高原心衰死亡心肌细胞线粒体结构与功能的改变

<正>线粒体是细胞内能量代谢的重要场所,糖、脂肪及氨基酸最终要在线粒体内氧化,释放的能量储存于三磷酸腺苷的高能磷酸键中,这就是为生命提供主要能源的氧化磷酸化作用.在心肌缺氧与损伤的研究中,人们十分重视线粒体结构与氧化磷酸化功能的改变.然而本文结合X射线显微分析技术对人和动物缺氧心肌超微结构观察的结果表明,线粒体在缺氧心肌细胞内的钙调节机制中还发挥主要作用,并与心肌细胞的损伤具有直接和密切的关系.1 材料与方法1.1 材料本文11例人心脏标本均取自从内地进入或返回西藏高原后不久突发心衰死亡者,经尸检等已排除其他常见心脏病和克山病及原发性心肌病.高原心脏病是由于高原缺氧所引起的一种特殊类型的心脏病.本病不论病程长短,一旦出现临床症状,常很快死于心力衰竭(高原猝死).     

失血性休克大鼠肝脏线粒体结构与功能的改变

线粒体是细胞内能量代谢的重要场所。糖、脂肪及氨基酸最终要在线粒体内氧化。释放的能量储存于三磷酸腺苷的高能磷酸键中。这就是为生命提供主要能源的氧化磷酸化作用。在创伤或失血对细胞损伤的研究中,人们十分重视线粒体结构及氧化磷酸化功能的改变。sayeed等提出线粒体功能的改变与休克死亡休戚相关。因此,研究不同程度的出血性休克对线粒体结构与功能的影响,有助于了解失血性休克造成细胞损伤的机制,进而提出防治休克的合理措施(文献从略)。     

黄腐酸与大鼠肝细胞微粒体的相互作用

我们已报道过黄腐酸(Fulvic acid,FA)可引发大鼠肝细胞产生活性氧自由基,并导致生物体的氧化性损伤.但是,作为一种外源性物质,黄腐酸在细胞内怎样转化,通过何种机制引发肝细胞产生内源性活性氧物质,尚不清楚.一般认为,外源性物质多是通过肝细胞内氧化-还原酶体系进行生物转化,进而产生活性氧物质.而此类酶体系多存在于线粒体或微粒体中,本文以大鼠肝细胞线粒体和微粒体为研究对象,研究了黄腐酸与微粒体、线粒体的相互作用过程,并探讨了产生活性氧的可能机制.     

HSP70保护培养的心肌细胞耐受缺氧损伤

遭受短时间缺血、缺氧和热休克等预处理(Preconditioning,PC)的组织细胞对随后的再次缺血、缺氧和高热损伤的耐受能力增强,此时细胞内热休克蛋白(Heat shock proteins,HSPs)基因表达增加,而其它基因表达产物减少,但HSPs是否具有直接的细胞保护作用及其作用机制目前尚有争议.本工作利用人工生物膜磷脂脂质体作为HSP载体,将HSP70输送到培养的大鼠心肌细胞内,观察其对心肌细胞缺氧损伤的影响,探讨HSPs直接的细胞保护作用及其机制.     

不同抗冷性水稻质膜■-核苷酸酶活性的生化及细胞化学研究

5′-核苷酸酶(EC 3.1.3.5)催化5′-核苷单磷酸水解生成相应的核苷和正磷酸。该酶在人和动物组织细胞中主要分布在质膜上,在细胞分级分离研究中常被用作质膜的标志酶。然而该酶在植物细胞内的定位及其与抗冷性的关系,至今尚未见报道。低温会导致不抗冷植物细胞膜系统、细胞器和细胞骨架组分的异常;低温冷害对水稻线粒体膜的流动性的影响及ATP含量的变化也有过报道。本文以不同抗冷性的水稻品种为材料,研究5′-核苷酸酶在水稻幼叶细胞中的定位及其活性在冷害中的变化,为阐明冷害机理提供实验依据。     

冠脉循环药物研究的进展

冠状动脉是主动脉根部的第一对分支,它象帽子一样,包布于整个心脏,担任着供给心肌营养的重要任务。心脏是机体重要的生命器官,冠脉循环的供应量必须满足心肌代谢的需求量,一旦冠状动脉发生病变,使心肌发生急性或慢性的、相对性或绝对性的缺血缺氧,便引起心绞痛、心肌梗塞等疾病,这就是冠状动脉性心脏病,是人病死的主要原因之一。在欧美国家中,冠状动脉病发病率高达30％,而死于冠状动脉性心脏病者,在美国、英国、意大利和日本分别为28.6％、29.8％、18.7％及 8.7％。1955年苏联城市医院的260万心血管病人中,冠状动脉粥样     

玉米小斑病菌C 小种毒素的致病作用位点

现已现的玉米小斑病Ｃ小种５２３菌株对玉米Ｃ雄性不育细胞质材料的致病性比正常胞质材料严重,为了研究这种差异产生的可能机制,利用０．３％小斑病毒素处理正常质（Ｎ）和Ｃ细胞质材料线粒体,然后令线粒体进行体外翻译,发现离体线粒体蛋白质合成都未受到影响,表明毒素没有改变Ｎ,Ｃ胞质线粒体膜的通透性,使氧化－磷酸化解遇联,也未直接抑制线粒体蛋白质的合成。交主叶片浸泡于０．３％的毒性溶液中处理,在不同处理时间测定     

