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丙二醛(MDA)测定的意义

2019-01-14  生物_医药...
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丙二醛(Malondialdehyde,MDA)

结构式:OHC-CH2-CHO

分子式:C3H4O2 (同丙烯酸)

分子量:72.0634


生物体内,自由基作用于脂质发生过氧化反应,氧化终产物为丙二醛,会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合,且具有细胞毒性。机体通过酶系统与非酶系统产生氧自由基,后者能攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸,引发脂质过氧化作用,并因此形成脂质过氧化酸。脂质过氧化作用不仅把活性氧转化成活性化学剂,即非自由基性的脂类分解产物,而且通过链式或链式支链反应,放大活性氧的作用。因此,初始的一个活性氧能导致很多脂类分解产物的形成,这些分解产物中,一些是无害的,另一些则能引起细胞代谢及功能障碍,甚至死亡,氧自由基不但通过生物膜中多不饱和脂肪酸的过氧化引起细胞损伤,而且还能通过脂氢过氧化物的分解产物引起细胞损伤。脂质氧化终产物MDA在体外影响线粒体呼吸链复合物及线粒体内关键酶活性,它的产生还能加剧膜的损伤,因而测试丙二醛的量可反映机体脂质过氧化的程度,间接的反应出细胞损伤的程度。


MDA含量是反映机体抗氧化潜在能力的重要参数,可以反映机体脂质过氧化速率和强度,也能间接反映组织过氧化损伤程度。有文献报道缺氧性心肌损伤大鼠心肌中和克山病患者体内氧自由基(OFR)含量增加。总所周知,缺氧可使心肌组织生成大量氧自由基(OFR),OFR作用于细胞膜上的不饱和脂肪酸使膜脂质产生过氧化反应,进而导致心肌细胞的损伤,并形成脂质过氧化物,MDA是体内重要的OFR的代谢产物,能较好的反映组织过氧化程度。


在植物衰老生理和抗性生理研究中MDA含量是一个常用指标。植物器官衰老或在逆境下遭受伤害,往往发生膜脂过氧化作用,丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的最终分解产物,其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。MDA从膜上产生的位置释放出后,可以与蛋白质、核酸反应,从而使之丧失功能,还可使纤维素分子间的桥键松驰,或抑制蛋白质的合成。因此,MDA的积累可能对膜和细胞造成一定的伤害。可通过MDA了解膜脂过氧化的程度,以间接测定膜系统受损程度以及植物的抗逆性。其含量高低可以作为考察细胞受到胁迫严重程度的指标之一,它的主要伤害是导致膜脂过氧化,损伤生物膜结构,主要是细胞质膜,使得细胞膜结构和功能上受到损伤,改变膜的通透性,从而影响一系列生理生化反应的正常进行。


有文献报道:采用不同浓度MDA 体外干预大鼠肝线粒体,氧电极法检测线粒体呼吸控制率(RCR)、磷氧比(P/O),测定呼吸链复合物及α-酮戊二酸脱氢酶、丙酮酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶活性。


结果:线粒体经MDA作用后,以苹果酸/谷氨酸或琥珀酸作底物,线粒体两条呼吸途径对MDA呈现不同的耐受力,前者在MDA 100 μmol/L时RCR显著降低(P<0.05),400><0.05);后者mda浓度达到400和800><0.05)。丙酮酸脱氢酶及α-酮戊二酸脱氢酶分别在50 μmol/l和100=""><0.05),而mda浓度达到1><0.05)。呼吸链复合物ⅰ、ⅱ分别在mda400和800><0.05),但mda(0~3.2>


结论:MDA对线粒体呼吸链及α-酮戊二酸脱氢酶、丙酮酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶存在不同程度的损伤作用,不同酶对MDA损伤的敏感程度有所差异,本研究中相关酶受MDA 损伤的次序可能是:丙酮酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶、呼吸链复合物Ⅰ、呼吸链复合物Ⅱ、苹果酸脱氢酶、呼吸链复合物Ⅲ、Ⅳ。


MDA测量原理


丙二醛(MDA)是常用的膜脂过氧化指标,在较高温度(95度)及酸性环境中可与硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)缩合,形成红色的MDA-TBA加合物,相应的反应原理图,如下:



该产物在532nm有最大吸收峰,进行比色后可估测样品中过氧化脂质的含量;同时测定600nm下的吸光度,利用532nm与600nm下的吸光度的差值计算 MDA 的含量。


红色MDA-TBA加合物的颜色如下图所示:



但是测定植物组织中MDA时受多种物质的干扰,其中最主要的是可溶性糖,糖与TBA显色反应产物的最大吸收波长在450nm,但532nm处也有吸收。植物遭受干旱、高温、低温等逆境胁迫时可溶性糖增加,因此测定植物组织中MDA-TBA反应物质含量时一定要排除可溶性糖的干扰。低浓度的铁离子能够显著增加TBA与蔗糖或MDA显色反应物在532、450nm处的消光度值,所以在蔗糖、MDA与TBA显色反应中需一定量的铁离子,通常植物组织中铁离子的含量为每克千重100-300ug/g,根据植物样品量和提取液的体积,加入Fe3+的终浓度为0.5umol/L。


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