II型糖尿病患者紅細(xì)胞膜鈉鉀泵活性研究課件

1、II型糖尿病患者紅細(xì)胞膜鈉鉀泵活性研究 生物醫(yī)藥工程系 2009級(jí)生物技術(shù)專業(yè)第二小組負(fù)責(zé)人：高曉航小組成員：曹林、龐圓濤、蘇志遠(yuǎn)、趙鵬飛目 錄一、II型糖尿病概述二、鈉鉀泵概述三、臨床資料四、結(jié)果五、討論六、相關(guān)資料一、 型糖尿病概述型糖尿病也叫成人發(fā)病型糖尿病，多在3540歲之后發(fā)病，占糖尿病患者90%以上。 型糖尿病病友體內(nèi)產(chǎn)生胰島素的能力并非完全喪失，有的患者體內(nèi)胰島素甚至產(chǎn)生過多，但胰島素的作用效果卻大打折扣，因此患者體內(nèi)的胰島素可能處于一種相對(duì)缺乏的狀態(tài)。 二、鈉鉀泵概述鈉鉀泵（sodium potassium pump）又稱鈉鉀幫浦，它會(huì)使細(xì)胞外的NA+濃度高于細(xì)胞內(nèi)，當(dāng)NA+順

2、著濃度差進(jìn)入細(xì)胞時(shí)，會(huì)經(jīng)由本體蛋白質(zhì)的運(yùn)載體將不易通過細(xì)胞膜的物質(zhì)以共同運(yùn)輸?shù)姆绞綆爰?xì)胞。鈉鉀泵（也稱鈉鉀轉(zhuǎn)運(yùn)體），為蛋白質(zhì)分子，進(jìn)行鈉離子和鉀離子之間的交換。每當(dāng)三個(gè)鈉離子被轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞，就有兩個(gè)鉀離子被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)部。保持膜內(nèi)高鉀膜外高鈉的不均勻離子分布 。 細(xì)胞內(nèi)高鉀是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必需條件；防止細(xì)胞水腫；勢(shì)能貯備。組成和作用方式 組成 NaK 泵由、兩亞基組成。亞基為分子量約 120KD 的跨膜蛋白，既有Na、K 結(jié)合位點(diǎn)，又具 ATP 酶活性，因此 NaK 泵又稱為 NaKATP 酶。亞基為小亞基，是分子量約 50KD 的糖蛋白。 一般認(rèn)為 NaK 泵首先在膜內(nèi)側(cè)與細(xì)胞內(nèi)的 Na

3、 結(jié)合，ATP 酶活性被激活后，由 ATP 水解釋放的能量使“泵”本身構(gòu)象改變，將 Na 輸出細(xì)胞；與此同時(shí)， “泵”與細(xì)胞膜外側(cè)的 K 結(jié)合，發(fā)生去磷酸化后構(gòu)象再次改變，將 K 輸入細(xì)胞內(nèi)。研究表明，每消耗 1 個(gè) ATP 分子，可使細(xì)胞內(nèi)減少 3 個(gè) Na 并增加 2 個(gè) K。 細(xì)胞膜鈉鉀泵作用首先是由Hodkin和Keynes(1955)所發(fā)現(xiàn).1957年Skou發(fā)現(xiàn)了Na+-K+ ATP酶并證明其與鈉鉀泵的作用有關(guān). 作用方式鈉鉀泵的作用方式可因不同生理?xiàng)l件而異,在紅細(xì)胞膜中可能有以下幾種方式: 1.正常的作用方式利用ATP的水解與Na+-K+的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)相偶聯(lián). 2.泵的反方向作用利用

4、Na+-K+的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)來推動(dòng)ATP的合成. 3.Na+ - Na+交換反應(yīng)可能與ATP和ADP交換反應(yīng)相偶聯(lián). 4.K+ - K+交換反應(yīng)與Pi和H2(18)O的交換反應(yīng)相偶聯(lián). 5.依賴ATP水解,解偶聯(lián)使Na+排出. 鈉鉀泵與疾病 經(jīng)科學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)Na+-K+泵在人體的正常代謝中具有非常重要的作用，與一些疾病的發(fā)生也有著密切的關(guān)系。如肝水腫，白內(nèi)障，囊纖維化，癲癇 ，偏頭痛 ，高血壓等。另外，最近的研究表明, Na+-K+泵還與屢減仍肥有著千絲萬縷的關(guān)系。 在這里，僅就型糖尿病與Na+-K+泵的關(guān)系做一部分研究。 三、臨床資料.病例選擇未治療的型糖尿病患者例，其中男例，女例。年齡歲。按空腹

5、血糖值分為組：（）輕度：空腹血糖.。（）中度：空腹血糖.。（）嚴(yán)重：空腹血糖 .?？崭辜安秃笱露颊５恼?duì)照例（男例, 女例）。各組間年齡、體重指數(shù)（）無明顯差異。.方法（）口服葡萄糖耐量試驗(yàn)（）所有研究對(duì)象均隔夜空腹,次晨點(diǎn)口服葡萄糖,按空腹、餐后分鐘、分鐘、分鐘四點(diǎn)取血樣分別作血糖、胰島素測(cè)定。并計(jì)算血糖曲線下面積（）,胰島素曲線下面積（）。（）鈉鉀泵、鈣泵活性測(cè)定鈉鉀泵活性測(cè)定紅細(xì)胞膜制備：取靜脈血加抗凝,采血后立即用離心分鐘,紅細(xì)胞用一一生理鹽水（）等滲液洗滌次,然后按：的比例向洗凈的紅細(xì)胞中加人預(yù)冷（）的一緩沖液（）,輕輕搖動(dòng)幾下后放置于冰箱中分鐘,使紅細(xì)胞充分溶血,然后以離心分

