X射線照射對機(jī)體過氧化水平及抗氧化能力影響的實(shí)驗(yàn)研究＊

李大鵬，王永清，呂春雷，王鳳嬌，張 霞，鄭文哲

隨著現(xiàn)代工業(yè)化社會(huì)的快速發(fā)展，與X射線接觸機(jī)會(huì)增多致遭受輻射損傷的可能性增加，X射線照射損傷防護(hù)及急性放射病治療成為防護(hù)及臨床醫(yī)學(xué)的重要研究課題［1，2］。筆者通過不同劑量X射線照射大鼠，監(jiān)測大鼠抗氧化酶中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（hydrogen peroxide enzyme，CAT）及反映抗氧化系統(tǒng)功能狀況的總抗氧化能力（total antioxidant capacity，T－AOC）指標(biāo)變化，探討X射線照射對機(jī)體脂質(zhì)過氧化水平及抗氧化能力的影響，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 材料和方法

1．1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 健康雄性Wistar大鼠19只，SPF級，體質(zhì)量（0．2±0．005） kg，購于山東省魯抗醫(yī)藥股份有限公司 ［實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證：SCXK （魯）2013－0001］。

購買實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在屏障環(huán)境 ［SYXK （軍）2012－0045］中恒溫、恒濕條件下適應(yīng)性飼養(yǎng)6 d，自由進(jìn)食及飲水，山東省魯抗醫(yī)藥股份有限公司提供標(biāo)準(zhǔn)顆粒動(dòng)物飼料。

1．2 儀器與試劑 測定 T－SOD、CAT及T－AOC，主要儀器包括722型光柵分光光度計(jì)（上海第三分析儀器廠，T－SOD檢測波長550 nm、1 cm光徑比色杯，CAT測定為波長 405 nm、0．5 cm 光徑比色杯，TAOC檢測波長520 nm、1 cm光徑比色杯）、5415R臺(tái)式冷凍小型離心機(jī)、5810R臺(tái)式冷凍高速離心機(jī)（德國Eppendorf公司）等。

T－SOD、CAT及T－AOC測定試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1．3 輻照條件 選擇Brecise Treatment System醫(yī)用直線加速器（瑞典醫(yī)科達(dá)公司），進(jìn)行大鼠全身X線照射，照射野20 cm×20 cm，照射野距離100 cm。

1．4 實(shí)驗(yàn)方法

1．4．1 動(dòng)物分組 19只大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)6 d后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組A、實(shí)驗(yàn)組B和對照組C，其中實(shí)驗(yàn)組A為6只、實(shí)驗(yàn)組B為7只、對照組C為6只，均稱重并記錄。

1．4．2 輻照方法 實(shí)驗(yàn)中，A、B實(shí)驗(yàn)組大鼠均每日進(jìn)行X線照射，全身一次性照射，1次／d，連續(xù)6 d，其中實(shí)驗(yàn)組A照射劑量為3 Gy，實(shí)驗(yàn)組B照射劑量為 2 Gy，2 組劑量率均為 1．5 Gy／min。對照組 C 不進(jìn)行X線照射。

實(shí)驗(yàn)過程中，各組大鼠均自由飲水及相同標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng)。

1．4．3 標(biāo)本采集 實(shí)驗(yàn)組A、B組大鼠末次照射后，均禁食24 h（自由飲水）進(jìn)行血液標(biāo)本采集，對照組C直接禁食24 h后采集血液標(biāo)本。采集操作用10%水合氯醛進(jìn)行麻醉，按0．3 ml／100 g大鼠體質(zhì)量的劑量，腹腔注射。麻醉穩(wěn)定后，將大鼠仰臥固定在解剖臺(tái)上，消毒后仔細(xì)進(jìn)行心臟采血，留取血標(biāo)本3 ml以上，迅速按常規(guī)方法分離血清，－80℃保存待檢。

