硒有多種免疫與生物學功能[1].改善機體在缺氧環境下的習服能力和治療缺氧所致相關疾病,是低氧醫學研究領域的一項重要內容.本研究通過比較不同濃度的硒在缺氧條件下對大鼠血管三種活性物質的效力,來觀察硒對改善缺氧大鼠心血管系統不良影響的作用.

1 材料與方法

1. 1 實驗動物選擇及分組方法

選用純種雄性 SD 大鼠 100 只,由蘭州大學實驗動物中心提供[合格證號: SCXK \\( 甘\\) 2011 -0001],體重 150 ~ 200 g.隨機將動物分為正常對照組\\( 10 只\\) 、缺氧對照組\\( 10 只\\) ,缺氧加硒 1 ~ 4 組\\( 每組 20 只\\) .本次實驗過程中共有 21 只大鼠死亡,其中正常對照組死亡 1 只,缺氧對照組死亡 2只,缺氧加硒 1 組死亡 5 只,缺氧加硒 2 組和 4 組各死亡 4 只,缺氧加硒 3 組死亡 3 只.缺氧組大鼠死亡主要原因可能是不能耐受缺氧.

1. 2 加硒飼料

按照中國營養學會2000 年《中國居民膳食營養素參考攝入量》成年人的推薦攝入量為 50 μg/d,成年大鼠的折算系數為 6. 25,參考攝入量為 1 μg/d.

按照大鼠硒參考攝入量的 5、10、20、40 倍劑量[3]把蛋氨酸硒\\( 純度 95%,硒含量 0. 2%,成都施普諾生物技術有限公司\\) 添加到普通飼料中.

1. 3 缺氧裝置

按照國際標準制作缺氧動物模型: 通過向密閉缺氧實驗動物控制箱通入醫用氮氣達到和控制實驗條件\\( 儀器: YCP 動物實驗控制器,長沙華曦電子科技有限公司\\) .低氧濃度為 8% \\( 體積分數,8% 的氧氣和 92%的氮氣混合\\) .

1. 4 實驗過程

正常對照組: 未行干預大鼠; 缺氧對照組: 缺氧模型大鼠; 缺氧加硒組 1 組: 硒加入量 0. 125 g/kg,為參考攝入量的 5 倍; 2 組: 硒加入量 0. 25 g/kg,為參考攝入量的 10 倍; 3 組: 硒加入量 0. 5 g/kg,為參考攝入量的 20 倍; 4 組: 硒加入量 1 g/kg,為參考攝入量的 40 倍.缺氧對照組及缺氧加硒組大鼠每天按分組進入缺氧控制箱,持續2 h.喂養期間自由飲水進食.喂養 30 d 后,宰殺大鼠,心臟取血,置 ED-TA 抗凝管,混勻,4 ℃ 保存.測定時取 1 mL 血液,離心\\( 3000r/min\\) 10 min,收集上清液,如出現沉淀,再次離心.取上清液用大鼠 ELISA 試劑盒\\( 上海華壹生物科技有限公司\\) 測定血管活性物質的含量.

1. 5 測試指標及方法

選擇大鼠內皮素 1\\( ET - 1\\) 、大鼠血管緊張素Ⅱ和大鼠腫瘤壞死因子\\( TNF - α\\) 3 種活性物質進行實驗.采用酶聯免疫分析\\( ELISA\\) 方法,按照試劑盒的測定要求操作,ELISA 試劑盒由上海華壹生物科技有限公司提供.

1. 6 統計方法

應用 SPSS15. 0 統計軟件行統計學分析.統計分析方法為 t 檢驗、方差分析.

2 結果\\( 表 1\\)

表 1 顯示,缺氧對照組和正常對照組 ANG - Ⅱ比較差異有統計學意義\\( t = - 2. 23,P < 0. 05\\) ,缺氧動物模型建立,表明缺氧使血管 ANG - Ⅱ的效力增加.缺氧加硒組與缺氧對照組比較,差異有統計學意義\\( F =4. 75,P <0. 01\\) ,缺氧加硒各組分別與缺氧對照組兩兩比較均有統計學意義\\( P < 0. 01\\) ,表明在缺氧環境下,增加硒劑量能夠降低 ANG - Ⅱ的活性效力; 缺氧加硒組間兩兩比較,40 倍和 20 倍劑量 組 與 5 倍 劑 量 組 間 差 異 有 統 計 學 意 義\\( P <0. 05\\) .實驗表明,5 倍組降低 ANG - Ⅱ活性效力明顯,20 倍組比 5 倍組降低 ANG - Ⅱ活性效力明顯.

