氫水對小鼠輻射致氧化損傷的保護(hù)作用

許長春，李 珍，胡廣文，陳 杰

在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的當(dāng)今社會，放射性技術(shù)在軍事、醫(yī)藥和生產(chǎn)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，給人類的生產(chǎn)和生活帶來了極大的便利。但是伴隨著放射技術(shù)的應(yīng)用，放射性污染和輻射損傷已成為危害人類生存環(huán)境和人體健康不可忽視的因素。如何有效利用輻射技術(shù)，同時加強(qiáng)輻射防護(hù)，減少輻射損傷正成為人們?nèi)諠u關(guān)注的問題［1］。氫是宇宙中分子最小的物質(zhì)，氫具有一定的還原性。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，氫可以選擇性中和自由基，其對輻射引起的損傷具有明顯的保護(hù)作用［2－5］。本研究采用γ線照射小鼠，并給小鼠喂食氫水，以探討氫水對小鼠的輻射損傷的保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 材料 氫水采用增加壓強(qiáng)的方法制備，氫氣濃度＞1.2 ppm［2］。60Coγ 射線全身照射，劑量為 8.0 Gy，劑量率為 0.8 Gy/min，源距 2.7 m。

1.2 實(shí)驗(yàn)動物及分組 SPF級KM小鼠60只。由第四軍醫(yī)大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)中心提供，體質(zhì)量18～22 g，飼喂普通飼料，自由進(jìn)食和飲水，適應(yīng)喂養(yǎng)7 d后，按體質(zhì)量隨即分為對照組、單純照射組及氫水組。對照組：動物不接受照射，正常飲食，經(jīng)灌胃給予純化水，體積為20 ml/kg，給水時間同另外兩組。單純照射組：動物接受全身照射，照前24 h及照后給予灌胃純化水，體積為20 ml/kg。氫水組：動物接受全身照射，照前24 h及照后給予氫水灌胃，體積為20 ml/kg。

1.3 檢測指標(biāo) 末次灌胃后禁食不禁水12 h，鼠稱重后處死，取肝肺組織塊制成10%肝肺組織勻漿，用離心機(jī)3000 r/min離心15 min，留取上清液，－80℃低溫冰箱中保存，用于檢測肝肺組織中超氧化物歧化酶 （SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶 （GSH－PX）活力及丙二醛（MDA）含量。其中SOD的測定采用黃嘌呤氧化酶法。GSH－PX的測定采用還原法。MDA的測定采用硫代巴比妥酸（TBA）法。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)均采用SPSS11.5統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果采用±s表示結(jié)果；采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

小鼠輻射后肝組織SOD降低，MDA升高，抗氧化能力明顯降低，給予應(yīng)用氫水后抗氧化水平明顯升高。對照組肝勻漿中GSH－PX活力最高，其他兩組中GSH－PX活力均較低，但各組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表1。

表1 氫水對輻射小鼠肝組織SOD、GSH－PX 活動及 MDA 含量的影響（±s）

表1 氫水對輻射小鼠肝組織SOD、GSH－PX 活動及 MDA 含量的影響（±s）

注：與對照組比較△P＜0.05；與單純對照組比較☆P＜0.05

SOD GSH－PX MDA對照組 218.860±41.5660 312.354±8.5671 9.5091±3.8821單純對照組 119.306±47.4128△ 246.657±10.9199 20.2683±5.4094△氫水組 189.346±63.1064☆ 253.599±16.9124 7.7576±5.8456☆

小鼠輻射后肺組織SOD、GSH－PX降低，MDA升高，抗氧化能力明顯降低，給予應(yīng)用氫水后抗氧化水平明顯升高。見表2。

表2 氫水對輻射小鼠肺組織SOD、GSH－PX 活動及 MDA 含量的影響（±s）

表2 氫水對輻射小鼠肺組織SOD、GSH－PX 活動及 MDA 含量的影響（±s）

注：與對照組比較△P＜0.05；與單純對照組比較☆P＜0.05

SOD GSH－PX MDA對照組 282.808±46.3598 388.235±24.9581 7.258±2.7143單純對照組 195.785±11.0214△ 221.764±31.3330△ 36.871±6.0156氫水組 254.689±59.3788☆ 337.831±16.5042☆ 10.152±4.6934

