滅螺藥物作用下螺類酶學研究進展

滅螺藥物作用下螺類酶學研究進展

控制螺母的主要內(nèi)容之一是害蟲的預(yù)防和控制。例如湖北釘螺(Oncomelaniahupensis)是日本血吸蟲(Schistosomajaponicum)唯一的中間宿主,滅螺一直是我國控制和阻斷血吸蟲病傳播的重要措施酶是生物體內(nèi)催化生命活動所必需的催化劑,其活性的變化,往往是機體生理或者病理反應(yīng)的反映。通過對藥物作用下的螺類酶學變化進行研究,能夠獲取藥物作用下螺類生理、病理變化的信息,因而在滅螺藥物作用機理的研究中起著非常重要的作用。酶學相關(guān)研究,也是迄今為止滅螺藥物作用中研究最多的內(nèi)容,本文將對滅螺藥物作用下的螺類酶學研究成果做一綜述。1糖酵解糖發(fā)酵中的異生異酶糖代謝是生物體內(nèi)最主要的能量代謝途徑,其中葡萄糖是最主要的代謝原料。在滅螺實驗中,由于缺少外源葡萄糖,體內(nèi)糖原分解和蛋白質(zhì)或脂類異生是主要的葡萄糖來源。葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase,G-6-Pase)催化葡萄糖-6-磷酸的脫磷酸化,是糖原分解和糖異生的關(guān)鍵酶。在戴建榮等糖酵解是葡萄糖代謝的第一步,其中己糖激酶(Hexokinase,HK)催化葡萄糖的磷酸化,是糖酵解的關(guān)鍵酶。在Zaki等經(jīng)糖酵解生成的丙酮酸主要有兩個代謝通路,包括無氧呼吸和有氧呼吸。其中,乳酸脫氫酶(Lactatedehydrogenase,LDH)是無氧呼吸途徑的代表酶。有氧呼吸主要包括三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化兩個部分,琥珀酸脫氫酶(Succinatedehydrogenase,SDH)和蘋果酸脫氫酶(Malicdehydrogenase,MDH)參與三羧酸循環(huán),SDH和細胞色素c氧化酶(Cytochromecoxidase,CCo)參與氧化磷酸化,均可以反映機體有氧呼吸的水平。在大量的滅螺實驗中均發(fā)現(xiàn)這些酶活性受到抑制,提示糖類代謝相關(guān)分子可能是藥物攻擊釘螺的主要靶標以上研究表明,滅螺藥可影響螺類的糖類代謝,包括無氧呼吸或者有氧呼吸,從而造成螺類能量代謝紊亂,成為螺類死亡的原因之一。2低濃度藥物可刺激螺類肝臟的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)氨酶主要催化氨基的轉(zhuǎn)移,是連接生物體內(nèi)糖類代謝和蛋白質(zhì)代謝的橋梁。谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamic-pyruvictransaminase,ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamic-oxalacetictransaminase,AST)是最常見的兩種轉(zhuǎn)氨酶,主要定位于肝細胞中。在肝臟病變過程中,隨著肝細胞的死亡,轉(zhuǎn)氨酶進入外周循環(huán),故外周循環(huán)中檢測到轉(zhuǎn)氨酶的升高代表肝臟的病變。Mahmoud等在肝組織勻漿上清液中的結(jié)果則有不同的含義,由于是直接取自肝臟細胞的勻漿液,其中轉(zhuǎn)氨酶的變化則是肝臟活動的直接體現(xiàn)。在Tiwari等綜合上述結(jié)果,低濃度藥物會刺激螺類肝臟的應(yīng)激反應(yīng),肝臟內(nèi)轉(zhuǎn)氨酶的活性增高進行解毒。而隨著藥物濃度的增加,肝細胞死亡,轉(zhuǎn)氨酶進入外周循環(huán)系統(tǒng),從而造成血淋巴中轉(zhuǎn)氨酶活性的上升。致死濃度的藥物造成了螺類肝臟的致命損傷,肝臟勻漿中轉(zhuǎn)氨酶活性的下降可能是肝臟衰竭的表現(xiàn)。