第34卷 第12期 2O11年12月 新疆医科大学学报 Journal of Xinjiang Medical University Vo1.34 N().1 2 Dec 2O1l 应激对大鼠红细胞免疫功能的影响 关素珍 ,刘继文 ,连玉龙 ,葛 华。 (新疆医科大学公共卫生学院 社会医学教研室, 劳动卫生与环境卫生学教研室,乌鲁木齐830011) 摘要:目的 探讨应激对大鼠红细胞免疫功能的损伤机制。方法雄性Wistar成年大鼠2O只,随机分为应 激模型组和正常对照组。建立应激动物模型,应用放射免疫分析法观察大鼠血浆皮质酮的变化,应用酵母菌花环 法测定红细胞各花环率,采用黄嘌啉氧化酶法测定大鼠红细胞膜超氧化物歧化酶(Erythrocyte—Superoxide dis mutase,E—SOD)活性,应用硫代巴比妥法测定脂质过氧化物(Erythrocyte-Malondialdehyde,E—MDA)含量。结 果模型组大鼠肝脏、大脑、心脏、脾脏、肾脏系数与对照组比较差异有统计学意义(P d0.05),应激第7、14 d血 浆皮质酮水平高于对照组(P d0.05);红细胞C3b受体花环率低于对照组(P d0.05),红细胞免疫复合物花环率 高于对照组,但无明显差异(P>O.05);模型组E-SOD活性低于对照组(P d0.05),E-MDA含量增高(Pd0.05);且 红细胞C3b受体花环率与E-SOD活性、E-MDA含量存在相关性。结论应激诱发大鼠红细胞免疫功能多项指标改 变,且应激时皮质酮的升高、自由基堆积所致脂质过氧化损伤可能均是影响红细胞免疫功能的重要原因。 关键词:应激;红细胞免疫功能;红细胞膜脂质过氧化 中图分类号:R446.63 文献标识码:A 文章编号:1009—5551(2011)12—1343—04 Effects of stress on erythrocyte immune function in rats GUAN Su-zhen ,LIU Ji—wen ,LIAN Yu—long ,GE Hua ( Department of Social Medicine,。Department of Occupational Health and Environmental Health,College of Public Health Xinjiang Medical University,Urumqi 830011,China) Abstract:Objective To study the effects of stress on erythrocyte immune functions in rats and explore mechanism of it.Methods The rat stress model was established,and 1evels of cortisol in blood were measured.And then Erythrocyte Immune Function was measured by the method of Yeast Rosette,the ac tivities of Erythrocyte—Superoxide dismutase(E—SOD),the contents of Erythrocyte—Malondialdehyde(E MDA)were measured and analyzed respectively with xanthine oxidase and thiobarbituric acid methods in tWO groups.Results Rats,liver,brain,heart,spleen,kidneys coefficient compared with the control group was significantly(P d0.05),section 7,14 d stress plasma corticosterone levels higher(、P d0.05); C3b receptor rosette rate of red blood cells than the control group(P d0.05),red cell immune complex rosette rate was higher,but no significant difference(P>O.05);model group,E—SOD activity was lower than the control group(P d0.05),E:MDA levels increased(P<0.05);and the C3b receptor rosette rate of red blood cells and E—SOD activity,E—MDA levels correlated.Conclusions The repeated stress can in一 基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号:30800906) 作者简介:关素珍(1983一),女。