only kidney tissue NO decreased significantly(P<0.05). Compared with the middle-age group,NO only in the heart tissue decreased significantly in the aged group(P<0.01). NOS actitvity in the heart and brain in the middle-age rats group was lower than that in the young rats group(P<0.05). NOS activity in the heart and brain in the old rats group was higher than that in middle-age rats group,but that just in the brain had significant difference between two groups(P<0.05).Compared with the young rats group,tissue MDA of the heart,liver,kidney and brain in the old rats group were significantly increased(P<0.01),but only increase of tissue MDA of liver in the middle-aged rats group had significantly(P<0.05). Compared with the middle-aged rats group,only increase of tissue MDA of liver in the old rats group was significantly(P<0.05).Conclusions The study demonstrates that there is some relative between NO and aging.
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    Key words Nitric oxide Nitric oxide synthase Malonaldehyde Aging

    自1987年血管内皮舒张因子被证实为一氧化氮(NO)以来,已知NO在调节血压、维持血管张力、抑制血小板聚集与白细胞对血管壁的附壁作用以及在防止动脉粥样硬化的形成、发展中的作用。Reckelhoffdeng等〔1〕报道在衰老过程中大鼠组织的NO含量降低与组织内源性L-精氨酸(L-Arg)的含量减少有关。Strollin-Benedett等也发现大鼠多个脑功能区NO的产生随增龄而减少,也与L-Arg含量减少有关。为进一步研究NO与衰老的关系,本研究于1998年3月至1999年2月期间通过检测不同年龄组Wistar大鼠心肝脑肾组织NO含量与一氧化氮合酶(NOS)活性,揭示NO在衰老过程中的变化规律及作用,为今后继续探讨NO在衰老中的作用提供实验依据。

    1 材料和方法
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    1.1 主要试剂制备

    1.1.1 组织匀浆缓冲液 含50 mmol/L N-2-羟乙基哌嗪-N’-乙磺酸(HEPES),0.5 mmol/L乙二胺四乙酸(EDTA),1 mmol/L二硫苏糖醇(DTT),5 mg/L苯甲磺酰氟(PMSF),用NaOH调整pH7.4。缓冲液储存于4℃,1 w内使用。

    1.1.2 氧合血红蛋白的制备与鉴定〔2〕 在血红蛋白中加入10倍于血红蛋白浓度的连二亚硫酸钠,过sephedex G25柱用50 mmol/L PBS(磷酸缓冲液,pH7.4)脱盐纯化并-40℃冷藏。用氰化高铁血红蛋白法标定,同时测定401 nm与421 nm吸光度差对氧合血红蛋白(HbO2)浓度作图得摩尔消光系数为77.4 mmol.cm-1(相关系数r=0.997),与文献报道一致〔3〕
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    1.1.3 NOS测定的反应体系制备 反应体系含2.5 mol/L HbO2,200 μmol/L CaCl2,1 mmol/L MgCl2,100 μmol/L L-精氨酸(L-Arg),100 μmol/L NADPH,50 mmol/L L-Valine抑制精氨酸酶,40 mmol/L K3PO4,pH7.2。

    1.2 测定指标与方法

    1.2.1 实验对象及标本收集

    1.2.1.1 实验对象:选择5~6月龄和9~10月龄Wistar大鼠由重庆医科大学实验动物中心提供,20~22月龄大鼠由华西医科大学实验动物中心提供,12~14月龄大鼠经本实验室饲养。上述各年龄组大鼠至少在同一条件下饲养3个月。各年龄组大鼠均为健康雄性,每组5只。实验前动物禁食过液,自由饮水;次日每组按60 mg/kg腹腔注射苯巴比妥钠,动物麻醉后,固定于手术台,暴露腹腔,由门静脉插管,以生理盐水灌流肝脏2~3 min后,取心肝脑肾组织浸入液氮储存,用于测定NO、MDA和NOS活性。
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    1.2.1.2 样品制备:从液氮储存罐中取出心肝肾脑组织称重后转移到玻璃匀浆器,按重量∶体积为1∶5(W/V)比例加入组织匀浆缓冲液,在冰浴中充分匀浆。匀浆液在40℃以12 000 g离心20 min,分离上清液,置于冰块上,在4 h内测定NOS活性与NO含量。

    1.2.2 组织NOS活性测定 采用NO对HbO2氧化法进行测定〔4〕。NOS活性用nmol/min.g-1组织表示。

    1.2.3 组织NO含量测定 采用铜离子活化镉还原法〔5,6〕,NO(NO-2+NO-3)含量=(测定样本光密度值×标准NaNO2浓度×稀释倍数)÷标准NaNO2光密度值(nmol/g组织)。
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    1.2.4 组织MDA测定 采用硫代巴比妥酸染色法测定〔7〕。组织MDA含量用nmol/g组织表示。

    1.2.5 资料分析 采用配对资料的t检验。

    2 结 果

    2.1 不同年龄组大鼠心肝脑肾组织NO含量 老年组比青年鼠组降低,其中心脑肾降低有显著性(P<0.01),也比中年鼠组降低,但仅心脏组织NO含量降低有统计学意义(P<0.01)。中年比青年鼠组降低,仅肾组织NO含量降低有显著性(P<0.01)。见表1。

