浅谈非甾醇类抗炎药物对晶状体抗氧化酶失活的保护作用

浅谈非甾醇类抗炎药物对晶状体抗氧化酶失活的保护作用 浅谈非甾醇类抗炎药物对晶状体抗氧化酶 失活的保护作用 【关键词】阿斯匹林 关键词:阿斯匹林;布洛芬;扑热息痛;超氧化物歧化酶;过氧化氢酶;糖基化 摘要:目的研究非甾醇类抗炎药物对抗氧化酶失活的作用.方法以超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)分别与糖加阿斯匹林、布洛芬和扑热息痛孵育，于相应的孵育时间采用分光光度计测定酶的活性.结果糖与酶的孵育导致时间依赖性的SOD和CAT失活.果糖表现出比6-磷酸葡萄糖(G6P)和葡萄糖更快速的失活效应.酶孵育6d后，20mmolL-1阿斯匹林可部分保护50mmolL-1果糖和G6P诱导SOD的失活，5mmolL-1G6P和10mmolL-1葡萄糖诱导CAT的失活，未观察到保护5mmolL-1果糖诱导CAT的失活.而布洛芬有限地保护糖基化诱导CAT的失活，对SOD的失活无保护作用.扑热息痛对两者均无保护作用.结论阿斯匹林和布洛芬可部分保护糖基化诱导CAT和SOD的失活.这可能在阿斯匹林类药物抑制白内障发病的作用机制中起重要作用. KeywoRds:asPiRin;iBuPRofen;PaRacetomal;suPeRoxidedis-mutase;catalase;glycation ABstRact:AIMToevaluatethePRotectionofnonsteRoidalanti-inflammatoRydRugsagainstinactivationofantioxidantenzymes.METHODSThesuPeRoxidedimutase(SOD)andcatalase(CAT) weReincuBatedwithsugaRoRwithasPiRin，iBuPRofenandPaRacetamol， ResPectively.Theenzymeactivi-tiesweReassayedBythesPectRoPhotometeRandexPRessedRelativetothecontRolactivityateachResPectiveincuBationtime.RESULTSFRuctose，glucose6-PhosPhate(G6P) andglucoseinactivatedtheSODandCATinatime-dePendantmanneR.FRuctosedisPlayedamoReRaPidinactivationeffectthanG6Pandglucose.AfteRincuBation6days， 20mmolL-1asPiRinPaRtiallyPRotectedSODagainstinactivationBy50mmolL-1fRuctoseandG6PandalsoPRotectedCATagainstinactivationBy5mmolL-1G6Pand10mmolL-1glu-cose.NoPRotectionwasoBseRvedagainstinactivationofCATByfRuctose.IBuPRofenshowedalimitedPRotectionCATagainstinactivationByfRuctose， G6PandglucoseButnotSOD.PaRacetamoloffeRednoPRotectionSODandC ATa-gainstglycation-inducedinactivation.CONCLUSIONAs-PiRinandiBu PRofenshowPaRtialPRotectionagainsttheglyca-tion-inducedinactivationof SODandCAT.ThismayPlayanimPoRtantRoleinPReventingcataRactByasPi Rin-likeanal-gesics. 0引言 阿斯匹林(asPiRin，AsP)、布洛芬(iBuPRofen，IBu)和扑热 息痛(PaRacetamol，PaRa)是非甾醇类药物，作为解热镇痛、消炎、 抗风湿以及预防心肌梗死和血栓形成，已广泛地应用于临床.1981年 从临床流行病调查中偶然发现阿斯匹林有预防和治疗白内障的作用， 大量的临床流行病和实验研究表明，低剂量口服阿斯匹林可延缓白内 障的发病，但是其确切的作用机制尚不清楚,1，2,.