血液保存期间红细胞膜发生明显的自氧化损伤。在库存条件下,红细胞膜发生脂质过氧化和膜成分的化学修饰,使膜脂和膜蛋白的结构和生物功能发生异常。下面就红细胞膜在库存条件下由于自氧化引起的溶血,脂质过氧化,细胞膜流动性的改变,膜蛋白巯基结合位置构象的改变和黄芩甙及其铜锌络合物的保护作用进行较详细的讨论。
①黄芩甙及其铜锌络合物对红细胞自氧化溶血的保护作用
红细胞在自氧化过程会造成溶血。在37℃保存24小时,出现明显溶血,取其上清,测试540nm光吸收,作为100%溶血的标准。加入黄芩甙及其铜锌络合物或甘露醇都可程度不同地抑制自氧化造成的溶血。黄芩甙可抑制大约50%的溶血,黄芩甙锌可抑制大约65%的溶血,黄芩甙铜只能抑制大约10%的溶血,甘露醇也可以抑制大约50%的溶血,单独加入锌对溶血不起明显抑制作用,单独加入铜则增加大约100%的溶血
②黄芩甙及其铜锌络合物对红细胞膜质过氧化的保护作用
用TBA法测定表明红细胞在37℃保存24小时,脂质过氧化可使TBA反应物增加大约25倍,加入黄芩甙及其铜锌络合物和甘露醇可分别抑制TBA反应物60%,80%,50%和55%,单独加入锌可抑制大约20%,单独加入铜不仅不能抑制脂质过氧化,反而增加大约20%TBA反应物。
③黄芩甙及其铜锌络合物对红细胞自氧化血红蛋白氧化的保护作用
血红蛋白的氧化仍采用测定577nm光吸收的减小和633nm光吸收的增加。在24小时的自氧化过程中红细胞内血红蛋白氧化增加6倍多,加入黄芩甙及其铜锌络合物可以分别抑制血红蛋白的氧化30%,50%和62%,甘露醇抑制大约16%,单独锌没有抑制作用,单独铜不仅没有抑制作用反而增加过氧化。
④黄芩甙及其铜锌络合物对红细胞自氧化后的抗氧化能力的影响
红细胞由于所处环境的特殊,很容易受到氧化损伤,因而富含抗氧化体系,其中包括酶和非酶类。利用化学发光方法检测红细胞自氧化后的完整红细胞和破膜红细胞的抗氧化性。主要检测它们对黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶体系产生的氧自由基的化学发光的清除作用。结果发现,自氧化后,红细胞的抗氧化能力大大下降,加入黄芩甙及其铜锌络合物可以分别提高自氧化后的完整和破膜红细胞抗氧化能力的大约33%和30%。55%和60%和75%和80%。加入甘露醇可以完整和破膜细胞抗氧化能力分别提高大约10%和12%。单独加入锌对完整和破膜红细胞的抗氧化能力没有什么影响,单独加入铜不仅没有提高完整和破膜红细胞的抗氧化能力,反而降低了它们的抗氧化能力。
⑤黄芩甙及其铜锌络合物对自氧化后红细胞膜的流动性的影响
仍采用两种脂肪酸自旋标记物标记红细胞膜的极性端和疏水端,利用ESR波谱技术测量和计算细胞膜磷脂和的序参数和旋转相关时间。由所得结果可以看出,红细胞自氧化增加细胞膜磷脂极性端的序参数,即减小细胞膜极性端的流动性,减小疏水端的序参数和旋转相关时间,即增加疏水端的流动性。加入黄芩甙、黄芩甙锌和甘露醇都可以保护红细胞自氧化对细胞膜极性端流动性的影响,其中黄芩甙锌的保护最明显。加入黄芩甙铜没有表现出保护作用,单独加入锌也没有表现出保护作用,单独加入铜还有加剧自氧化的细胞膜极性端活动性的影响。加入黄芩甙及其铜锌络合物、甘露醇甚至单独加入铜锌对自氧化红细胞膜疏水端流动性的改变都有不同程度的保护作用,其中仍是黄芩甙锌的保护作用最显著,其次是黄芩甙和单独加入锌。
⑥黄芩甙及其铜锌络合物对红细胞自氧化膜蛋白巯基结合位置构象改变的保护作用
用马来酰亚胺自旋标记红细胞膜蛋白的巯基,用ESR自旋标记波谱的强弱固定化比表示膜蛋白构象。红细胞自氧化以后,ESR波谱上强弱固定化比明显降低,加入黄芩甙及其铜锌络合物和甘露醇可明显保护自氧化对细胞膜蛋白巯基结合位置构象的改变。其中黄芩甙铜锌络合物的作用比黄芩甙和甘露醇的保护作用更明显,单独加入铜锌保护作用不明显。
从以上结果可以看出黄芩甙对红细胞的自氧化损伤有明显的保护作用,不论是红细胞膜的磷脂,还是细胞膜蛋白,均有较好的保护作用。黄芩甙锌对自氧化红细胞膜磷脂的保护作用明显高于黄芩甙。而黄芩甙铜不仅不能改善黄芩甙对细胞膜磷脂的保护作用,并且还加剧自氧化对细胞膜磷脂的损伤作用,但黄芩甙铜对自氧化细胞膜蛋白构象损伤的保护作用比黄芩甙强。