    2.2 不同年龄组大鼠心脑肝肾组织NOS活性 三组大鼠只能测出心、脑组织NOS。其中中年较青年鼠组明显降低(P<0.05);老年较中年鼠组增高,仅在脑组织有显著性(P<0.01);老年比青年鼠组降低,但无显著性(P>0.05),见表2。
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    表1 三组不同年龄大鼠心肝脑肾组织

    NO含量变化(nmol/g组织) 组别

    肝

    肾

    心

    脑

    青年

    35.42±8.34

    53.13±10.97

    79.37±24.79

    52.11±18.40

    中年
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    35.00±8.41

    32.50±11.391)

    69.45±20.42

    38.54±15.94

    老年

    29.69±8.65

    21.88±7.191)

    31.15±8.381)2)

    22.31±7.461)

    与青年组比1)P<0.01,与中年组比2)P<0.01表2 三组不同年龄大鼠心肝脑肾组织
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    NOS活性变化(nmol/min.g-1组织)(n=5) 组别

    肝

    肾

    心

    脑

    青年鼠组

    未检测到

    未检测到

    3.48±1.41

    10.24±2.79

    中年鼠组

    未检测到
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    未检测到

    1.55±1.021)

    6.48±1.162)

    老年鼠组

    未检测到

    未检测到

    2.21±0.96

    8.91±2.022)

    与青年鼠组比1)P<0.05,与中年鼠组比2)P<0.05

    2.3 不同年龄鼠组心脑肝肾组织MDA含量 老年鼠组心脑肝肾组织MAD含量明显高于青年组(P<0.01),也高于中年组,仅脑组织有显著性(P<0.05);中年组高于青年组,仅在肝组织有统计学意义(P<0.05),见表3。表3 三组不同年龄大鼠心肝脑肾组织
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    MDA含量变化(nmol/g组织,n=5) 组别

    肝

    肾

    心

    脑

    青年

    5.97±1.88

    5.47±1.88

    5.91±2.30

    6.90±1.75

    中年

    9.75±1.881)
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    8.65±2.89

    9.12±2.73

    7.16±1.98

    老年

    11.74±1.912)

    13.38±3.962)

    12.26±2.882)

    12.77±2.492)3)

    与青年组比1)P<0.05,2)P<0.01。与中年组比3)P<0.05

    3 讨 论
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    本资料显示各年龄组大鼠心肝脑肾组织中均有NO产生,含量以心脏最高。老年鼠组心脑肝肾的NO含量较青年鼠组降低,心脑肾差异有显著性;也较中年组降低,仅心脏差异显著。中年鼠组心脑肾组织NO的含量随增龄而降低,与文献报道一致〔8,9〕。NOS活性仅在心脑组织检测到,脑组织活性为高。心脑NOS活性在中年鼠组较青、老年鼠组降低(P<0.05);在老年鼠组比青年鼠组低,但无统计学意义。未能检测到肝肾组织NOS活性可能 与其低于方法的检测下限有关。老年鼠组心脑NO含量较中年鼠组低,而NOS活性却较中年鼠组高,提示在衰老过程中组织NO减少不一定是NOS酶量减少所致,可能与组织的L-Arg含量和辅助因子的缺乏有关。Dinerman等〔10〕报道体内NOS活性受NADPH、FAD、FMN、四氢生物喋呤等的影响,而NADPH是最重要的辅助因子。Alvarez等〔11〕证实大鼠腹腔巨噬细胞NO产生随月龄增加而减少,与利用葡萄糖产生NADPH的能力减弱有关。尽管如此,本研究中老年鼠组心脑组织NOS活性较中年鼠组高的原因有待于进一步研究。
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    本组结果显示,在衰老过程中组织产生的NO降低,可能是导致老年人心血管疾病(高血压、冠心病、动脉粥样硬化)发病率增高,容易患记忆减退、老年性痴呆等脑功能障碍性疾病的重要原因之一。本组结果还显示组织中衰老标志物MDA的含量随增龄而增加。这提示组织NO的降低与衰老之间可能存在着关系。体内NO可与O-2反应生成过氧亚硝酸阴离子(OONO-)而失活,且后者具有更强的细胞毒性,对生物膜和核酸、蛋白质等生物大分子过氧化作用,可能对机体衰老有一定促进作用;同时NO又能清除自由基,而延缓衰老过程,在调控衰老过程中具有双重作用。如何准确发挥NO防治老年性疾病和延缓衰老的作用还需进一步探讨。 本研究系重庆市卫生局资助

    作者简介:曾昭淳,男,50岁,副教授,研究方向:自由基对机体的影响

    参考文献

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    11,Alvarez E,Machado A,Sobrino F et al.Nitric oxide and superoxide anion production decrease with age in resident and activated rat peritoneal macrophages.Cell Immunol,1996;169:152

    收稿日期:1999-07-27

    修回日期:2000-01-03, 百拇医药