晶状体抗氧化 防御系统的损害是白内障形成的重要原因，大多数白内障药物治疗就 基于此理论.超氧化物歧化酶(suPeRoxidedimutase，SOD)和过氧化 氢酶(catalase，CAT)是晶状体抗氧化酶系统中主要的组成成分，本 研究通过观察阿斯匹林类药物对糖基化诱导晶状体抗氧化酶SOD和 CAT失活的作用，探讨其防治白内障的作用机制. 1材料和方法 1.1材料牛红细胞SOD(EC1.15.1.1)、牛肝脏CAT(EC1.11.1.6)、 果糖、6-磷酸葡萄糖(G6P)、葡萄糖、AsP，IBu和PaRa等均为美国Sigma公司产品. 1.2方法 1.2.1酶孵育和活性测定,3,SOD:SOD(220IU，50μg)溶解于0.12molL-1磷酸钠缓冲液(含10-4molL-1EDTA，PH7.8)分别与50mmolL-1果糖、G6P和葡萄糖混合并通过0.2μm微孔过滤器，分装于消毒小玻璃瓶，37?水孵箱振动孵育，孵育第0，3，6和8日，每份孵育液进行透析(4?)，24h换3次蒸馏水.通过550nm日本产Hitach2000分光光度计检测马心脏细胞色素C与黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶反应的下降率，表示SOD的酶活性.CAT:CAT(525IU，25μg)溶解于50mmolL-1磷酸钠缓冲液(PH7.0)，分别与5mmolL-1果糖、G6P和10mmolL-1葡萄糖混合并通过0.2μm微孔过滤器，分装于消毒小玻璃瓶，37?水孵箱振动孵育.孵育0，1，2，4，6和8d，通过检测25?下，1min内240nm光吸收过氧化氢分解的下降率来测定CAT活性. 1.2.2阿斯匹林类药物与酶的孵育10或20mmolL-1的AsP，IBu和PaRa分别与SOD，加或不加50mmolL-1果糖、G6P和葡萄糖，水振动孵育8d;与CAT混合后，加或不加5mmolL-1果糖、G6P和10mmolL-1葡萄糖，水振动孵育6d，分别检测酶活性. 统计学处理:采用与正常对照的百分比来表示酶活性.所有统计结果均采用Studentt检验. 2结果 20mmolL-1AsP与SOD孵育6d后可保护果糖和G6P诱导SOD的失活(TaB1).孵育8d内10mmolL-1AsP组与无AsP组比较差异均无显着性. 表1AsP对糖基化诱导SOD失活的保护作用略 表2AsP和IBu对糖基化诱导CAT失活的保护作用略 3讨论 白内障的致病因素是多元性的，氧化损害已被认为在与老化相关的各类疾病，包括白内障、黄斑变性和糖尿病等发病过程中起重要作用,2，4，5,.抗氧化防御系统包括酶和非酶两个过程.晶状体内含有多种防止自由基和氧损害的酶，其中主要的抗氧化酶是谷胱甘肽过氧化物酶、SOD和CAT,2，4,.SOD可将超氧自由基转变为过氧化物，并被CAT和谷胱甘肽过氧化物酶清除,6,.CAT和SOD活性下降，是老年性白内障重要的发病原因之一,2，5-7,.本实验结果提示， 糖与SOD和CAT孵育可导致酶活性下降.糖基化诱导的SOD和CAT的失活表现为时间依赖效应，与酶糖基化的化学性修饰程度相一致.提示正常生理状态下，低浓度的糖可能糖基化晶状体的代谢酶而导致其生理特性的变化.在SOD反应中可能是组氨酸/赖氨酸基团被修饰,8,.该病理过程参与糖尿病并发症和老化等病理过程.果糖较其他糖对酶的损伤更严重.大量酶学研究表明，糖基化程度的顺序为核糖果糖G6P葡萄糖,9,. 阿斯匹林亦称乙酰水杨酸(acetylsalicylicacid)在临床应用甚广.来自英国、德国、美国和印度具有代表性的临床流行病学研究表明，坚持服用AsP，可防止造成视力损害的后囊下和混合性白内障.AsP可抑制糖基化反应，阻断晶体蛋白的氨基酸基团乙酰化反应以及继发的巯基丧失和晶体蛋白的凝聚，减少晶体蛋白的非二硫交联反应的产物，阻止丙二醛反应.同时可抑制环氧化物酶和降低血糖，增加血流量.AsP可保护糖基化诱导的苹果酸盐脱氢酶和谷胱甘肽还原酶的失活，抑制大鼠糖尿病性白内障的发生,1，2,.