刘 金, 冯定远, 王林川, 陈芳艳

(1 华南农业大学 兽医学院，广东 广州 510642; 2 华南农业大学 动物科学学院，广东 广州 510642)

猪体内谷胱甘肽过氧化物酶分布及动态变化研究

刘 金1, 冯定远2, 王林川1, 陈芳艳2

(1 华南农业大学 兽医学院，广东 广州 510642; 2 华南农业大学 动物科学学院，广东 广州 510642)

【目的】全面了解谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)在猪体内的分布和动态变化.【方法】以3个品种的猪为研究对象，测定了不同组织中及不同品种、性别、龄期、健康状态猪血液中的GPx活力.【结果和结论】在26～150日龄，长白猪和蓝塘猪全血中的GPx活力随着龄期的增加而缓慢上升，至150日龄时达到最大值; 蓝塘猪各龄期GPx活力高于长白猪GPx活力，30和90日龄GPx活力显著高于长白猪的GPx活力(P<0.05)；90日龄杜大长公猪GPx活力显著高于母猪的GPx活力(P<0.01)；90日龄健康杜大长猪GPx活力显著高于病猪的GPx活力(P<0.01).对不同组织GPx活力和比活力进行比较，结果发现猪的肾、脾、肝、肺、心和回肠等组织的活力和比活力较高，可作为理想的提取GPx的原材料.

猪； 谷胱甘肽过氧化物酶； 体内分布； 动态变化

谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase，EC1.11.1.9，简称GPx)是生物机体组织中存在的3种重要的抗氧化酶之一,也是一种重要的含硒酶,硒是该酶活性中心的构成成分；它的生物学作用主要是清除脂质氢过氧化物，并在过氧化氢酶含量很少或H2O2产量很低的组织中，代替过氧化氢酶清除H2O2发挥抗氧化作用.目前研究表明GPx具有清除氢过氧化物、阻止癌症启动ROS对机体DNA的损伤，抑制癌细胞的扩散、转移和再生[1]；保护线粒体ATP免受氧化应激的影响，抑制线粒体凋亡的发生[2- 4]以及对神经退行性疾病具有一定的神经保护作用[5].因此说，GPx是一种有发展潜力的医药用酶和动物饲料添加剂.

正常情况下，GPx的活力保持在一个相对稳定的状态，但在病理情况下，当体内活性氧发生堆积时，GPx必然会与其他的抗氧化酶协同参与调节过程，因此它的活力也会随着这种调节过程发生动态变化.GPx对于有些疾病，如鼠的中毒性肝炎，该酶的活力会伴随着疾病的发生而上升[6]；而另一些疾病，如阿尔茨海默病，该酶的活力则会伴随着疾病的发生而下降[7- 8]；因此认为该酶可作为某些疾病的辅助诊断指标.此外，血浆和红细胞的GPx活力也会随着年龄的增长而发生变化[9].也有研究发现，同一动物不同性别间GPx的活力也存在差异[10].

本研究通过对不同猪种、不同性别、不同组织及猪生长发育的不同阶段、不同健康状况下GPx的活力进行研究.了解GPx在猪体内的分布和动态变化,为以该酶的活力水平来评定猪的健康状态，并作为某些猪病的辅助诊断治疗指标提供参考，同时确定富含GPx的组织和采集时期，为选择GPx含量最丰富的原材料，进一步开发应用该酶提供依据.

1 材料与方法

1.1 试验动物

26、30、90、150日龄蓝塘猪与长白猪(均为公猪)，每品种每龄期各5头，共40头猪，由东莞板岭猪场提供.

90日龄杜大长(杜洛克、大白、长白)三元杂健康公、母猪各7头，共14头猪，由珠海市那洲猪场提供.

90日龄杜大长(杜洛克、大白、长白)三元杂患副嗜血杆菌病1周的猪(应用PCR进行鉴定诊断)，公、母各11头，共22头猪，由珠海市那洲猪场提供.

