微量元素硒干預實驗性大鼠肝纖維化現狀范文

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【關鍵詞】肝纖維化

肝纖維化是各種病因所致的慢性肝病的共同病理過程，是肝硬化的必經階段。其病理特征表現為匯管區及肝小葉內大量纖維組織異常增生沉淀，導致肝臟結構變形，從而引起或進一步加重肝功能損害。研究發現，肝纖維化繼續發展有25%～40%最終發展為肝硬化。肝纖維化發生的機制極為復雜，主要表現為肝細胞外基質（ECM）的過度增多和異常沉積，這也是肝臟對慢性損傷的一種反應。肝纖維化能否逆轉一直是一個有爭議的問題，近年來，隨著分子生物學與肝細胞分離技術的發展，肝纖維化發展的機制已被部分闡明,目前認為肝纖維化是一種可逆性病變［1］,若在肝纖維化時期積極治療，其預后將大大改觀。但目前國內外尚缺乏理想的抗肝臟纖維化的藥物，臨床治療尚處于探索階段，而動物實驗研究能為臨床提供實踐和理論依據，因此實驗性抗肝纖維化的研究亦顯得格外重要。

硒是生命活動不可缺少的微量元素之一，它是構成谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的重要部分，催化還原型谷胱甘肽（GSH）變成氧化型谷胱甘肽（GSSG），使有毒的過氧化物變成無毒的羥基化合物。同時，硒還與過氧化氫酶、超氧化物歧化酶（SOD）、維生素E、維生素C、類胡蘿卜素等一起參加脂質氧化酶通路，主要功能是清除各種氧自由基（例如過氧化氫、有機過氧化氫、超氧化物以及羥自由基等），從而對人體正常生理功能起著關鍵性作用，同時對肝纖維化的預防和治療也起到一定的作用。已有很多動物實驗的證據表明，適量硒具有抵抗自由基對肝臟的損傷作用，能夠防治肝纖維化，而且隨著科技發展，從動物實驗中獲得的硒防治肝纖維化的證據也越來越多。本文就近年來硒及其硒的化合物和生物轉化物對實驗性大鼠肝纖維化的干預作用進行綜述。

1近年來出現了多種硒化合物

除了無機硒以外，近年來產生了多種有機硒，有機硒具有更好的生物學效應和生物可利用性。通過有機硒化合物富硒螺旋藻和無機硒對大鼠抗肝纖維化作用比較研究結果表明［2］，飼富硒螺旋藻（Se-SP）的實驗性肝纖維化大鼠（Se-SP組）的血清谷丙氨酸氨基轉移酶（ALT）、天冬門氨酸氨基轉移酶（AST）、總蛋白,白蛋白、白蛋白/球蛋白之比（A/G）均顯著優于飼亞硒酸鈉大鼠（Se組）；肝組織病理學顯示：肝組織中膠原相對含量Se-SP組顯著低于Se組，肝纖維化分期為I期、Ⅱ期和Ⅲ期的大鼠在二組中分別出現9、3、0只和3、7、2只；血清硒、GSH-Px、SOD也是前者高于后者，而血清透明質酸（HA）和過氧化產物丙二醛則是Se-SP組顯著低于Se組。Se-SP拮抗大鼠實驗性肝纖維化的機制主要是富含抗氧化天然活性物質，如藻藍素、Y-亞麻酸、藻多糖等的螺旋藻，經過硒強化培養后，獲得具促進硒酶活力生物活性硒源。機體在得到硒元素的同時還得到螺旋藻本身富含有的大量優質蛋白及其他有效成分，增強機體抗氧化能力和肝功能貯備，促進肝細胞修復等生物活性。

由于生物轉化的有機硒比無機硒生物易吸收而毒性低，特別是富含天然抗氧化活性物質和蛋白質的植物如大蒜、茶、微藻、大米、麥等，還有含硒食品富硒蛋等。通過種植和培養生產富硒產品是可行的。硒酵母、硒蛋白、葡萄糖酸硒、硒代半胱氨酸、硒酸脂多糖、靈芝硒多糖、大蒜硒多糖及從富硒箬葉中也提取到硒多糖的成分，用硒粉和角叉菜膠也合成一種新的有機硒多糖-硒化角叉菜膠等都是機體補充硒元素良好來源，它們均表現出明顯優于多糖、蛋白質或亞硒酸鈉的生物活性和生物利用度。