表 1 顯示,缺氧對照組和正常對照組 ET -1 比較差異有統計學意義\\( t = -8. 20,P <0. 001\\) ,缺氧動物模型建立,表明缺氧使血管 ET -1 的活性效力增加.缺氧加硒組與缺氧對照組比較差異有統計學意義\\( F =10. 63,P < 0. 001\\) ,表明硒能夠降低缺氧條件中 ET - 1 的釋放量,隨硒濃度增加,ET - 1 的活性效力呈增長趨勢.缺氧加硒各組分別與缺氧對照組兩兩比較均有統計學意義\\( P <0. 001\\) ; 缺氧加硒組間兩兩比較,40 倍組與 5 倍、10 倍和 20 倍組間差異有統計學意義\\( P < 0. 001\\) .實驗表明,5 倍組對降低 ET -1 的效力明顯,在5 倍至40 倍劑量范圍內隨硒劑量的增加,ET -1 效力增加,提示在一定濃度范圍的硒對改善血管 ET -1 的效力明顯.

表 1 顯示,缺氧對照組和正常對照組 TNF - α比較差異有統計學意義\\( t = 2. 24,P < 0. 05\\) ,缺氧動物模型建立,表明缺氧能使血管 TNF - α 的效力降低.缺氧加硒組 TNF - α 水平與缺氧對照組相比,差異有統計學意義\\( P <0. 05\\) ; 缺氧加硒各組分別與缺氧對照組相比也有統計學意義\\( P < 0. 05\\) ;缺氧加硒組間兩兩比較,40 倍劑量組與 5 倍、10 倍劑量組間差異有統計學意義\\( P < 0. 05\\) .實驗表明,硒能夠增加缺氧條件 TNF - α 的釋放量,隨硒濃度增加,TNF - α 效力呈遞增趨勢,40 倍組比 5 倍、10 倍組 TNF - α 效力增加明顯.

3 討論

缺氧條件下,往往造成血管收縮,肺動脈壓力增加,這一改變是造成缺氧環境中心血管系統病變的共同機制.研究表明[2],硒對心血管系統有保護心肌、降血脂的作用,硒缺乏會造成血壓升高、血管壁變厚、血管彈性降低、血流速度變慢、送氧功能下降,從而誘發心腦血管疾病的發病率升高.本研究通過增加硒劑量以了解缺氧條件下硒對血管活性物質的效力變化,通過血管活性物質的量的變化探討硒對改善缺氧造成的心血管疾病的作用.

ANG - Ⅱ可促進血管內皮細胞功能異常,是參與肺心血管疾病發生發展的重要因素,ANG - Ⅱ 可直接作用于血管平滑肌細胞引起血管收縮,促進血管平滑肌細胞產生氧自由基,削弱其抑制血管重構的作用,增加內皮細胞的通透性,同時促進內皮細胞分泌內皮素,發揮兩者的協同作用[3].本研究發現,缺氧能使血管 ANG - Ⅱ的水平增加,缺氧條件下增加硒的量能影響 ANG - Ⅱ的釋放量,隨著硒濃度增加,ANG - Ⅱ水平呈遞減趨勢,證實缺氧條件下硒對于血管舒縮功能有影響.實驗發現 5 倍硒劑量組降低 ANG - Ⅱ活性效力較明顯,這對于預防心血管疾病有一定意義.本次研究也證實缺氧條件下,硒的攝入量對血液中 ET -1 的效力有較明顯影響,隨著硒攝入量增加,ET - 1 的量呈遞增趨勢.5 倍劑量硒對降低 ET -1 的作用明顯,在一定范圍內隨硒劑量的增加 ET -1 效力增加,提示小劑量硒對改善血管 ET -1 的效力明顯.

TNF 作用于血管內皮細胞,損傷內皮細胞或導致血管功能紊亂,使血管內皮細胞釋放血管活性物質功能失衡,縮血管物質合成和釋放增加,舒血管物質釋放減少[4].本研究發現在缺氧情況下,隨著硒濃度增加,TNF - α 的效力呈遞增趨勢.

參考文獻

[1]曾靜,羅海吉. 微量元素硒的研究進展[J]. 微量元素與健康研究,2003,20\\( 2\\) : 52 -56.

[2]曹丹陽. 硒與心血管疾病[J]. 廣東微量元素科學,2005,l2\\( 7\\) : 1 - 4.

[3]楊紅英,韓博. 血管活性物質對肺心功能的影響[J]. 中國獸醫雜志,2001,15\\( 5\\) : 32 -35.

[4]孫紹賢,李海濤. 腫瘤壞死因子 - α 與高血壓相關的研究進展[J]. 華北煤炭醫學院學報,2008,9\\( 2\\) : 187 -188.