鎘對(duì)華溪蟹糖與蛋白質(zhì)分解代謝的影響機(jī)制研究

1、百度文庫-好好學(xué)習(xí),天天向上鎘對(duì)華溪蟹糖和蛋白質(zhì)分解代謝的影響機(jī)制研究【摘要】：研究目的及意義：山西省在煤炭工業(yè)發(fā)展、有色金屬冶煉和電子工業(yè)興起中普遍存在著鎘污染。大量研究表明，當(dāng)動(dòng)物受到鎘脅迫時(shí)，其體內(nèi)的能量代謝首先會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。本學(xué)位論文在課題組前期研究的基礎(chǔ)上，綜合分析了急性和亞慢性鎘處置后，河南華溪蟹（Sinopotamonhcnancnsc）糖和蛋白質(zhì)分解代謝和能量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)變，并從細(xì)胞形態(tài)學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)和分子生物學(xué)等層面分析了可能的中毒機(jī)制,旨在明確溪蟹對(duì)鎘的代謝反映，挑選敏感分子作為污染指示物,揭露對(duì)急性和亞慢性鎘處置的不同性應(yīng)激反映,為進(jìn)一步利用該指示生物鑒定水體的突發(fā)性污染和長期

2、污染提供科學(xué)依據(jù)。研究內(nèi)容與方式：首先采用亞慢性毒性實(shí)驗(yàn)方式，研究了鎘對(duì)血淋巴、肝胰腺和肌肉等組織中糖和蛋白分解代謝大體參數(shù)的影響,主要包括與糖分解代謝相關(guān)的糖原、葡萄糖、乳酸、乳酸脫氫酶等參數(shù)；與蛋白質(zhì)分解代謝相關(guān)的總蛋白、蛋白酶、游離氨基酸、轉(zhuǎn)氨酶、氨、尿素、谷氨酰胺等參數(shù),初步掌握了鎘對(duì)主要能量物質(zhì)分解代謝的影響。在進(jìn)一步分析脅迫條件下糖分解代謝的主要途徑，即有氧氧化（能量產(chǎn)生的主要方式）和磷酸戊糖途徑（還原力產(chǎn)生的主要途徑）的轉(zhuǎn)變之前,先別離在急性和亞慢性毒性實(shí)驗(yàn)條件下,采用氧電極法對(duì)有氧氧化活性的重要衡量指標(biāo)“氧消耗”進(jìn)行了測(cè)定。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)不同組織的功能特點(diǎn),采用酶學(xué)檢測(cè)、亞顯

3、微技術(shù)、基因克隆、實(shí)時(shí)定量PCR對(duì)主要組織糖分解代謝活性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，主要包括肝胰腺組織磷酸戊糖途徑（檢測(cè)指標(biāo)為葡萄糖-6磷酸脫氫酶（G-6-PDH）活性和NADPH含量，還原型谷胱甘肽(GSH),氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量和GSH/GSSG比值)心臟組織呼吸代謝活性和肌肉組織呼吸代謝活性(檢測(cè)指標(biāo)包括ATP含量、三驗(yàn)酸循環(huán)關(guān)鍵酶NAD-異檸檬酸脫氫酶(NAD-1DH)、呼吸鏈終端酶細(xì)胞色素C氧化酶(CCO)、糖酵解關(guān)鍵酶乳酸脫氫酶(LDH)、CCO活性亞基I(cco-l)ffiIdhmRNA表達(dá)水平)。除此之外，為了闡明不同實(shí)驗(yàn)條件下氧消耗轉(zhuǎn)變的原因，應(yīng)用比色法、顯微和亞顯微技術(shù)檢測(cè)了血淋

4、巴中氧合血藍(lán)蛋白的含量和比例，觀察了鯉組織和細(xì)胞形態(tài)的轉(zhuǎn)變；并采用火焰原子吸收法、鎘-血紅蛋白飽和法和比色法檢測(cè)了兩種處置對(duì)鯉組織中Cd2+蓄積、金屬硫蛋白(M。含量、總超氧化物歧化酶(SOD)活性和膜脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量的影響，旨在揭露急性和亞慢性鎘處置致使鰥結(jié)構(gòu)功能發(fā)生轉(zhuǎn)變的原因。最后，基于本研究所發(fā)現(xiàn)的血糖水平的轉(zhuǎn)變，和甲殼動(dòng)物高血糖激素(CHH)對(duì)血糖水平的調(diào)節(jié)作用和鎘對(duì)CHH潛在的干擾和抑制作用，對(duì)CHH合成與分泌的器官“X器-竇腺復(fù)合體”的顯微和亞顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察,從形態(tài)學(xué)上初步證明了鎘對(duì)CHH合成和分泌的影響，為進(jìn)一步深切研究鎘代謝的干擾機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。研究結(jié)果：