6、鐘去掉上清液,同樣條件洗次,即得紅細(xì)胞膜。以上操作均在條件下完成。膜蛋白測(cè)定（改良法）：分光光度儀在波長(zhǎng)處測(cè)定光吸收,用牛血清白蛋白作標(biāo)準(zhǔn)。離子泵活性測(cè)定（改良法）：鈉鉀泵反應(yīng)體系：含膜蛋白, , , ., , 一（）,添加或不添加.哇巴因。反應(yīng)以加入開始，水浴分鐘后，加人液（.鉬酸按，.孔雀石綠，.液），迅速混溶,中止酶反應(yīng)，分鐘后加人檸檬酸鈉鹽，混溶，在室溫下放置分鐘后于比色。離子泵活性用蛋白表示.數(shù)據(jù)處理全部數(shù)據(jù)以均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差（）表示。組間均數(shù)的比較采用檢驗(yàn)，并將所有病例（例）的鈉鉀泵、鈣泵分別和血糖、胰島素作直線相關(guān)分析。四、結(jié)果型糖尿病和正常對(duì)照組鈉鉀泵、鈣泵、胰島素值比較表明型糖尿病

7、患者鈉鉀泵、鈣泵活性明顯降低（.）,且型糖尿病患者空腹胰島素明顯升高（.）,餐后分鐘胰島素明顯降低（.），見表。型糖尿病輕、中、重三組間比較表明,輕度患者餐后分鐘胰島素及其明顯高于中度、 （.，.）、其餐后分鐘、分鐘胰島素及其都高于重度,值分別為., ., .,三組間鈉鉀泵活性無明顯變化,見表。直線相關(guān)分析表明：鈉鉀泵和血糖呈負(fù)相關(guān)（.、.；.、.）,鈉鉀泵、鈣泵和胰島素間都不存在明顯相關(guān)性。五、討論1.鈉鉀泵活性降低可能引起肌醉代謝失常而導(dǎo)致神經(jīng)病變，紅細(xì)胞膜鈣泵活性下降引起紅細(xì)胞 內(nèi)鈣離子增多,其變形能力將下降在血管平襯磯細(xì)飽鈉鉀泵、鈣泵活性下降使細(xì)胞內(nèi)鈉及鉀或鈣含量增加,這樣平滑肌細(xì)胞對(duì)

8、血管收縮物質(zhì)的反應(yīng)性及其緊張性亦都增加,就可導(dǎo)致高血壓 。2.本實(shí)驗(yàn)研究表明 II型糖尿病患者鈉鉀泵鈣泵活性明顯降低,且兩者都和血糖呈負(fù)相關(guān),說明高血糖對(duì)紅細(xì)胞膜鈉鉀泵、鈣泵活性有影響,其機(jī)理可能是 高糖環(huán)境使紅細(xì)胞膜蛋白過度糖基化,使其結(jié)構(gòu)和功能改變,也可使紅細(xì)胞膜的磷脂層成份和性、流動(dòng)性物理性狀改變,從而使離子泵活性下降。六、相關(guān)資料1 白內(nèi)障與Na+-K+泵白內(nèi)障的病因較為復(fù)雜，可能是環(huán)境，營養(yǎng)，代謝和遺傳等多種因素。對(duì)晶狀體長(zhǎng)期綜合作用的結(jié)果。一般認(rèn)為，氧化損傷引起白內(nèi)障的最早期變化。氧化作用會(huì)損傷晶狀體細(xì)胞膜，使維持細(xì)胞內(nèi)正常代鈉和高鉀離子濃度的Na+-K-ATP酶泵功能明顯改變，對(duì)

9、鈉離子的通透性增加，使晶狀體內(nèi)的鈉離子增加，導(dǎo)致水的流失，開始了皮質(zhì)性白內(nèi)障的過程。2 高血壓與Na+-K+泵據(jù)報(bào)道，高血壓患者及有高血壓家族史而血壓正常者有跨膜電解質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)紊亂，其血清中有一種激素樣物質(zhì)，可抑制Na+/K+-ATP酶活性，以致鈉鉀泵功能降低，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Na+，Ca2+濃度增加，動(dòng)脈壁SMC收縮加強(qiáng)，腎上腺素能受體(adrenergic receptor)密度增加，血管反應(yīng)性加強(qiáng)。這些都有助于動(dòng)脈血壓升高。近來研究發(fā)現(xiàn)，血管緊張素(AGT)基因可能有15種缺陷，正常血壓的人偶見缺陷，而高血壓患者在AGT基因上的3個(gè)特定部位均有相同的變異?；几哐獕旱男值芑蚪忝每色@得父母的AGT基因的同一拷貝。有這種遺傳缺陷的高血壓患者，其血漿血管緊張素原水平高于對(duì)照組。3 屢減仍肥與Na+-K+泵 新近發(fā)現(xiàn)，有些肥胖者雖然堅(jiān)持節(jié)食，活動(dòng)量也不小，但仍然減肥不了。這種肥胖的根本原因是因?yàn)槿梭w中褐色脂肪組織的產(chǎn)熱功