阿霉素对大鼠心肌线粒体钙运输的影响

阿霉素作为一种广谱有效的抗肿瘤药物,由于具有严重的心脏毒性而限制了其临床使用。心肌线粒体钙运输系统包括钙摄取和钙释放两部分,线粒体钙运输系统的功能之一是对氧化磷酸化过程有重要调节作用。有关阿霉素对心肌线粒体钙运输的影响目前国外仅限于心肌线粒体钙摄取方面的体外试验资料。有关阿霉素对心肌线粒体钙摄取、钙释放、线粒体游离钙、线粒体总钙的体内作用观察,国内外尚鲜见文献报道。本工作用原子吸收分光光度法和Fura 2AM荧光指示剂分别测定了不同药物处理下大鼠心肌线粒体钙摄取、钙释放、游离钙、总钙。观察了阿霉素对心肌线粒体钙运输的影响以及与心肌线粒体游离钙和心肌线粒体总钙     

梗死后大鼠缺血心肌基因差异表达谱构建

为寻找梗死后大鼠缺血心肌差异表达基因, 采用结扎Wistar大鼠冠状动脉左前降支的方法, 建立急性心肌梗死(AMI)模型, 饲养7 d后处死大鼠, 提取正常和缺血心肌总RNA, 应用长标签基因表达系列分析(long serial analysis of gene expression, LongSAGE)构建AMI后大鼠缺血心肌基因差异表达谱, 荧光定量PCR鉴定部分差异基因的表达. 结果显示, 在建立的AMI后缺血心肌和正常心肌组织LongSAGE标签库中, 共获得标签15966个, 正常心肌获得9646个, 梗死后缺血心肌获得9563个. 通过NCBI网站BLAST同源性分析后, 发现新核苷酸序列标签7665个. 与正常组比较, 142个基因在AMI大鼠心肌组织中的表达有显著性差异(P < 0.05), 这些差异基因主要与氧化磷酸化、三磷酸腺苷(ATP)合成、糖异生等能量代谢通路相关. 荧光定量PCR的鉴定结果与LongSAGE差异表达结果基本一致. 结果表明, AMI可引起多基因表达异常, 能量代谢作用通路相关基因的异常表达是造成AMI后心肌损伤的重要分子机制.     

氧化还原酶催化机理研究的沿革和新探

氧化还原酶在生命代谢中起着至关重要的作用.自1951年经典氧化还原酶催化机制的提出,对该机制的研究和修饰一直是热点.本文首先系统地介绍氧化还原酶催化机理研究的沿革,提出两个值得探讨的科学问题:(1)细胞内与氧化还原酶结合的辅酶经历氧化或还原后是否非得解离?(2)细胞内NAD(P)H依赖型氧化还原酶与其相应的辅酶是否存在...     

氨基酸转运载体SLC1A3的功能及对神经系统和线粒体功能的调节作用机制研究进展

溶质载体家族1成员3(the solute carrier family 1 member 3 gene, SLC1A3)是一种重要的兴奋性氨基酸转运载体,在动物各组织器官中均有表达,主要负责细胞的酸性氨基酸转运,对动物健康与生长发育具有重要作用.目前关于SLC1A3的研究主要集中于对神经系统的调控以及表达异常造成的相关疾病,而对SLC1A3在其他组织器官中的研究较少.近期研究表明, SLC1A3可负责细胞内胞浆与线粒体之间的谷氨酸和天冬氨酸的转运,以维持线粒体内三羧酸循环和电子传递链的正常运转,促进细胞增殖,恢复细胞功能.本文主要综述了SLC1A3在动物各组织器官中的表达情况及其发挥的生物学功能,并解析了其对神经系统和线粒体功能的调控机制,以期SLC1A3作为关键靶点为调控动物机体健康和疾病治疗提供理论依据.     

低硒病区粮喂养的大鼠心肌线粒体游离Ca~(2+)的变化与线粒体功能损伤的相关性

克山病是一种病因至今不明的地方性心肌病,杨福愉等经多年的研究认为克山病是一种心肌线粒体病。由于线粒体不仅是细胞的能量供应中心,同时它对细胞质游离Ca~(2+)有“微调节作用”,而后者又是细胞内一种信使。特别是近年来人们越来越注意到线粒体内游离Ca~(2+)的调节与线粒体自身功能如氧化磷酸化的关系。而线粒体的损伤很可能引起其基质中     

金属硫蛋白对大鼠心肌细胞缺氧-复氧损伤的保护作用

缺血一定时间的心肌恢复灌流后,组织损伤反而进行性加重,出现缺血心肌的再灌注损伤(reperfusion injury),其发病机制还不清楚,目前尚缺少有效的防治措施。大量研究表明,心肌缺血-再灌注损伤与缺氧-复氧损伤(oxygen paradox)、缺钙-复钙损伤(calcium paradox)有相似的病理表现和发病机制,推测分子氧和钙离子在缺血-再灌注损伤的发病过程中起着重要的作用。金属硫蛋白(metallothionein,MT)是生物机体内含有多量硫和金属的非酶蛋     

线粒体损伤与检测方法研究进展

线粒体是细胞活动的"能源工厂",在各种致病因素作用下线粒体极易出现各种结构和功能损伤,这在疾病的发展中起着十分重要的影响,文章就线粒体结构和功能损伤及其检测方法作一综述.     