近年來，有國外學者對納米紅色元素硒（nanoredelementalselenium，Nse）對肝損傷的保護作用做了大量的研究［3，4］，亞硒酸鈉、二氧化硒等硒化合物雖有較高生物活性，但其毒性也較大，零價元素硒因其尺度大，不溶于水，故無生物活性和毒性，Nse即為零價元素硒。Nse以蛋白質為核，以紅色元素硒為膜和以蛋白質為分散劑的新型納米粒子。它形成以蛋白質和Nse組成的膠體溶液，跨越性的體現出高生物利用價值。通過Nse對四氯化碳（CCl4）致小鼠急性肝損傷的保護作用研究，及與葡萄糖醛酸內酯（glucurolactone，Glu）聯用對大鼠肝纖維化形成過程的干預作用研究，顯示了Nse具有更好的生物利用性和突出的低急性毒性，是一種具有應用價值的硒形態［5］。在國內鄭青山等［6］為降低硒用量將Nse與Glu聯用，觀察對大鼠肝纖維化形成過程的干預作用。結果顯示急性肝損傷階段的短期用藥（3wk），宜單用大劑量Nse（200μg/kg）即可；兩藥聯合長期使用（6wk），在小劑量時（Nse100μg/kg+Glu50mg/kg）對大鼠實驗性肝纖維化已呈現明顯的防治作用，聯用Nse和Glu作用強于單用Nse，優化的組合劑量為Nse100μg/kg+Glu60mg/kg（ig），亦證實了Nse確實是一種高效低毒的新的硒形式。

2硒干預實驗性大鼠肝纖維化的效果

肝臟內細胞、ECM及介質是肝纖維化顯型表達的三個基本成分，它們之間的相互作用、信號傳遞及正負反饋調節是迄今對肝纖維化認識的最重要概念。目前采取的抗肝纖維化總體對策包括保護肝細胞、抗氧自由基、促進肝細胞再生、抵制肝臟炎癥、免疫調整、抵制肝星狀細胞（HSC）活化及增殖、促進HSC凋亡、調整ECM的合成及降解等方面。

2．1硒與血清肝功能變化在大鼠肝纖維化造模時，血清肝功能是敏感的指標，在第一次注射CCl4后6h就會出現ALT、AST升高跡象［7］。但在飼料中添加適量硒（Se）（0.2mg／kg）和維生素E（VE）（250mg／kg）能顯著降低血清中ALT、AST水平［8］。在另一個實驗中Se組補充亞硒酸鈉10.8μg，Se-SP組補100mgSe-SP（推算補Se10.8μg）。與模型組相比，Se-SP組對大鼠血清ALT和AST酶活性及AST／ALT比值顯著降低，血清總蛋白、白蛋白和A/G比值則明顯升高，Se組肝功能指標恢復程度比Se-SP組略差［2］。當Nse與Glu聯用,在以CCl4制造大鼠肝纖維化模型3周時,ALT的下降率根據各補硒量（10～200μg/kg）的增大而升高；其中“Nse100μg/kg+Glu60mg/kg（ig）”組在造模6周時的ALT,與模型組繼續升高的ALT相比差異有顯著性（P<0.01）,呈現出防治肝纖維化的作用［6］。

2．2硒與血清肝纖維化指標變化急性或慢性肝損害時，損傷肝細胞及鄰近內皮細胞，首先啟動炎性細胞、枯否細胞，導致HSC激活、增生、轉化和分裂，合成大量膠原蛋白、蛋白多糖及糖蛋白等ECM。

因此HSC和ECM等均成為肝纖維化的標志物。

通過檢測HSC凋亡狀況來了解用50％CCl4制備大鼠肝纖維化模型最后一次注射后3、7、14、28天（恢復期）的肝組織狀況，結果在恢復期各時間點，病理對照組和抗氧化干預組（飼料中含適量VE和Se）激活的HSC數量呈逐步下降趨勢，同時，從恢復期第7天開始，HSC凋亡細胞數以及肝組織內的膠原量亦同步下降；在同一時間點，干預組激活的HSC數量低于病理對照組，而HSC凋亡數和凋亡率均高于病理對照組［9］。在大鼠肝纖維化造模時和成模時，應用硒預防可使肝組織膠原蛋白含量的指標-羥脯氨酸明顯低于模型組（P<0.01）［8，10］，說明要預防肝纖維化的發生，首先要防止肝細胞損傷。補硒對大鼠肝纖維化血清標志物透明質酸（HA）［2，11～13］和層粘連蛋白（LN）［13，14］有顯著下降作用，對前膠原蛋白Ⅲ（PCⅢ）也有一定下降作用［6］。

