微量元素硒干预实验性大鼠肝纤维化现状范文

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【关键词】肝纤维化

肝纤维化是各种病因所致的慢性肝病的共同病理过程，是肝硬化的必经阶段。其病理特征表现为汇管区及肝小叶内大量纤维组织异常增生沉淀，导致肝脏结构变形，从而引起或进一步加重肝功能损害。研究发现，肝纤维化继续发展有25%～40%最终发展为肝硬化。肝纤维化发生的机制极为复杂，主要表现为肝细胞外基质（ECM）的过度增多和异常沉积，这也是肝脏对慢性损伤的一种反应。肝纤维化能否逆转一直是一个有争议的问题，近年来，随着分子生物学与肝细胞分离技术的发展，肝纤维化发展的机制已被部分阐明,目前认为肝纤维化是一种可逆性病变［1］,若在肝纤维化时期积极治疗，其预后将大大改观。但目前国内外尚缺乏理想的抗肝脏纤维化的药物，临床治疗尚处于探索阶段，而动物实验研究能为临床提供实践和理论依据，因此实验性抗肝纤维化的研究亦显得格外重要。

硒是生命活动不可缺少的微量元素之一，它是构成谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的重要部分，催化还原型谷胱甘肽（GSH）变成氧化型谷胱甘肽（GSSG），使有毒的过氧化物变成无毒的羟基化合物。同时，硒还与过氧化氢酶、超氧化物歧化酶（SOD）、维生素E、维生素C、类胡萝卜素等一起参加脂质氧化酶通路，主要功能是清除各种氧自由基（例如过氧化氢、有机过氧化氢、超氧化物以及羟自由基等），从而对人体正常生理功能起着关键性作用，同时对肝纤维化的预防和治疗也起到一定的作用。已有很多动物实验的证据表明，适量硒具有抵抗自由基对肝脏的损伤作用，能够防治肝纤维化，而且随着科技发展，从动物实验中获得的硒防治肝纤维化的证据也越来越多。本文就近年来硒及其硒的化合物和生物转化物对实验性大鼠肝纤维化的干预作用进行综述。

1近年来出现了多种硒化合物

除了无机硒以外，近年来产生了多种有机硒，有机硒具有更好的生物学效应和生物可利用性。通过有机硒化合物富硒螺旋藻和无机硒对大鼠抗肝纤维化作用比较研究结果表明［2］，饲富硒螺旋藻（Se-SP）的实验性肝纤维化大鼠（Se-SP组）的血清谷丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天冬门氨酸氨基转移酶（AST）、总蛋白,白蛋白、白蛋白/球蛋白之比（A/G）均显著优于饲亚硒酸钠大鼠（Se组）；肝组织病理学显示：肝组织中胶原相对含量Se-SP组显著低于Se组，肝纤维化分期为I期、Ⅱ期和Ⅲ期的大鼠在二组中分别出现9、3、0只和3、7、2只；血清硒、GSH-Px、SOD也是前者高于后者，而血清透明质酸（HA）和过氧化产物丙二醛则是Se-SP组显著低于Se组。Se-SP拮抗大鼠实验性肝纤维化的机制主要是富含抗氧化天然活性物质，如藻蓝素、Y-亚麻酸、藻多糖等的螺旋藻，经过硒强化培养后，获得具促进硒酶活力生物活性硒源。机体在得到硒元素的同时还得到螺旋藻本身富含有的大量优质蛋白及其他有效成分，增强机体抗氧化能力和肝功能贮备，促进肝细胞修复等生物活性。

由于生物转化的有机硒比无机硒生物易吸收而毒性低，特别是富含天然抗氧化活性物质和蛋白质的植物如大蒜、茶、微藻、大米、麦等，还有含硒食品富硒蛋等。通过种植和培养生产富硒产品是可行的。硒酵母、硒蛋白、葡萄糖酸硒、硒代半胱氨酸、硒酸脂多糖、灵芝硒多糖、大蒜硒多糖及从富硒箬叶中也提取到硒多糖的成分，用硒粉和角叉菜胶也合成一种新的有机硒多糖-硒化角叉菜胶等都是机体补充硒元素良好来源，它们均表现出明显优于多糖、蛋白质或亚硒酸钠的生物活性和生物利用度。