3 討 論

機(jī)體遭受輻射損傷可引起造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等損傷，產(chǎn)生致癌、致畸、致突變作用，組織細(xì)胞會發(fā)生形態(tài)和數(shù)量異常，并在分子水平出現(xiàn)生化和增殖方面的病理性改變，造成基因斷裂，染色體變異和功能障礙甚至壞死。一般以為電離輻射對細(xì)胞的生物化學(xué)損傷，主要原因是輻射可激發(fā)體內(nèi)細(xì)胞產(chǎn)生ROS（氧自由基）如超氧陰離子自由基、羥自由基以及有機(jī)過氧化物自由基等，ROS可攻擊生物膜（包括細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜）上多烯脂肪酸、鉀膜骨及其他蛋白的巰基，引發(fā)脂質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致生物膜的過氧化損傷，嚴(yán)重者可造成細(xì)胞器損害和DNA與蛋白質(zhì)等降解與失活。

SOD是生命有機(jī)體內(nèi)高效的抗氧化酶系統(tǒng)，對機(jī)體的氧化與抗氧化平衡發(fā)揮重要的作用，其含量與機(jī)體抗氧化能力呈正相關(guān)。GSH－PX是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種過氧化物分解酶，它保護(hù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能不受過氧化物的干擾及損害，避免細(xì)胞受到過氧化物損傷，其含量與機(jī)體清除自由基的能力相關(guān)。MDA是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)鏈終止階段產(chǎn)生的小分子產(chǎn)物，脂質(zhì)過氧化越活躍，則生成的MDA越多，因此檢測MDA含量可以間接反映自由基的產(chǎn)生情況和機(jī)體組織細(xì)胞的脂質(zhì)過氧化程度［6］。

氫氣是空氣中自然存在的一種氣體，無色、無味、無嗅。其作為一種潛在的抗氧化劑擁有多項優(yōu)勢?？梢杂行е泻突罴?xì)胞中的羥自由基，并且不像大多數(shù)抑制性抗氧化劑無法成功到達(dá)靶向細(xì)胞器，它具有良好的分布特性，可以穿透生物膜并擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)線粒體和細(xì)胞核，盡管氫氣活性比較溫和，但其快速的氣體擴(kuò)散性對減少組織細(xì)胞自由基非常有效，因而它能夠保護(hù)核DNA和線粒體，能夠降低有關(guān)的疾病和罹患癌癥的風(fēng)險。Terasaki等［2］用含氫PBS液和培養(yǎng)基處理人肺上皮細(xì)胞A549后，讓細(xì)胞接受10 Gy照射，氫氣可明顯減輕細(xì)胞損傷，增加細(xì)胞活力。

本研究結(jié)果提示，氫水對小鼠受到輻射引起的氧化損傷有一定的保護(hù)作用。其可能的作用機(jī)制是氫氣具有選擇性抗氧化作用［7］。即在不干擾體內(nèi)正常氧化還原反應(yīng)和正常自由基信號分子的前提下起到保護(hù)機(jī)體的作用。

［1］申文江，王綠化.放射治療損傷［M］.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2001：89.

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［3］ Qian L，Cao F，Cui J，et al.The potential cardioprotective effects of hydrogen in irradiated mice［J］.Journal of Radiation Research，2010，51（6）：741.

［4］ Qian LR，Li BL，Cao F，et al.Hydrogen－rich PBS protects cultured human cells from ionizing radiation－induced cellular damage［J］.Nuclear Technology＆Radiation Protection，2010，25（1）：23.

［5］ Chuai Y，Cao F，Li B，et al.Hydrogen－rich saline attenuates radiation－induced male germ cell loss in mice through reducing hydroxyl radicals［J］.The Biochemical Journal，2012，442（1）：49.

［6］ Fnical W.Natural chemistry of the marine environment［J］.Science，1982，215（9）：923.

［7］ Ohsawa I，Ishikawa M，Takahaskik，et al.Hydrogen aits as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen，radicals［J］.Nature Medicine，2007，13（6）：688.