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锌和维生素E对Ⅰ型糖尿病大鼠心肌Livin表达的影响
医学论文发表——创新医学网/
作者:张婷张端莲作者单位:(武汉大学基础医学院人体解剖与组织胚胎学系武汉 430071)
【摘要】目的:探讨锌(Zn)和维生素E(VE)对糖尿病大鼠心肌细胞保护作用的机制。方法:按体重将大鼠随机分为正常对照组(10只)和实验组(40只),实验组动物采用腹腔注射链脲左菌素(streptozotocin, STZ),60mg/kg一次注射,制备糖尿病大鼠模型。将40只按血糖值参考体重分为4组:糖尿病对照组,糖尿病补锌组,糖尿病补VE组,糖尿病补Zn+VE组。6周后将各组大鼠处死,切取心室肌组织,进行免疫组织化学染色,观察各组心肌组织Livin的表达水平, 利用HPIAS2000图像分析系统测定Livin在以上各组中表达的平均光密度和平均阳性面积率。结果:正常对照组心肌细胞内Livin呈阳性表达, 糖尿病对照组心肌细胞内Livin呈阴性表达;糖尿病补锌组和糖尿病补VE组心肌细胞内Livin呈强阳性表达;糖尿病补Zn+VE组心肌细胞内Livin呈弱阳性表达。图像分析结果显示:糖尿病补Zn+VE组与糖尿病对照组、糖尿病补锌组及糖尿病补VE组之间Livin的平均光密度及阳性面积率的差异有显著性意义(P<);糖尿病补Zn+VE组与正常组之间Livin的平均光密度及阳性面积率的差异无显著性意义(P>0 05)。结论: Zn和VE联合使用可对糖尿病大鼠心肌细胞具有重要的保护作用。
【关键词】锌; 维生素E; 糖尿病; 心肌; Livin
糖尿病( diabetes mellitus ,DM) 是一类由于胰岛素绝对或相对缺乏或胰岛素生物活性降低,或者以上二者共同引起体内代谢失调及高血糖状态。临床上主要分为2 型,即1 型糖尿病和Ⅱ型糖尿病[1]。Ⅰ型糖尿病,或称胰岛素依赖性糖尿病( IDD) 属于自身免疫性疾病。机体对自身胰腺β细胞进行持续攻击,造成β细胞大量破坏,胰岛素分泌严重匮乏。Ⅱ型糖尿病的发病是由于机体对胰岛素产生抵抗,同时合并胰岛素分泌的相对不足[2]。近几年来,糖尿病的发病率持续增长。截止到1997年,全世界糖尿病患者为12亿4千万,其中97 %属于Ⅱ型糖尿病[3] 。随着生活方式的改变,经济的发展,以及人口结构变化,到2010 年,全球糠尿病患者将达到22 亿1 千万。在中国,糖尿病的患病人口为2 000~4 000 万,并在以年发病率75 万人的速度递增。如何有效控制糖尿病及其并发症是当前世界医学领域关切的课题。
糖尿病性心肌病是糖尿病的慢性并发症之一,是糖尿病发病过程中特异性的心肌受损和心脏功能改变,糖尿病性心肌病的出现可以不伴有缺血性病变、血管病变及高血压等并发症。目前有关糖尿病性心肌病的确切病因还不清楚,但认为糖尿病性心肌病的发生主要与心肌能量代谢紊乱、Ca2+ 超载、血管动脉硬化、氧化应激、高血压及高血糖导致的心肌细胞凋亡等有关[4]。
细胞凋亡是由多种因子介导的细胞主动死亡的过程,对机体或组织维持内环境的稳定和生物体的生长发育、生命周期、衰老死亡都有着重要的作用。在凋亡的调节因素中,凋亡抑制蛋白家族(inhibitor of apoptosis proteins,IAPs)是新发现的一类在结构上具有同源性的细胞凋亡抑制蛋白,它不仅抑制天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶(Caspases)的活性使细胞凋亡受阻,同时还调节着细胞分裂、细胞周期及信号传导等多个重要环节,其成员livin是新发现的凋亡抑制基因, 它可以作为一种酶抑制剂通过BIR结构域与激活的Caspases蛋白,如Caspase3、Caspase7等结合,导致Caspases蛋白的失活和降解。Caspases蛋白是介导凋亡的主要因素之一,大多数刺激物通过激活Caspases蛋白的级联反应而引起凋亡[5~7]。
Zn 作为机体必需的微量营养元素,是体内200多种蛋白酶的金属配基,其含量的增加势必有利于这些酶活性的提高。Zn 对细胞保护作用的途径之一,是基于控制过氧化作用。VE 作为天然抗氧化成分,对维持体内自由基平衡,促进机体正常发育,保护细胞膜稳定具有重要作用。锌和维生素E是抗氧化剂并具有细胞保护作用。
本研究应用免疫组织化学方法观察了锌和维生素E联合应用对高血糖引起的心肌细胞的保护作用,旨在探讨两者对糖尿病大鼠心肌结构的保护作用。
1 材料与方法
材料
昆明种SD大鼠50只,雄性,体重180~200g ,武汉大学医学院实验动物中心提供,适应饲养1w后进行实验。
方法
动物模型建立及分组按体重随机分为正常对照组(10只)和实验组(40只) ,各组大鼠禁食12h 后,实验组大鼠以60mg/kg