近年来，有国外学者对纳米红色元素硒（nanoredelementalselenium，Nse）对肝损伤的保护作用做了大量的研究［3，4］，亚硒酸钠、二氧化硒等硒化合物虽有较高生物活性，但其毒性也较大，零价元素硒因其尺度大，不溶于水，故无生物活性和毒性，Nse即为零价元素硒。Nse以蛋白质为核，以红色元素硒为膜和以蛋白质为分散剂的新型纳米粒子。它形成以蛋白质和Nse组成的胶体溶液，跨越性的体现出高生物利用价值。通过Nse对四氯化碳（CCl4）致小鼠急性肝损伤的保护作用研究，及与葡萄糖醛酸内酯（glucurolactone，Glu）联用对大鼠肝纤维化形成过程的干预作用研究，显示了Nse具有更好的生物利用性和突出的低急性毒性，是一种具有应用价值的硒形态［5］。在国内郑青山等［6］为降低硒用量将Nse与Glu联用，观察对大鼠肝纤维化形成过程的干预作用。结果显示急性肝损伤阶段的短期用药（3wk），宜单用大剂量Nse（200μg/kg）即可；两药联合长期使用（6wk），在小剂量时（Nse100μg/kg+Glu50mg/kg）对大鼠实验性肝纤维化已呈现明显的防治作用，联用Nse和Glu作用强于单用Nse，优化的组合剂量为Nse100μg/kg+Glu60mg/kg（ig），亦证实了Nse确实是一种高效低毒的新的硒形式。

2硒干预实验性大鼠肝纤维化的效果

肝脏内细胞、ECM及介质是肝纤维化显型表达的三个基本成分，它们之间的相互作用、信号传递及正负反馈调节是迄今对肝纤维化认识的最重要概念。目前采取的抗肝纤维化总体对策包括保护肝细胞、抗氧自由基、促进肝细胞再生、抵制肝脏炎症、免疫调整、抵制肝星状细胞（HSC）活化及增殖、促进HSC凋亡、调整ECM的合成及降解等方面。

2．1硒与血清肝功能变化在大鼠肝纤维化造模时，血清肝功能是敏感的指标，在第一次注射CCl4后6h就会出现ALT、AST升高迹象［7］。但在饲料中添加适量硒（Se）（0.2mg／kg）和维生素E（VE）（250mg／kg）能显著降低血清中ALT、AST水平［8］。在另一个实验中Se组补充亚硒酸钠10.8μg，Se-SP组补100mgSe-SP（推算补Se10.8μg）。与模型组相比，Se-SP组对大鼠血清ALT和AST酶活性及AST／ALT比值显著降低，血清总蛋白、白蛋白和A/G比值则明显升高，Se组肝功能指标恢复程度比Se-SP组略差［2］。当Nse与Glu联用,在以CCl4制造大鼠肝纤维化模型3周时,ALT的下降率根据各补硒量（10～200μg/kg）的增大而升高；其中“Nse100μg/kg+Glu60mg/kg（ig）”组在造模6周时的ALT,与模型组继续升高的ALT相比差异有显著性（P<0.01）,呈现出防治肝纤维化的作用［6］。

2．2硒与血清肝纤维化指标变化急性或慢性肝损害时，损伤肝细胞及邻近内皮细胞，首先启动炎性细胞、枯否细胞，导致HSC激活、增生、转化和分裂，合成大量胶原蛋白、蛋白多糖及糖蛋白等ECM。

因此HSC和ECM等均成为肝纤维化的标志物。

通过检测HSC凋亡状况来了解用50％CCl4制备大鼠肝纤维化模型最后一次注射后3、7、14、28天（恢复期）的肝组织状况，结果在恢复期各时间点，病理对照组和抗氧化干预组（饲料中含适量VE和Se）激活的HSC数量呈逐步下降趋势，同时，从恢复期第7天开始，HSC凋亡细胞数以及肝组织内的胶原量亦同步下降；在同一时间点，干预组激活的HSC数量低于病理对照组，而HSC凋亡数和凋亡率均高于病理对照组［9］。在大鼠肝纤维化造模时和成模时，应用硒预防可使肝组织胶原蛋白含量的指标-羟脯氨酸明显低于模型组（P<0.01）［8，10］，说明要预防肝纤维化的发生，首先要防止肝细胞损伤。补硒对大鼠肝纤维化血清标志物透明质酸（HA）［2，11～13］和层粘连蛋白（LN）［13，14］有显著下降作用，对前胶原蛋白Ⅲ（PCⅢ）也有一定下降作用［6］。