硕士,讲师,研究方向:职业心理、生理与健康。 通信作者:刘继文,女,博士,教授,博士生导师,研究方向:职业心理、生理与健康,E—mail:liujiwendr@163.corn。 1344 新疆医科大学学报 第34卷 fluence the erythrocyte immune system which maybe the reason of the hormone increased in blood and the abnormal metabolism of free radicals causing lipid peroxidation. Key words:stress;erythrocyte immune function;erythrocyte lipid peroxidation 据统计,约75 ~95 的流行疾病与应激机制 的激活有关,应激刺激后,机体通过自身调节使机体 获得稳定恢复原状态,保持着动态平衡,但如果应激 长期存在,机体最终失去对应激的调节能力,导致心 身损害口]。应激与健康的关系日益受到关注。大量 研究已经证实,应激影响免疫功能,其中急性应激表 现为免疫应答能力的提高,慢性应激导致免疫抑 制¨2J。系统论思想认为系统整体功能状态是由子系 统之间相互作用关系决定的 ],这种思想使目前的 免疫学方法向系统论方向发展,即只重视获得性免疫 功能而忽视天然免疫功能这一问题被提出。自从红 细胞具有天然免疫功能的观点被提出后E ,相关研究 逐渐增多,而应激引起免疫功能改变仍主要聚焦于机 体获得性免疫系统(白细胞免疫系统)方面的研究,对 心理应激下红细胞免疫功能的变化相关研究较少。 本研究通过建立应激动物模型,观察应激对红细胞免 疫功能及红细胞膜表面脂质过氧化水平的影响,了解 应激对红细胞免疫系统的损伤,为进一步探讨应激对 免疫系统损伤的作用机制提供实验依据。 1材料与方法 1.1 实验动物及分组清洁级雄性Wistar成年大 鼠20只,体质量180~220 g,由新疆医科大学实验 动物中心提供。适应性饲养1周后,随机分为应激 模型组(以下简称为模型组,1O只)和正常对照组 (以下简称为对照组,10只)。对照组每笼5只,模 型组均单笼饲养。 1.2建立动物模型模型组大鼠采用6种应激方 式:限制活动(自制束缚器,1 h),明暗颠倒24 h,噪 声(1 500 Hz,92 dB,1 h/d),禁食24 h,禁水24 h, 夹尾3 min(止血钳夹大鼠尾中部),每天随机选1 种应激方式,平均每种刺激被采用3次,同种刺激不 能连续出现,使动物不能预料刺激的发生,持续3 w。对照组不予任何刺激,自由摄食饮水。在实验 过程中,将模型组大鼠移入另外1个房间内给予刺 激(2个房间的光照水平,温度基本一致),刺激完 毕后送回原房间。 1.3实验指标测定 1.3.1血浆皮质酮的测定两组大鼠在应激前1 d 和应激后第1、7、14 d分别于内眦静脉采血,离心分 离血浆,采用放射性免疫法测定血浆皮质醇的含量, I皮质醇放射免疫测定盒。检测结果中皮质酮含 量由皮质醇测定值换算得来 ],换算公式:皮质酮浓 度一皮质醇浓度×50(注:皮质酮是啮齿类动物主 要的糖皮质激素,大鼠血浆皮质酮与皮质醇含量比 恒定,约为5O:1)。皮质醇放免试剂盒由北京北方 生物技术研究所提供。 1.3.2红细胞C3b受体花环率(RBC—C3bRR)、红 细胞免疫复合物花环率(RBC—IcR)的测定 采用 酵母菌花环法。 1.3.3脂质过氧化水平检测 (1)采用黄嘌啉氧化 酶法测定红细胞膜超氧化物歧化酶(Erythrocyte— Superoxide dismutase,E—SOD)活力。(2)采用硫代 巴比妥法测定红细胞膜丙二醛(Erythrocyte—Ma— londialdehyde,E—MDA)含量 1.4 统计学处理应用SPSS 16.0统计软件包进行 £检验和相关分析,实验所得数据以均数±标准差 ±s)表示,检验水准a=0.05。 2 结果 2.1 一般情况 在整个实验过程中,随着应激时间 的推移,模型组与对照组相比进食量减少,明显消 瘦,活动减少,由急躁、愤怒变为反应迟钝、倦怠,活 动范围缩小,皮毛失去光泽,个别动物有掉毛现象; 对照组大鼠活动正常,皮毛舒展光亮。 2.2脏器系数模型组肝脏系数、大脑系数、心脏 系数、脾脏系数较对照组减小,而肾脏系数增大,与 对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。胸腺 系数增大,与对照组比较差异无统计学意义(P> 0.05)(表1)。 第12期 关素珍等:应激对大鼠红细胞免疫功能的影响 l345 注:与对照组相比, P<0.05。 2.3应激大鼠血浆皮质酮水平的变化 应激前及 过氧水平的影响 模型组大鼠红细胞C3b受体花 应激后第1 d,模型组与对照组血浆皮质酮比较差异 环率低于对照组,差异具有统计学意义(P< 均无统计学意义(P>0.05),模型组在给予慢性应 0.05),红细胞免疫复合物花环率高于对照组,但差 激第7 d时血浆皮质酮水平高于对照组(P< 异无统计学意义(P>0.05)。模型组大鼠E—SOD 0.05),且达高峰,但在应激第14 d其血浆皮质酮水 低于对照组,E—MDA高于对照组,差异均具有统计 平有下降的趋势(表2)。 