5、Cd2+暴露7d后,肝糖原和肌糖原含量下降，蛋白質(zhì)含量降低,伴隨著蛋白酶活性的升高,組織中游離氨基酸及谷丙、谷草兩種轉(zhuǎn)氨酶活性的增強(qiáng)；血淋巴中的乳酸脫氫酶活性升高，而乳酸的含量并無發(fā)生顯著轉(zhuǎn)變。血淋巴中游離氨的含量在該時(shí)間段幾乎沒有發(fā)生轉(zhuǎn)變，而血淋巴中檢測(cè)到的升高的尿素和谷氨酰胺含量則說明了游離氨的去向。Cd2+暴露21d致使了血淋巴中葡萄糖含量的下降；谷丙、谷草兩種轉(zhuǎn)氨酶活性在該時(shí)間段降低，這將減弱機(jī)體對(duì)游離氨基酸的利用；同時(shí)，血淋巴中游離氨的含量升高，尿素的含量沒有顯著轉(zhuǎn)變，僅可見谷氨酰胺含量的上升。氧消耗在急性處置組增加，而在亞慢性處置組則相反；氧合血藍(lán)蛋白在血淋巴中的含量和比例經(jīng)急性和

6、亞慢性鎘處置后的轉(zhuǎn)變趨勢(shì)同氧消耗大體一致；腮形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果顯示，急性鎘處置后魄葉肥大增厚,部份上皮細(xì)胞中出現(xiàn)空泡；亞慢性處置后，鰥葉邊緣通道緊縮，上皮細(xì)胞高度腫脹，魄血腔縮小變窄，上皮細(xì)胞頂膜微絨毛減少，線粒體靖溶解消失，細(xì)胞核膜斷裂變形，核染色質(zhì)濃縮，邊集化；兩個(gè)處置組中的Cd2+蓄積、MT含量、SOD活性和MDA含量皆高于對(duì)照組，其中Cd2+蓄積量和SOD活性在兩個(gè)處置組之間沒有顯著不同；急性處置組MT含量顯著高于亞慢性組;而亞慢性組MDA含量顯著高于急性組。急性鎘處置后,G6PDH活性顯著下降，伴隨著NADPH、GSH含量和GSH/GSSG比值的下降；亞慢性鎘處置后，在L組,G-6-PD

7、H活性和NADPH含量顯著上升,GSH含量先L）上升后L）下降,GSSG含量處處置濃度增加顯著上升,伴隨著GSH/GSSG比值的下降。（4）急性和亞慢性鎘處置皆致使溪蟹心臟組織CCO活性的降低和cco-lmRNA表達(dá)水平的下調(diào)；急性鎘處置后，心臟組織ATP含量升高,伴隨著IDH活性的上升和LDH活性的下降，而亞慢性鎘處置后,1DH活性降低洞時(shí)IdhmRNA表達(dá)上調(diào),LDH活性升高，組織ATP含量降低,線粒體靖斷裂乃至空洵化。急性處置組肌肉組織ATP含量沒有發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)變,而亞慢性處置在L組ATP含量顯著下降；IDH、CCC、LDH酶活性在急性處置組都沒有發(fā)生顯著轉(zhuǎn)變，而在亞慢性處置組顯著下降；

8、-3百度文庫-好好學(xué)習(xí),天天向上cco-lmRNA表達(dá)在急性處置的L濃度組顯著上調(diào)，隨著濃度的升高低調(diào)至對(duì)照組水平JdhmRNA表達(dá)則在急性處置的各濃度組都顯著上調(diào)。cco-1和IdhmRNA表達(dá)在亞慢性處置組的最高濃度皆顯著下調(diào)。X器由許多神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞組成，正常組竇腺呈囊狀，中央為血竇腔,周圍是軸突、膨大的末梢和膠質(zhì)細(xì)胞組成的壁,三者在腺體內(nèi)牢牢纏繞，形成堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)，固定了腺體的形狀，軸突神經(jīng)末梢的排列沿中央血腔呈放射狀排列，血竇周圍散布著致密的神經(jīng)內(nèi)分泌顆粒，包裹在不同的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞的軸突膨大的末梢中，軸突末梢中含有少量的線粒體。鎘處置組中的竇腺結(jié)構(gòu)明顯比對(duì)照組疏松，形成竇腺壁的柵欄結(jié)