2．3硒在大鼠肝纤维化模型中的抗氧化作用在江苏省启东市食用硒盐的自然人群中,其血硒和血清谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）含量显著高于不摄取硒盐者［15］。在肝纤维化大鼠模型中,饲硒模型鼠肝组织和血清中的硒含量与未饲硒模型鼠相比有明显上升［8］,但与未饲硒的非模型的正常大鼠相比,则无显著上升迹象［8，10，16］,提示在肝细胞损伤情况下机体对抗氧化剂硒的所需量比正常情况下的需求量要大。

含硒酶是体内内源性抗氧化保护系统（AODS）的重要成员之一，AODS能拮抗氧反应基团，防止氧化损伤的积累，避免氧化应激状态的出现。硒是体内含硒酶的重要组分，体内硒的营养状态可直接影响到体内重要的含硒酶GSH-Px和磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶（PHG-Px）的活性及合成。现在的研究已证实，体内硒营养状态与体内含硒酶的活性密切相关，适量的硒营养能够有助于提高体内含硒酶类的活性，从而提高机体的抗氧化能力，拮抗自由基对机体的损伤。饲硒后大鼠血清中GSH-Px随之上升［8，12］。硫氧还蛋白还原酶（thioredoxinreduce-tases,TR）活性也显著升高。与GSH-Px一样TR在细胞抗氧化及增殖、分化调节中也起重要作用［12］。

SOD对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用，故SOD活力的高低间接反映了机体清除氧自由基的能力。饲硒大鼠SOD水平在各个实验中略有不同:李峰等报道硒干预组大鼠肝组织SOD活性显著高于模型组（50%CCl4制模）（P<0.05）,与对照组之间无差别，干预组血清SOD活性也高于模型组（P<0.01）但低于对照组（P<0.05）［8］；李琳等也报道喂硒大鼠血清SOD活性明显高于染毒组（40%CCl4制模）（P<0.05），但低于对照组［11］；黄峙等则报道饲富硒螺旋藻大鼠血清SOD活性比对照组高（P<0.05）但与模型组（3%硫代乙酰胺制模）相似［2］。这些区别可能与诱发肝纤维化的试剂和硒的形式不同所致。

丙二醛的量反映了机体内脂质过氧化的程度，可间接地反映出机体细胞受自由基攻击的严重程度。在肝纤维化实验中，模型组大鼠肝组织和血清丙二醛含量均明显高于硒干预组（P<0.01），硒干预组肝组织和血清丙二醛含量则高于对照组［2，8，17］。

生物膜在细胞的结构和功能中起关键作用。细胞膜的流动性对于细胞维持正常的生理功能十分重要。结合在膜上的酶及受体的活性都要受到细胞膜流动性的影响［18］。四氯化碳在体内可使膜脂质不饱和脂肪酸发生过氧化。实验证明过氧化与膜流动性密切相关。饲硒组的生物膜流动性显著优于模型组［10］，也证实了硒的抗氧化作用。

2．4硒使肝纤维化病理学病变减轻对肝纤维化实验模型大鼠的肝细胞描述主要有肝细胞肿胀、变性（脂肪性变、水样变）坏死、炎症改变、排列紊乱等；而硒干预大鼠的肝细胞病变均明显减轻［6，8～11，16，17］。

根据五个实验报道，共有48只对照用大鼠肝组织均未出现肝纤维化；70只饲硒模型鼠中肝纤维化呈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级分别占34%、40%、11%和0；而43只未饲硒模型鼠中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级分别占7%、19%、40%和35%［2，8，13，14，16］。说明适量补硒能够拮抗肝坏死的发生或减轻其程度，因而能阻止肝纤维化进展。

2.5硒影响细胞免疫功能人单核细胞（PBMC）经硒预作用6h后,可明显对抗叔丁基过氧化氢诱导的脂质过氧气化损伤,仍保持较高的白细胞介素-2（IL-2）分泌和白细胞介素-2受体（IL-2R）表达能力,与未加硒的PBMC比较差异有显著性（P<0.05,P<0.01）；而硒对正常人PBMC分泌IL-2和表达IL-2R则未见显著影响［19］。