1．5 指標(biāo)測定 T－SOD測定采用羥胺法，嚴(yán)格按試劑盒操作說明書要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)品處理和實(shí)驗(yàn)操作，550 nm波長測各孔吸光度A，檢測范圍為（262．79±23．24）U／ml。CAT活性測定采用可見光法，嚴(yán)格按試劑盒操作說明書要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)品處理和實(shí)驗(yàn)操作，405 nm波長測各孔吸光度 A，檢測范圍為 0．2～24．8 U／ml。T－AOC測定采用鐵還原－菲啉顯色法，嚴(yán)格按試劑盒操作說明書要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)品處理和實(shí)驗(yàn)操作，520 nm波長測各孔吸光度A，檢測范圍為0．2～55．2 U ／ml。

表 1 各組 T－SOD、CAT、T－AOC 檢測結(jié)果（×U／ml）

2 結(jié)果

2．1 A～C 各組 T－SOD、CAT、T－AOC 檢測結(jié)果 TSOD檢測表明：A組低于C組，B組低于C組，A組低于B組。CAT檢測表明：A組低于C組，B組低于C組，A組低于B組。T－AOC檢測表明：A組低于C組、B組低于C組、A組低于B組。見表1。

2．2 各組 T－SOD、CAT、T－AOC 組間比較結(jié)果 TSOD活性檢測：A組與C組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05），A 組與 B 組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0．05），B 組與 C 組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＞0．05），表明接受3 Gy照射劑量A組血清T－SOD活性顯著低于未進(jìn)行X線照射的C組，也顯著低于接受2 Gy照射劑量的B組，顯示T－SOD活性與照射劑量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。CAT活性檢測：A組與C組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05），A 組與 B 組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0．05），B組與C組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0．05）， 表明接受 3 Gy照射劑量的 A 組血清CAT活性顯著低于未進(jìn)行X線照射的C組，也顯著低于接受2 Gy照射劑量的B組，顯示CAT活性與照射劑量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。T－AOC水平檢測：A組與C 組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05），其余組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0．05），表明接受 3 Gy 照射劑量 A組血清T－SOD水平顯著低于未進(jìn)行X線照射的C組。見表2。

表 2 T－SOD、CAT、T－AOC 指標(biāo)組間比較結(jié)果

3 討論

氧化應(yīng)激是由于各種因素刺激導(dǎo)致機(jī)體組織或細(xì)胞內(nèi)氧自由基生成增多和（或）清除能力降低，導(dǎo)致氧自由基在體內(nèi)或細(xì)胞內(nèi)蓄積，出現(xiàn)脂質(zhì)過氧化及造成細(xì)胞或組織氧化損傷［3］。有氧條件下，大劑量X射線照射可致細(xì)胞內(nèi)水輻解并產(chǎn)生多種活性氧自由基，形成脂質(zhì)過氧化及造成生物大分子和生物膜損傷，以及細(xì)胞功能喪失及死亡，形成對機(jī)體損傷。

抗氧化酶是機(jī)體抗氧化系統(tǒng)中的主要組成成分，機(jī)體防御自由基攻擊的抗氧化酶系統(tǒng)主要有SOD、CAT等，與非酶性抗氧化物協(xié)同發(fā)揮保護(hù)作用。SOD是一種氧自由基清除劑，對機(jī)體氧化及抗氧化平衡具有重要作用，SOD變化可間接反映氧自由基在體內(nèi)生成和清除情況，以及對組織損傷程度和體內(nèi)抗氧化防御作用的功能情況，其活性強(qiáng)弱是衡量機(jī)體清除自由基及抗氧化能力的重要指標(biāo)。CAT是機(jī)體防御自由基攻擊的抗氧化酶系統(tǒng)中的主要成分，可有效清除自由基，減輕及阻斷脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，還原體內(nèi)不斷生成的過氧化氫等，產(chǎn)生保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整的作用，可間接反應(yīng)抗氧化酶的活性及機(jī)體清除自由基的能力。T－AOC是生物體內(nèi)酶類與非酶類的抗氧化物物質(zhì)總稱，是衡量抗氧化系統(tǒng)功能狀況的綜合性指標(biāo)，也是衡量自身抗氧化能力大小的整體指標(biāo)，其含量能反映機(jī)體抗氧化系統(tǒng)針對外來刺激的代償能力及自由基代謝的狀況，可直接反映機(jī)體抗氧化酶活力和抗氧化系統(tǒng)的功能狀態(tài)，間接反映機(jī)體脂質(zhì)過氧化損傷的程度［4－10］。