1.2 主要试剂

谷胱甘肽(GSH)，Amresco公司产品；5,5′- 二硫代对二硝基苯甲酸(DTNB)，Sigma公司产品；牛血清白蛋白，Fluka公司产品；考马斯亮蓝G250，USB公司产品；肝素,广州齐云生物公司产品；其他试剂均为市售分析纯.

1.3 试验方法

1.3.1 样品制备 血样采集：分别选取26(断奶前)、30、90、150日龄的长白和蓝塘公猪各5头(同一品种体质量间无差异，健康状态无差异)颈静脉取血2 mL，加入事先用肝素处理过的离心管中，置于冰箱中冷藏待用，在1 d内测定酶活力.测定前取10 μL全血加到1 mL双蒸水中，充分振摇，使之全部溶血成为1∶100溶血液即为待测样品.

取90日龄杜大长三元杂健康及患病公、母猪各11头，颈静脉采血.血样处理方法与前述相同.

组织样品采集：分别取150日龄的长白猪和蓝塘猪公猪各5头(同一品种间体质量无差异，健康状态无差异)，屠宰后，立即采集肾、脾、肺、肝、心、胰、胃、脑、肌肉以及肠(其中肠分为空肠、结肠、回肠、十二指肠、盲肠)等组织采集鲜物样品约5 g，用20 mmol/L pH 7.2的磷酸缓冲液冲洗3次后，包装好，置于-70 ℃的冰箱中冷藏备用，在3 d内测定样品的酶活力.

测定前取出样品，将组织样品用4 ℃、质量分数为0.86%的生理盐水漂洗，除去血液，滤纸拭干，准确称取0.4 g，放入10 mL的小烧杯内.用量筒量预冷的匀浆介质(pH 7.2,20 mmol/L,内含1 mmol/L EDTANa2的磷酸缓冲液)，匀浆介质是组织质量的9倍.用移液枪将总量2/3的匀浆介质移入烧杯中，用眼科小剪尽快剪碎组织块(在冰浴条件下进行)，然后将剪碎的组织倒入玻璃匀浆管中，再用剩余的1/3匀浆介质冲洗残余在小烧杯中的碎组织一起倒入玻璃匀浆管中进行匀浆，上下转动研磨数十次，充分磨碎，得到质量分数为10%的组织匀浆液，以4 000 r/min离心10 min，取上清液0.5 mL加入1.5 mL匀浆介质混匀以后测定酶活力.

1.3.2 猪副嗜血杆菌病的诊断 参照吴诗敏[11]的方法通过PCR进行鉴定诊断.

1.3.3 GPx活力的测定 参照荣征星等[12]和蒙秋锁等[13]的测定方法，并作适当改进.

1.3.4 蛋白质质量浓度的测定 按Bradford[14]的方法，并以牛血清白蛋白为标准蛋白质.

1.3.5 数据处理和统计分析 采用SPSS 17.0 进行数据分析.所有数据采用平均值±标准误表示.2种数据间的比较采用T-tests，多组数据比较采用Duncan’s新复极差法.

2 结果与分析

2.1 猪不同日龄GPx活力的动态变化

分别对26～150日龄(其中:26日龄是断奶前的仔猪；150日龄为即将出栏猪)的长白猪与蓝塘猪颈静脉采血，测定全血中GPx的活力，结果见图1.

图中同一品种不同日龄柱上凡是有一个相同小写英文字母者，表示差异不显著(P>0.05,Duncan’s法)；同一日龄不同品种间凡是有一个相同罗马字母者，表示差异不显著(P>0.05,Duncan’s法).