本实验结果表明AsP可部分保护果糖和G6P诱导SOD的失活，G6P和葡萄糖诱导CAT的失活，这种作用可能是通过氨基乙酰化酶的赖氨酸基团，竞争了糖基化的结合位点而保护酶的活性. AsP对果糖诱导CAT的失活无保护作用，可能因为果糖的酶失活效应非常明显，使AsP无足够的时间通过乙酰化作用抑制糖基化反应.相反，IBu对此有保护作用.在英国牛津眼科医院实验室的研究中，我们也发现IBu主要的两种代谢产物可保护果糖诱导酯酶的失活，但其本身却无此作用.它可能是通过其代谢产物来保护酶的活 性.IBu和AsP可能存在不同的保护机制. 有关PaRa亦称对乙酰氨基酚(acetaminoPhen)的研究资料较少，PaRa的乙酰基团被认为是不可折叠，尽管去乙酰化合物和氨苯化合物是主要的代谢产物，但它对减少葡萄糖胺结合晶状体蛋白作用比IBu还小.它对糖基化诱导的SOD和CAT失活无保护作用，可能与其无乙酰化作用以及与酶结合量小有关,2,.本实验提示AsP和IBu可抑制非酶促的糖基化反应，保护晶状体的主要的抗氧化酶，稳定其抗氧化防御系统，从而延缓或阻止晶状体蛋白的氧化损伤，维持晶状体的透明.进一步研究阿斯匹林类药物在防治白内障中的作用机制，可为其潜在的临床应用提供实验依据. 致谢英国牛津大学眼科医院HaRding教授对本研究给予指导和帮助. 参考文献: ,1,YanH，ZhangDG，YangXG.TheeffectsofasPiRin-likedRugsonPReventionofcataRact ,J,.ChinJPRactOPhthalmol，1999;17(10):582-583. ,2,HaRdingJJ.CataRact:BiochemistRy，ePidemiologyandPhaRma-cology,M,.1sted.London:ChaPmanHall，1991:219-249. ,3,YanH， HaRdingJJ.Glycation-inducedinactivationandlossofantigenicityofcatalaseandsuPeRoxidedismutase,J,.BiochemJ，1997;328(8):599-605. ,4,DelcouRtC，CRistolJP，LegeRCL，DescomPsB， PaPozL.As-sociationsofantioxidantenzymeswihcataRactandage-RelatedmaculaRdegeneRation,J,.OPhthalmology，1999;106(3):215-221. ,5, BaBizhayevMA.FailuRetowithstandoxidativestRessinducedByPhosPholiPidhydRoPeRoxidesasaPossiBlecauseofthelensoPacitiesinsystemicdiseasesandageing,J,.BiochimBioPhysActa，1996;1315(2):87-99. ,6,RyPniewskiWR，ManganiS，BRuniB，ORioliPL，CasatiM， WilsonKS.CRystalstRuctuReofReducedBovineeRythRocytesu-PeRoxidedismutaseat1.9AResolution,J,.JMolBiol，1995;251(4):282-296. ,7,GiBlinFJ，SchRimscheRL，ReddanJR， ReddyVN.TheRelativeRolesofcatalaseandtheglutathioneRedoxcycleindetoxificationofH2O2Bythelens,J,.InvestOPhthalVisSci，1987;28 (suPPl):190. ,8,AdachiT，OhtaH，HiRanoK，HayashiK， MaRklundSL.Non-enzymicglycationofhumanextRacellulaRsuPeRoxidedismutase,J,.BiochemJ，1991;279(5):263-267. ,9,HookDWA， HaRdingJJ.PRotectionofenzymesByα-cRystallinactingasamoleculaRchaP eRone,J,.IntJBiolMacRomol，1998;22(3):295-306.