学意义(P<0.05)(表3)。 2.4应激对大鼠红细胞免疫功能及红细胞膜脂质 表2应激对大鼠血浆皮质酮水平的影响( 士 。ng・mL-1) 注:与对照组相比, P<O.05。 表3两组大鼠红细胞花环率及脂质过氧化水平变化( 4-s) 注:与对照组相比, P<0.05 2.5 相关分析 皮质酮水平与RBC—ICR、E—MDA 质醇浓度升高I6],高浓度的皮质醇可引起情绪行为 含量存在正相关(P<O.05),与RBC—C3bRR和E— 的改变,进一步增加心理应激效应。在应激的实验 SOD活性呈负相关(P d0.05);RBC—C3bRR与E— 研究中,很多都以皮质醇浓度显著升高作为产生应 SoD活性呈正相关(P d0.05),与E—MDA含量呈 激的条件 ]。本实验结果显示,模型组大鼠血浆皮 负相关性(P d0.05)(表4)。 质酮的水平高于对照组,表明大鼠产生了应激,应激 表4各指标间的相关分析/,值 动物模型成立。但在应激第14 d其有下降的趋势, 其机制可能是随着应激时间的延长,肾上腺功能逐 渐由兴奋转向适应。相关分析显示皮质酮水平与免 疫功能改变有相关性,提示应激影响免疫功能,皮质 酮可能参与了免疫调节作用。 3 讨论 红细胞已被证实是体内数量最大的一种免疫细 机体应激时的肾上腺皮质激素,在人体主要分 胞,它不仅具有识别和储存抗原、清除血液循环中免 泌的是皮质醇(糖皮质激素),而在大鼠主要是皮质 疫复合物的作用,还参与机体免疫调控。红细胞 酮(盐皮质激素)。当有害刺激作用于机体时,便可 C3b受体在红细胞膜上成集簇状分布,是发挥免疫 刺激下丘脑一垂体一肾上腺轴(Hypothalamic—Pi— 粘附功能的重要受体,通过C3b粘附致病原和循环 tuitary—Adrenal axis,HPAA)的兴奋,导致血中皮 免疫复合物(IC),并迅速将其运送至肝脾网状内皮 1346 新疆医科大学学报 第34卷 固定吞噬系统,引起吞噬细胞对IC的摄取,清除IC 而不损伤红细胞膜『8]。C3b一方面作为C3b受体 的配体,另一方面共价结合于抗原或lC,从而触发 免疫细胞对异物及抗原的粘附和清除。本实验结果 显示:模型组大鼠RBC—C3bRR较对照组低,显示红 细胞免疫功能紊乱与低下。可能原因为:应激使机 体Ic产生量过多,使IC的清除吞噬途径不畅通,造 成IC积聚Ig]。IC的大量增加,使红细胞免疫粘附 功能长时间受到抑制,造成C3b受体活性下降,清 除能力下降,并长时间未能恢复到安静水平,间接引 起红细胞免疫功能低下。而研究证实,IC作为补体 经典途径的主要激活物可激活补体,产生的补体成 分C3b经转酯反应后嵌入IC的网络结构中形成 C3b—IC,并被RBC—C3b受体识别、粘附,从而占据 RBC—C3b受体空位口 。 生理情况下,体内存在着的抗氧化防御系统在 一定程度上能防止脂质过氧化的发生,机体自由基 的产生与清除处于平衡状态。应激是导致人体内产 生氧自由基的主要原因,应激可使机体的自由基水 平明显增高,应激引起的情绪变化可诱发动物体内 产生大量的自由基,直接对脑、肝、肺、心、肾等各个 器官组织造成损伤。氧自由基增多、堆积引起生物 膜和生物大分子的脂质过氧化损伤,是引起机体白 细胞免疫功能低下的重要原因r1 。红细胞膜SoD 酶的释放可消除吞噬过程中产生的阴离子对吞噬细 胞的氧化作用,增强吞噬细胞的免疫功能。本研究 结果显示:应激模型组E—SoD活性较对照组下降, 而E—MDA含量升高;同时相关性研究发现,RBC— C3bRR与E—SOD活性呈正相关,与E-MDA含量 呈负相关。原因在于红细胞SOD活性下降,可能会 导致细胞膜破坏,影响细胞膜上C3b受体的功能, 导致免疫粘附功能下降,清除免疫复合物的功能障 碍。E—MDA可与红细胞膜上的蛋白质和磷脂发生 交联,也可使蛋白质的巯基氧化,直接影响细胞膜的 液体性、流动性和通透性的改变,造成膜功能障碍。 细胞膜微环境的改变可影响红细胞膜上C3bR活 性,使其转运及清除IC的能力降低,造成IC在 RBC表面堆积,进一步造成RBC—ICR水平升高, RBC—C3bR水平降低。因此应激后脂质过氧化损 伤,可能是机体RBC免疫功能受损的重要原因,这 与张雷家等m 的报道相似。 综上所述,慢性应激影响红细胞免疫功能,应激 时皮质酮的升高、自由基堆积所致脂质过氧化损伤 可能均是影响红细胞免疫功能的重要原因,但应激 所致红细胞免疫功能变化的作用机制还有待于从更 多方面进一步进行研究。 参考文献: [1] 李天心.医学心理学[M3.北京:北京医科大学协和大学联合 出版社,1998:148—159. 、 E2]Bartolomucci A,Saeerdote P,Panerai AE,et a1.Chronic psy— chosocial stress——induced down——regulation of immunity depends upon individual factors[J].Neuroimmunology,2003,141(1 2):58-64. 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