图1 长白猪与蓝塘猪不同日龄全血谷胱甘肽过氧化物酶活力的比较

Fig.1 Glutathione peroxidase activities in the whole blood from Lantang pigs and Landrace pigs of different stages

图1表明，26 (断奶前)～150日龄这段时期，长白猪和蓝塘猪全血中的GPx活力随着龄期的增加而缓慢上升.长白猪26～150日龄GPx活力由平均1.11 U/μL增至1.30 U/μL，蓝塘猪GPx活力由1.20 U/μL增至1.38 U/μL，都在150日龄时活力达最大，但除长白猪在150日龄与其他日龄GPx活力有显著差异外(P<0.05)，其余日龄GPx活力差异不显著(P﹥0.05).

对断奶前(26日龄)与断奶后(30日龄)仔猪全血GPx活力进行比较，蓝塘猪断奶前后的GPx活力没有显著的差异(P﹥0.05)；长白猪断奶前后的GPx活力亦没有显著差异(P﹥0.05).可能断奶应激对全血GPx活力不会造成影响，也可能GPx活力断奶后能迅速恢复到原来的水平.

2.2 猪种间GPx活力的比较

由图1可见，对蓝塘猪和长白猪26、30、90、150日龄GPx活力进行比较，蓝塘猪各日龄的平均酶活力均高于长白猪的平均酶活力.在26日龄和150日龄，长白猪和蓝塘猪全血中的GPx活力差异不显著(P﹥0.05)，而在30日龄和90日龄GPx活力存在显著差异(P<0.05).可见不同猪种间酶活力存在差异.

2.3 公、母猪GPx活力的比较

由图2可见，90日龄杜大长公猪的平均GPx活力比母猪的高了8.93%.公、母猪间的GPx活力存在极显著差异(P< 0.01).

图中柱上凡是有一个相同大写字母者，表示差异极不显著(P>0.01,Duncan’s法).

图2 杜大长公、母猪谷胱甘肽过氧化物酶活力的比较

Fig.2 A comparison of glutathione peroxidase activities on boars and sows (Duroc×Yorkshire×Landrace)

2.4 不同健康状况GPx活力的比较

首先对猪副嗜血杆菌病进行诊断.分别测定了公、母各11头猪，通过PCR在822 bp左右处出现目的条带，其大小与阳性对照一致(图3)，结合临床症状,说明所采样的猪患有副嗜血杆菌.

M：DNA marker DL2000;1，24:阳性对照；2～23：检测样品；25：阴性对照.

测定了其中患病猪(公、母各7头)和健康猪(公、母各7头)全血GPx活力，结果见图4.

图中同一性别柱上凡是有一个相同大写字母者，表示差异极不显著(P>0.01,Duncan’s法)

图4 90日龄杜大长健康猪与患猪副嗜血杆菌病猪全血谷胱甘肽过氧化物酶活力比较

Fig.4 A comparison of glutathione peroxidase activities on healthy andHaomophilusparasuisdisease pigs (Duroc×Yorkshire×Landrace)

90日龄患病公猪GPx活力比健康公猪的低16.39%；患病母猪GPx活力比健康母猪的低了20.83%(图4).无论是公猪或母猪，患猪副嗜血杆菌病1周的猪全血中的酶活力会显著降低(P<0.01，图4).

2.5 猪不同组织GPx活力的比较

从表1对长白猪和蓝塘猪各组织GPx活力的比较发现，GPx活力最高的组织是肾，活力最低的组织是盲肠，GPx活力大小的排列顺序依次是肾>脾>肺>肝>回肠>心>胰>胃、脑、肌肉、空肠、十二指肠、直肠、结肠、盲肠等组织.其中肾GPx活力与肺、肝、回肠、心、胰、胃等组织间的酶活力存在显著差异(P<0.05)，脾GPx活力与肝、回肠、心、胰、胃等组织间的GPx活力存在显著差异(P<0.05)，肺GPx活力与肾、回肠、心、胰、胃等组织间的GPx活力存在显著差异(P<0.05)，肝GPx活力与肾、脾、心、胰、胃等组织间的GPx活力存在显著差异(P<0.05)，回肠GPx活力与肾、脾、肺、胰、胃等组织间的GPx活力存在显著差异(P<0.05)，心GPx活力与肾、脾、肺、肝、胃等组织间的GPx活力存在显著差异(P<0.05)，胰GPx活力与所测定各组织(除长白猪心的GPx活力外)的GPx活力存在显著差异(P<0.05)，胃GPx活力与肾、脾、肺、肝、回肠、心、胰组织间的GPx活力存在显著差异(P<0.05)；胃、脑、肌肉、空肠、十二指肠、直肠、结肠、盲肠等组织间活力差异不显著(P>0.05).