基于界面和纳米析出相材料的抗辐照损伤机制研究进展

核能是重要的清洁、可靠和可持续的能源.核能的发展离不开高性能的核反应堆结构材料,这些结构材料在高温、高剂量辐照的环境下长时间服役,其性能在很大程度上决定反应堆的使用寿命.载能粒子轰击会在材料中引入大量缺陷,这些缺陷随时间的演变往往造成材料组织结构的改变,从而引起材料性能的下降,甚至失效.具有更苛刻服役条件的先进反应堆急需具有更优异抗辐照损伤性能的结构材料.抗辐照损伤材料设计的本质就是通过成分和微观结构等设计来提高材料中载能粒子辐照所引入缺陷的湮灭能力,从而提高材料的抗辐照性能.基于界面的抗辐照损伤设计是近几十年抗辐照损伤材料设计的主要思路.本文从抗辐照损伤机理研究存在的挑战出发,主要综述了基于界面的抗辐照材料结构、成分设计及特点,已经提出的抗辐照损伤设计方案及相关机理,重点介绍了北京大学技术物理系核技术应用团队基于界面以及提出的循环溶解再析出的纳米析出相的抗辐照损伤材料设计及机理方面的研究进展,并对未来基于界面和纳米析出相抗辐照损伤设计的研究进行了展望.     

解偶联蛋白与配基的结合

解偶联蛋白(Uncoupling protein,UCP)是一种质子转运蛋白,它仅存在于棕色脂肪组织线粒体的内膜上,促进质子的跨膜传送,从而使经由呼吸链生物氧化所产生的跨膜质子梯度以热的形式耗散,而不能用来合成腺苷三磷酸(Adenosine triphosphate,ATP).它在哺乳类动物的非颤栗性发热中起着重要作用,对于新生哺乳动物抵御寒冷环境具有保护作用.解偶联蛋白的质子传送作用受瞟呤核苷二磷酸与三磷酸的调节,当与嘌呤核苷二磷酸或三磷     

金属络合剂对玉米线粒体抗氰化物氧化的影响

在前文中曾报道,玉米黄化幼苗线粒体具有一条抗氰化物的呼吸途径.对氰化物的敏感性与氧化底物有关,琥珀酸氧化对氰化物的敏感性远大于通过NAD-连接脱氢酶的底物氧化.例如,在含有1m M KCN介质中,玉米线粒体的末端氧化酶活性或琥珀酸的氧化虽已全部受到抑制,但α-酮戊二酸的氧化仍然没有明显影响.只有同时加入KCN和KSCN,它的氧     

一氧化氮损伤神经细胞线粒体并诱导细胞凋亡

研究了一氧化氮对原代培养的大鼠小脑颗粒神经元的细胞毒性及其作用机理 .实验结果表明 ,一氧化氮供体S 亚硝基 N 乙酰基青霉胺 (SNAP ;5 0 0 μmol/L)可诱导未成熟小脑颗粒神经元凋亡 .流式细胞分析及HPLC分析表明 ,神经细胞经SNAP处理后线粒体跨膜电位及细胞内ATP含量均明显下降 .一氧化氮清除剂血红蛋白可有效保护线粒体 ,防止细胞凋亡 .实验结果提示 ,一氧化氮通过抑制线粒体呼吸链的活力、降低细胞内ATP含量而启动细胞凋亡程序 .     

再灌液中Ca~(2+)浓度的变化对心肌线粒体摄Ca~(2+)功能和Ca含量的影响

近年大量的实验研究发现,心肌缺血再灌注过程中线粒体结构和功能受到严重损伤,表现为线粒体肿胀、破裂、嵴断裂、收缩带形成并有大量的钙盐颗粒沉积.有关这种损伤的机制及其意义目前还不清楚.本实验试图从再灌液中Ca~(2+)浓度的变化对线粒体摄Ca~(2+)功能和Ca含量的影响来探讨线粒体在心肌缺血再灌注损伤中的作用及其机制.     

心肌细胞内钙火花非Fick扩散的新型动力学模型

从微尺度的传质理论出发, 引入松弛时间, 建立了心肌细胞内钙火花非Fick扩散的新型动力学模型. 数值模拟结果表明: 用新型动力学模型得到的钙火花的时空尺度比用Fick扩散理论得到的要大, 与实验结果更接近; 心肌细胞内钙火花非Fick扩散的松弛时间约为0.1~0.8 ms. 这对进一步认识心肌细胞内钙信号传导的微观机理具有指导意义.