9、構(gòu)消失,本來由軸突、膨大的末梢和膠質(zhì)細(xì)胞緊密排列的結(jié)構(gòu)變得疏松多孔,竇腺結(jié)構(gòu)臨近崩潰；血竇周圍散布的神經(jīng)分泌顆粒減少，軸突末梢中含有大量空泡和部份受損的線粒體，分泌顆粒極少。研究結(jié)論：低濃度鎘在短時(shí)間脅迫下,河南華溪蟹可以依托自身的代謝補(bǔ)償機(jī)制，例如分解體內(nèi)貯存的能量物質(zhì)，增強(qiáng)糖異生作用等來應(yīng)對(duì)鎘的能量脅迫；而相對(duì)高濃度的鎘長時(shí)間暴露則可能致使機(jī)體內(nèi)分泌失調(diào),糖異生障礙，有毒代謝產(chǎn)物積累等。河南華溪蟹氧消耗的轉(zhuǎn)變同呼吸器官鯉的攝氧能力、氧合血藍(lán)蛋白結(jié)合和運(yùn)輸氧的能力有關(guān)，亞慢性鎘處置對(duì)鰥組織結(jié)構(gòu)的損傷程度比急性組的嚴(yán)重，可能與亞慢性組鯉的金屬硫蛋白含量低及脂質(zhì)過氧化程度高等有關(guān)。(3)急性鎘處

10、置對(duì)磷酸戊糖途徑有抑制作用，降低了細(xì)胞內(nèi)還原力的生成,還原型谷胱甘肽含量減少,細(xì)胞內(nèi)的抗氧化能力下降；亞慢性鎘處置致使肝胰腺組織應(yīng)激性得增加了還原力的生成,可是仍然難以維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)和細(xì)胞內(nèi)的抗氧化水平，可能與細(xì)胞抗氧化進(jìn)程對(duì)GSH的大量消耗和GSH合成受阻有關(guān)。（4）急性和亞慢性鎘處置皆致使了河南華溪蟹心臟線粒體電子傳遞鏈?zhǔn)茏?。急性鎘處置后，心臟的有氧代謝活性增強(qiáng)，會(huì)致使鎘的吸收，轉(zhuǎn)移和積累增加,將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)致使嚴(yán)重的組織損傷；亞慢性鎘處置后，線粒體功能受損，有氧代謝速度降低，減少了溪蟹在低氧攝入情況下的氧氣需求?？墒?，同時(shí)會(huì)致使組織ATP供給不足，造成動(dòng)物體的能量衰竭。亞慢性鎘處

11、置對(duì)肌肉組織的有氧呼吸和無氧呼吸活性皆有抑制作用，阻礙了其能量的產(chǎn)生；呼吸酶基因mRNA表達(dá)對(duì)急性鎘處置較為敏感。反映了肌肉組織呼吸方式隨鎘濃度升高的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變進(jìn)程。鎘處置可致使竇腺結(jié)構(gòu)的改變，影響了神經(jīng)激素的貯存和釋放，會(huì)進(jìn)一步影響河南華溪蟹的生理功能?！娟P(guān)鍵詞】：河南華溪蟹糖和蛋白質(zhì)分解代謝氧消耗和ATPX器-竇腺組織形態(tài)學(xué)鎘【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)【學(xué)位級(jí)別】：博士【學(xué)位授予年份】：2013【分類號(hào)】：XI74【目錄】：中文摘要13-17ABSTRACT!7-22第一章綜述22-341鎘的來源與危害鎘的來源鎘在生物體內(nèi)的分布鎘在人體內(nèi)的分布鎘在水生動(dòng)物體內(nèi)的積累與分布鎘對(duì)生物體的危害鎘對(duì)

12、人體的危害鎘對(duì)百度文庫-好好學(xué)習(xí),天天向上水生動(dòng)物的危害24-252生物監(jiān)測(cè)及其在環(huán)境評(píng)價(jià)中的作用25-263水生動(dòng)物對(duì)鎘脅迫的代謝反應(yīng)研究進(jìn)展26-284本學(xué)位論文的研究目的和意義研究背景研究目的和意義30-34第二章鎘對(duì)河南華溪蟹糖和蛋白質(zhì)分解代謝影響的初步探究34-46摘要34-351材料與方法實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)樣品制備指標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理372結(jié)果鎘對(duì)河南華溪蟹糖代謝相關(guān)參數(shù)的影響鎘對(duì)河南華溪蟹蛋白代謝相關(guān)參數(shù)的影響37-423討論42-444小結(jié)44-45Abstract45-46第三章鎘對(duì)河南華溪蟹氧消耗的影響46-62摘要46-471材料與方法實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)氧消耗的測(cè)