对蓝塘猪和长白猪各肠段GPx活力比较发现，回肠的GPx活力显著高于其他肠段(P<0.05)，与活力相对较高的肝GPx活力相比，没有显著性差异(P>0.05)(表1).

对蓝塘猪和长白猪各组织的比活力分别进行比较发现，GPx比活力较高的组织有直肠、胃、回肠、肺、肾、脾、肝等；且在长白猪中，这些组织间GPx比活力差异不显著(P>0.05).

表1 猪各组织GPx活力及比活力的比较Tab.1 A comparison of GPx activities and specific activities from different tissueies of pigs

1) 表中数据为3次重复的平均值±标准误，同列数据后凡是有一个相同小写字母者，表示差异不显著(P>0.05,Duncan’s法).

3 讨论与结论

GPx的活力会随着动物年龄的增长而发生变化，一般认为GPx的活力在青壮年期活力较高，到了老年时期该酶活力会显著下降.Cejkov等[15]测定了1月龄至5岁的兔角膜的GPx活力，发现1月龄的兔角膜活力很低，4～9.5月龄活力较高，2～2.75岁的GPx活力最高，3～5岁活力又显著降低.本研究2个品种的猪在断乳前至上市的这段时期，全血GPx的活力保持在一个相对稳定上升的水平.

本研究对健康仔猪断奶前1 d及断奶后第4天 GPx活力进行比较，无显著差异(P>0.05).这种结果存在两种可能，一是断奶应激对GPx活力不一定会造成影响；二是经过4 d时间GPx活力已经迅速恢复至原水平.有研究发现，热应激反应短期内会造成鼠脑线粒体GPx活力的明显下降，但48 h后能恢复到原有水平[16].

蓝塘猪是我国优良的地方品种，具有肉质鲜美，遗传性能稳定，温驯易管，适应性强等特点.长白猪原名德瑞斯猪，原产于丹麦，具有产仔数较多，生长发育快，饲料转化率高，瘦肉率高，但抗逆性差，对饲料营养要求高等特点.测定这两品种猪全血GPx活力，结果表明蓝塘猪GPx活力高于长白猪的活力，尤其在30日龄和90日龄显著高于长白猪全血中GPx的活力(P<0.05).蓝塘猪抗病力、适应能力强于长白猪，这可能与该酶能增强和调节机体的免疫系统功能有关.

Habif等[17]测定了12至90岁的男女血液中GPx活力，得出性别对GPx活力没有影响的结论，而Rush等[10]的研究却认为，女性血浆中的GPx活力显著高于男性.本研究分别测定了7头公、母猪的GPx活力，结果则表明公猪的GPx活力极显著地高于母猪的活力(P<0.01).与上述两位学者的研究结果不一致，这可能与采样的是留种公猪(一般都选择更加健康的公猪留种)有关；但还有待于扩大检测样品的数据来进一步确认这一结果.

在人医临床工作中发现许多疾病的患者体内均存在GPx活性和含量的改变，这种变化较为复杂，但通过其变化可以作为判定一些疾病的辅助指标.如鼠的中毒性肝炎，该酶的活力会伴随着疾病的发生而上升[6]；阿尔茨海默病，该酶的活力则会伴随着疾病的发生而下降[7- 8].本研究以患副猪嗜血杆菌病1周的病猪为检测对象，以健康猪为对照，检测到发病1周病猪比健康猪的酶活力显著降低(P<0.05).猪副嗜血杆菌病症中有猪的心包炎、浆膜炎、肺炎等.猪在断奶至上巿这段时间GPx活力保持在一个相对较平稳的状态，如果猪全血GPx活力突然升高或者降低了，说明猪可能是处在某种不健康的状态.