2．3硒在大鼠肝纖維化模型中的抗氧化作用在江蘇省啟東市食用硒鹽的自然人群中,其血硒和血清谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）含量顯著高于不攝取硒鹽者［15］。在肝纖維化大鼠模型中,飼硒模型鼠肝組織和血清中的硒含量與未飼硒模型鼠相比有明顯上升［8］,但與未飼硒的非模型的正常大鼠相比,則無顯著上升跡象［8，10，16］,提示在肝細胞損傷情況下機體對抗氧化劑硒的所需量比正常情況下的需求量要大。

含硒酶是體內內源性抗氧化保護系統（AODS）的重要成員之一，AODS能拮抗氧反應基團，防止氧化損傷的積累，避免氧化應激狀態的出現。硒是體內含硒酶的重要組分，體內硒的營養狀態可直接影響到體內重要的含硒酶GSH-Px和磷脂氫谷胱甘肽過氧化物酶（PHG-Px）的活性及合成。現在的研究已證實，體內硒營養狀態與體內含硒酶的活性密切相關，適量的硒營養能夠有助于提高體內含硒酶類的活性，從而提高機體的抗氧化能力，拮抗自由基對機體的損傷。飼硒后大鼠血清中GSH-Px隨之上升［8，12］。硫氧還蛋白還原酶（thioredoxinreduce-tases,TR）活性也顯著升高。與GSH-Px一樣TR在細胞抗氧化及增殖、分化調節中也起重要作用［12］。

SOD對機體的氧化與抗氧化平衡起著至關重要的作用，故SOD活力的高低間接反映了機體清除氧自由基的能力。飼硒大鼠SOD水平在各個實驗中略有不同:李峰等報道硒干預組大鼠肝組織SOD活性顯著高于模型組（50%CCl4制模）（P<0.05）,與對照組之間無差別，干預組血清SOD活性也高于模型組（P<0.01）但低于對照組（P<0.05）［8］；李琳等也報道喂硒大鼠血清SOD活性明顯高于染毒組（40%CCl4制模）（P<0.05），但低于對照組［11］；黃峙等則報道飼富硒螺旋藻大鼠血清SOD活性比對照組高（P<0.05）但與模型組（3%硫代乙酰胺制模）相似［2］。這些區別可能與誘發肝纖維化的試劑和硒的形式不同所致。

丙二醛的量反映了機體內脂質過氧化的程度，可間接地反映出機體細胞受自由基攻擊的嚴重程度。在肝纖維化實驗中，模型組大鼠肝組織和血清丙二醛含量均明顯高于硒干預組（P<0.01），硒干預組肝組織和血清丙二醛含量則高于對照組［2，8，17］。

生物膜在細胞的結構和功能中起關鍵作用。細胞膜的流動性對于細胞維持正常的生理功能十分重要。結合在膜上的酶及受體的活性都要受到細胞膜流動性的影響［18］。四氯化碳在體內可使膜脂質不飽和脂肪酸發生過氧化。實驗證明過氧化與膜流動性密切相關。飼硒組的生物膜流動性顯著優于模型組［10］，也證實了硒的抗氧化作用。

2．4硒使肝纖維化病理學病變減輕對肝纖維化實驗模型大鼠的肝細胞描述主要有肝細胞腫脹、變性（脂肪性變、水樣變）壞死、炎癥改變、排列紊亂等；而硒干預大鼠的肝細胞病變均明顯減輕［6，8～11，16，17］。

根據五個實驗報道，共有48只對照用大鼠肝組織均未出現肝纖維化；70只飼硒模型鼠中肝纖維化呈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ級分別占34%、40%、11%和0；而43只未飼硒模型鼠中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ級分別占7%、19%、40%和35%［2，8，13，14，16］。說明適量補硒能夠拮抗肝壞死的發生或減輕其程度，因而能阻止肝纖維化進展。

2.5硒影響細胞免疫功能人單核細胞（PBMC）經硒預作用6h后,可明顯對抗叔丁基過氧化氫誘導的脂質過氧氣化損傷,仍保持較高的白細胞介素-2（IL-2）分泌和白細胞介素-2受體（IL-2R）表達能力,與未加硒的PBMC比較差異有顯著性（P<0.05,P<0.01）；而硒對正常人PBMC分泌IL-2和表達IL-2R則未見顯著影響［19］。