本研究表明：SOD活性檢測A組與C組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05），A 組與 B 組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0．05），B組與C組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0．05），表明X線輻射對機(jī)體 SOD指標(biāo)具有顯著性影響，接受照射的A組和B組血清SOD活性均低于對照組，且接受3 Gy照射劑量的A組SOD活性顯著低于接受2 Gy照射劑量的B組，也顯著低于未進(jìn)行X線照射的C組，顯示T－SOD活性與照射劑量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明過量自由基水平致抗氧化酶SOD消耗增加，導(dǎo)致血清SOD活性顯著下降，降低了機(jī)體清除自由基及抗氧化能力，促進(jìn)脂質(zhì)過氧化并導(dǎo)致機(jī)體生物膜損傷。

CAT活性檢測A組與C組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05），A 組與 B 組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05），B 組與 C 組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＞0．05），表明X線照射對機(jī)體CAT指標(biāo)具有顯著性影響，接受照射的A組和B組血清CAT活性均低于C組，且接受3 Gy照射劑量A組CAT活性顯著低于2 Gy照射劑量的B組，也顯著低于未進(jìn)行X線照射的C組，表明X線照射引起氧化應(yīng)激顯著降低了抗氧化酶CAT活性，以及機(jī)體清除自由基和抗氧化能力。

T－AOC水平檢測表明A組低于C組，B組低于C組，A組低于B組，且A組與C組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0．05），其余組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0．05）， 表明 X 線照射對機(jī)體 T－AOC 具有顯著性影響，接受3 Gy照射劑量A組T－AOC水平顯著低于未進(jìn)行X線照射的C組，也低于接受2 Gy照射劑量的B組，顯示接受輻射導(dǎo)致強(qiáng)活性氧損傷，較高的自由基水平致抗氧化酶消耗增加，從而使TAOC水平顯著下降，降低了機(jī)體抗氧化能力及提高了脂質(zhì)過氧化程度。

目前，X射線照射對人體損傷防護(hù)是國內(nèi)外研究熱點(diǎn)［1］。本文選擇不同劑量X線照射大鼠方式，通過監(jiān)測大鼠血清中抗氧化酶 SOD、CAT及 TAOC指標(biāo)變化，評價(jià)不同劑量X線照射對機(jī)體抗氧化能力的影響，數(shù)據(jù)表明X線照射對血清SOD、CAT及T－AOC指標(biāo)具有顯著性影響，可顯著降低抗氧化酶SOD、CAT活性及T－AOC水平，且SOD、CAT活性與照射劑量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，顯示X射線照射中較高的自由基水平致抗氧化酶消耗增加，降低了機(jī)體抗氧化酶活性水平，導(dǎo)致T－AOC水平顯著降低，機(jī)體清除自由基及抗氧化能力顯著下降，促進(jìn)脂質(zhì)過氧化并導(dǎo)致機(jī)體生物膜損傷，實(shí)驗(yàn)為X線照射條件下如何控制脂質(zhì)過氧化、清除自由基、提高抗氧化能力、加強(qiáng)輻射防護(hù)等研究提供了數(shù)據(jù)支持。

今后仍有待于進(jìn)一步增加實(shí)驗(yàn)研究數(shù)量，結(jié)合開展相關(guān)生理病理機(jī)制研究，并在輻射防護(hù)及臨床醫(yī)療等工作中不斷加以推廣［11］。

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