GPx在不同组织的活性是不同的，有研究结果表明肝脏中GPx活性最高，心和肺次之，肌肉中最低[9].本研究测定了长白猪和蓝塘猪的心、肝、肺、肠、脑、肌肉等10个组织，发现GPx活力高的组织主要有肾、脾、肺、肝、回肠、心脏和胰等，而胃、脑、肌肉及其他肠段GPx活力较低，这可能与自由基产生部位主要在肾、肺、肝等器官有关[18].对各肠段GPx活力测定表明，除了回肠的活力明显较高外，其他肠段活力都较低(P<0.05).分离纯化GPx应选择酶活力高的组织进行提取.

此外，对各组织GPx的比活力进行了比较，比活力是衡量酶纯度的一个指标，纯度越高越有利于酶的分离纯化.有些组织，如肝、脾、肌肉等很容易匀浆，因此匀浆液中蛋白质质量浓度高，计算出的比活力相对会低些；有些器官，如肠、肺等不易匀浆，匀浆液中蛋白质质量浓度低，比活力会比较高.对各组织比活力进行比较，直肠、胃、回肠、肺、肾、脾、肝、十二指肠、心、胰等器官的比活力较高.

由于与GPx共存的高分子物质非常复杂,因此要选择酶活力和比活力都较高的组织作为提取纯化GPx的材料.猪的肾、脾、肝、肺、心和回肠等组织的酶活力和比活力都较高，从这些组织中提取GPx是较理想方案.

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【责任编辑柴 焰】

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《华南农业大学学报》编辑部

Astudyonthedistributionanddynamicchangesoftheglutathioneperoxidaseactivityinpigs

LIU Jin1, FENG Dingyuan2, WANG Linchuan1, CHEN Fangyan2

(1 College of Veterinary Medicine, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;2 College of Animal Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

【Objective】 To get a thorough understanding about the distribution and dynamic changes of the glutathione peroxidase (GPx) activity in pigs. 【Method】 Using three varieties of pigs as the subject, GPx activities of different tissues and whole blood from pig with different species, genders, age periods and health statuses were determined in this study.【Result and conclusion】 The result showed that the GPx activity of whole blood from Lantang or Landrace pigs was slowly rising from 26 to 150 d, reaching a maximum at 150 d. The GPx activity of Lantang pigs was significantly higher than that of Landrace pigs during the periods of 30 and 90 d(P<0.05)and no significant difference in the other periods. The GPx activity of hybrid boars(Duroc×Yorkshire×Landrace) was significantly higher than that of sows(P<0.05); the GPx activity of healthy pigs (Duroc×Yorkshire×Landrace) was significantly higher than that of sick ones(P<0.05). Samples from different tissues revealed that kidney, spleen, liver, lung, heart and ileum showed a higher Gpx activity and these tissues can be used as ideal raw materials for extracting GPx.

pig; glutathione peroxidase； body distribution; dynamic change of GPx activity

2014- 02- 19优先出版时间2014- 07- 17

优先出版网址：http:∥www.cnki.net/kcms/detail/44.1110.S.20140717.0909.028.html

刘 金(1989—)，男，硕士研究生，E-mail: qingdaoliujin@163.com；通信作者:陈芳艳(1971—)，女，副教授，博士，E-mail：chenfangyan@scau.edu.cn

广东省自然科学基金(S2012040007696)；华南农业大学校长基金(4300-K07227)

刘 金, 冯定远, 王林川，等.猪体内谷胱甘肽过氧化物酶分布及动态变化研究[J].华南农业大学学报，2014,35(5):19- 24.

S852.23

A

1001- 411X(2014)05- 0019- 06