3硒预防肝纤维化作用大于治疗作用

在中药抗纤I号和软肝胶囊加硒治疗已经成模的大鼠肝硬化时,大鼠胸腺组织CD4、CD4／CD8［13，20］；胸腺指数、巨噬细胞吞噬功能、脾指数、血清循环免疫复合物、肝组织TGF-β1mRNA的表达量［20］等各种指标仅略优于未加硒大鼠，两者差异无显著性，说明补硒对已成肝硬化模型的大鼠基本无逆转作用。

用麦硒康干预酒精诱导的大鼠肝纤维化时，将大鼠分为预先给硒组和同时给硒组，结果血清生化指标如ALT、AST、乳酸脱氢酶（LDH）、甘油三酯、总蛋白、白蛋白、A/G等及肝组织生化指标如总蛋白质、SOD、丙二醛各种指标均显示前组优于后组，除肝组织生化指标如总蛋白质和SOD二项外，两组相比差异均有显著性［17］。在用3%硫代乙酰胺诱导大鼠肝纤维化时，发现同期补硒的大鼠肝细胞增生核抗原（proliferatingcellnuclearantigen,PCNA）表达指数及DNA合成水平比模型组都有显著提高（P<0.05）［12］。表明及时补硒对肝纤维化具有较强的抗氧化性和促进肝细胞的再生及功能修复作用。提示硒可能在预防和治疗早期肝纤维化时效果更好。4硒与抗氧气化剂结合应用效果更好

实验研究表明氧应激状态是肝纤维化发生途径中的重要环节之一。硒和维生素E（VE）是体内重要的抗氧化成分，在补硒的同时，补充VE进行肝纤维化治疗可能是一种可行的防治手段。李峰等［8］认为硒和VE干预组大鼠抗氧化能力有显著提高，表现在干预组大鼠肝组

织和血清SOD、红细胞GSH-PX活性均显著高于模型组，而肝组织和血清丙二醛水平显著低于模型组。同时，干预组大鼠的肝纤维化程度显著低于模型组，体现在血清ALT、AST水平、肝组织羟脯氨酸含量都显著低于模型组；组织病理学检查显示肝脏胶原纤维增生程度也显著低于模型组。

实验研究结果显示［11］，Se和VE如单纯补充均可使受CCl4侵害的大鼠肝功能指标（ALT、AST、G）有所下降，且能减轻肝细胞变性及纤维增生程度，但两者又有自己的特殊效应，不能完全互相替代。如单纯补充VE能够降低血清HA水平，而Se则无明显作用。单纯补充Se或VE对血清SOD的活性无显著影响，只有联合添加时才能明显提高SOD的活性，而且对其他指标均有显著改善。表明Se和VE均可提高机体的抗氧化能力，不同程度地对抗CCl4诱发的肝损伤，但两者作用的环节不同。Se和VE通过不同的抗氧化机制，保护肝细胞免受自由基损伤，抑制HSC激活，发挥抗肝纤维化作用，只有联合应用时，才能充分表现出对肝损伤的协同保护作用。

螺旋藻富含藻蓝蛋白、藻多糖等多种抗氧化活性成分。富硒螺旋藻是一种具有开发价值的补硒剂。通过3%硫代乙酰胺腹腔注射诱发的大鼠肝纤维化模型，发现富硒螺旋藻（Se-SP）可明显拮抗大鼠肝纤维化。与单纯补硒（Se）组相比，Se-SP组肝功能指标恢复程度更为显著；大鼠肝组织的胶原相对含量比模型组降低了约60％，病理诊断主要为I级，比Se组纤维化程度明显降低；血清HA水平显著降低；血Se水平、及GSH-Px和SOD活性均更加上升，TR活性也显著升高，具有统计意义。而丙二醛更加下降。Se-SP组大鼠PCNA表达指数及DNA合成水平比饲Se组都有明显提高（P<0.05）。可能因Se-SP除硒之外，还含有多种天然活性物质，发挥直接抗氧化作用和氧化还原调节功能［2，12］。

综上所述，发生肝纤维化的大鼠对硒的消耗量增加，适量补充各种形式的硒对防治实验性大鼠肝纤维化均有一定的作用，且硒的预防作用大于治疗作用，与其他抗氧化剂合用或将硒加载于有机物应用会具有更好的效果。

动物实验的目的是更好地为人类服务。鉴于硒对肝脏有双重作用，适量可预防和治疗肝纤维化，过量则导致肝损伤。因此，将硒用于人体时，应注意选择低毒高效的硒化合物，并注意掌握硒的用量。有理由相信,随着对各种硒产物的开发应用，硒对人类的作用将越来越大。

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