13、定血淋巴氧合血藍(lán)蛋白含量(OxyHc)和總蛋白含量的測(cè)定鰥組織石蠟切片制作和觀察鰥組織超薄切片制作和觀察含量的測(cè)定含量的測(cè)定及Cd(2+)結(jié)合率(CBP)計(jì)算總SOD活性和MDA含量的測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)502結(jié)果鎘對(duì)河南華溪蟹氧消耗的影響鎘對(duì)河南華溪蟹氧合血藍(lán)蛋白含量及其在血淋巴中所占比例的影響鎘對(duì)河南華溪蟹鯉形態(tài)學(xué)的影響鎘對(duì)河南華溪蟹鯉組織形態(tài)學(xué)的影響鎘對(duì)河南華溪蟹鰥細(xì)胞形態(tài)學(xué)的影響河南華溪蟹鰥組織對(duì)鎘處理的應(yīng)激反應(yīng)鎘對(duì)河南華溪蟹鰥組織中鎘蓄積量的影響鎘對(duì)河南華溪蟹鯉組織MT含量及其CBP的影響鎘對(duì)河南華溪蟹鰥組織MDA含量和SOD活性的影響56-573討論57-594小結(jié)59-6OAbstrac

14、t6O-62第四章鎘對(duì)河南華溪蟹主要組織代謝活性的影響62-96第一節(jié)鎘對(duì)河南華溪蟹肝胰腺組織磷酸戊糖途徑的影響62-72摘要62-631材料與方法實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)肝胰腺組織鎘蓄積量測(cè)定肝胰腺組織葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G-6-PDH)活性的測(cè)定肝胰腺組織還原型輔酶II(NADPH)含量的測(cè)定肝胰腺組織還原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量的測(cè)定數(shù)據(jù)處置652結(jié)果鎘對(duì)河南華溪蟹肝胰腺組織鎘蓄積量的影響鎘對(duì)河南華溪蟹肝胰腺組織G-6-PDH活性的影響鎘對(duì)河南華溪蟹肝胰腺組織NADPH含量的影響鎘處置對(duì)河南華溪蟹肝胰腺組織GSH,GSSG含量和GSH/GSSG比值的影響6

15、7-693討論69-704小結(jié)70-71Abstract71-72第二節(jié)鎘對(duì)河南華溪蟹心臟組織呼吸代謝的影響72-88摘要72-731材料與方式實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)方式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三磷酸腺昔(ATP)含量測(cè)定心臟組織超薄切片制作和觀察代謝酶活性檢測(cè)代謝基因mRNA表達(dá)檢測(cè)數(shù)據(jù)處置762結(jié)果鎘對(duì)河南華溪蟹心臟組織ATP含量的影響鎘對(duì)河南華溪蟹心肌細(xì)胞線粒體結(jié)構(gòu)的影響和Idh基因部份編碼區(qū)的擴(kuò)增和測(cè)序結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)曲線的成立內(nèi)參p-actin和目的基因cco-l,ldh的Rcaltimc-PCR擴(kuò)增結(jié)果鎘對(duì)河南華溪蟹心臟組織有氧氧化關(guān)鍵酶活性和mRNA表達(dá)的影響鎘對(duì)河南華溪蟹心臟組織無氧糖酵解關(guān)鍵酶活性和mRNA表達(dá)的影響83-843討論84-854小結(jié)85-86Abstract86-88第三節(jié)鎘對(duì)河南華溪蟹肌肉組織呼吸代謝的影響88-96摘要881材料與方式實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)方式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三磷酸腺昔(ATP)含量測(cè)定代謝酶活性檢測(cè)代謝基因mRNA表達(dá)檢測(cè)數(shù)據(jù)處置89-902結(jié)果鎘對(duì)河南華溪蟹肌肉組織ATP含量的影響鎘對(duì)河南華溪蟹肌肉組織有氧氧化關(guān)鍵酶活性和mRNA表達(dá)的影響鎘對(duì)河南華