3硒預防肝纖維化作用大于治療作用

在中藥抗纖I號和軟肝膠囊加硒治療已經成模的大鼠肝硬化時,大鼠胸腺組織CD4、CD4／CD8［13，20］；胸腺指數、巨噬細胞吞噬功能、脾指數、血清循環免疫復合物、肝組織TGF-β1mRNA的表達量［20］等各種指標僅略優于未加硒大鼠，兩者差異無顯著性，說明補硒對已成肝硬化模型的大鼠基本無逆轉作用。

用麥硒康干預酒精誘導的大鼠肝纖維化時，將大鼠分為預先給硒組和同時給硒組，結果血清生化指標如ALT、AST、乳酸脫氫酶（LDH）、甘油三酯、總蛋白、白蛋白、A/G等及肝組織生化指標如總蛋白質、SOD、丙二醛各種指標均顯示前組優于后組，除肝組織生化指標如總蛋白質和SOD二項外，兩組相比差異均有顯著性［17］。在用3%硫代乙酰胺誘導大鼠肝纖維化時，發現同期補硒的大鼠肝細胞增生核抗原（proliferatingcellnuclearantigen,PCNA）表達指數及DNA合成水平比模型組都有顯著提高（P<0.05）［12］。表明及時補硒對肝纖維化具有較強的抗氧化性和促進肝細胞的再生及功能修復作用。提示硒可能在預防和治療早期肝纖維化時效果更好。4硒與抗氧氣化劑結合應用效果更好

實驗研究表明氧應激狀態是肝纖維化發生途徑中的重要環節之一。硒和維生素E（VE）是體內重要的抗氧化成分，在補硒的同時，補充VE進行肝纖維化治療可能是一種可行的防治手段。李峰等［8］認為硒和VE干預組大鼠抗氧化能力有顯著提高，表現在干預組大鼠肝組

織和血清SOD、紅細胞GSH-PX活性均顯著高于模型組，而肝組織和血清丙二醛水平顯著低于模型組。同時，干預組大鼠的肝纖維化程度顯著低于模型組，體現在血清ALT、AST水平、肝組織羥脯氨酸含量都顯著低于模型組；組織病理學檢查顯示肝臟膠原纖維增生程度也顯著低于模型組。

實驗研究結果顯示［11］，Se和VE如單純補充均可使受CCl4侵害的大鼠肝功能指標（ALT、AST、G）有所下降，且能減輕肝細胞變性及纖維增生程度，但兩者又有自己的特殊效應，不能完全互相替代。如單純補充VE能夠降低血清HA水平，而Se則無明顯作用。單純補充Se或VE對血清SOD的活性無顯著影響，只有聯合添加時才能明顯提高SOD的活性，而且對其他指標均有顯著改善。表明Se和VE均可提高機體的抗氧化能力，不同程度地對抗CCl4誘發的肝損傷，但兩者作用的環節不同。Se和VE通過不同的抗氧化機制，保護肝細胞免受自由基損傷，抑制HSC激活，發揮抗肝纖維化作用，只有聯合應用時，才能充分表現出對肝損傷的協同保護作用。

螺旋藻富含藻藍蛋白、藻多糖等多種抗氧化活性成分。富硒螺旋藻是一種具有開發價值的補硒劑。通過3%硫代乙酰胺腹腔注射誘發的大鼠肝纖維化模型，發現富硒螺旋藻（Se-SP）可明顯拮抗大鼠肝纖維化。與單純補硒（Se）組相比，Se-SP組肝功能指標恢復程度更為顯著；大鼠肝組織的膠原相對含量比模型組降低了約60％，病理診斷主要為I級，比Se組纖維化程度明顯降低；血清HA水平顯著降低；血Se水平、及GSH-Px和SOD活性均更加上升，TR活性也顯著升高，具有統計意義。而丙二醛更加下降。Se-SP組大鼠PCNA表達指數及DNA合成水平比飼Se組都有明顯提高（P<0.05）。可能因Se-SP除硒之外，還含有多種天然活性物質，發揮直接抗氧化作用和氧化還原調節功能［2，12］。

綜上所述，發生肝纖維化的大鼠對硒的消耗量增加，適量補充各種形式的硒對防治實驗性大鼠肝纖維化均有一定的作用，且硒的預防作用大于治療作用，與其他抗氧化劑合用或將硒加載于有機物應用會具有更好的效果。

動物實驗的目的是更好地為人類服務。鑒于硒對肝臟有雙重作用，適量可預防和治療肝纖維化，過量則導致肝損傷。因此，將硒用于人體時，應注意選擇低毒高效的硒化合物，并注意掌握硒的用量。有理由相信,隨著對各種硒產物的開發應用，硒對人類的作用將越來越大。

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