3神經(jīng)興趣因子乙酰膽堿是生物體內(nèi)主要的神經(jīng)遞質(zhì)組分,乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase,AchE)能夠控制乙酰膽堿的分解,從而調(diào)控神經(jīng)興奮的傳遞和機體的應(yīng)答。在使用氯硝柳胺對湖北釘螺的滅殺實驗中,通過酶組織化學染色或勻漿液比色法均觀察到AchE活性受到抑制一氧化氮合酶(nitricoxidesythase,NOS),能夠催化生物體內(nèi)NO的合成,NO是生物體內(nèi)常見的第二信使,在信號傳導過程中起著極其重要的作用。在使用氯硝柳胺和B002對湖北釘螺的聯(lián)合滅螺實驗中,釘螺肌纖維間神經(jīng)中NOS的活性受到抑制4抗磷酸酶系統(tǒng)堿性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)主要定位于細胞膜,與物質(zhì)轉(zhuǎn)運、蛋白質(zhì)合成、外殼形成及其他分泌活動相關(guān)酸性磷酸酶(Acidphosphatase,ACP)主要定位于溶酶體內(nèi),與蛋白質(zhì)的分解代謝相關(guān),與細胞消化入侵的外來物質(zhì)以及病理壞死、自溶和吞噬有關(guān)5者機體自身不良反應(yīng)脂酶同工酶(Esteraseisozyme,EST)是一個重要的解毒系統(tǒng),對外界刺激具有最強反應(yīng),通常被認為是螺類中毒的病態(tài)指標一些化學物質(zhì)或者機體自身的應(yīng)激反應(yīng)能夠激發(fā)細胞中活性氧和自由基的產(chǎn)生,這些自由基能夠攻擊脂類、蛋白,引起過氧化變性,從而引起膜的破壞酚氧化酶(Phenoloxidase,PO)參與黑色素的形成,在螺類角質(zhì)的硬化和傷口愈合方面起到重要作用,在免疫防御反應(yīng)中還作為非自身識別系統(tǒng)發(fā)揮功能。在氯硝柳胺對湖北釘螺的浸殺實驗中發(fā)現(xiàn),軟體組織勻漿上清液中PO的活性受到抑制,可能與氯硝柳胺影響了銅離子的功能、酚氧化酶前體(proPO)向PO轉(zhuǎn)化的過程受到限制有關(guān)6組織勻漿體染色方法的局限性和藥物作用的影響在滅螺藥物的效應(yīng)機理研究中,藥物作用后螺體內(nèi)酶學變化已經(jīng)得到了較為廣泛的研究。轉(zhuǎn)氨酶、酯酶同工酶、乙酰膽堿酯酶、堿性磷酸酶等與應(yīng)激水平相關(guān)的酶,在多種藥物作用下的多個螺類均有類似的變化趨勢,這可能與它們在機體里扮演的角色有關(guān):低濃度或者較短的作用時間下酶活性的上升表明組織應(yīng)激水平的提升,而高濃度或者較長的作用時間下酶活性的下降表明組織較高水平的損害。而能量代謝相關(guān)的酶活性變化趨勢在不同藥物、不同螺類之間表現(xiàn)出差異性,可能代表著藥物在對螺類作用的靶點差異。雖然螺類的酶學研究已經(jīng)廣泛開展,但是現(xiàn)今的酶學研究方法仍有局限性。組織勻漿液上清測酶活的方法通過構(gòu)建待測酶的酶促反應(yīng),以組織勻漿液上清作為酶液,檢測反應(yīng)物的減少或者產(chǎn)物的增加來計算酶活力,通常是在酶促反應(yīng)體系中選取一個光吸收峰較為特殊的物質(zhì)通過分光光度計來檢測。由于檢測的是液體中可溶性較好的物質(zhì),其分布較均勻,定量檢測效果很好。然而,酶在組織遭到破壞后易失活,為了獲取較準確的組織酶活性數(shù)據(jù),需要較高的解剖和分離組織的技術(shù)來獲取較完整的組織進行檢測。在一些個體較大的螺類,如亞歷山大雙臍螺和尖頭椎實螺中應(yīng)用比較多。在個體較小的湖北釘螺酶學研究中,通常只能進行簡單的組織分離,如肝臟或頭足部進行檢測。酶組織化學染色的方法通過對組織進行切片,使用待測酶的酶促反應(yīng)底物的孵育液在切片上進行孵育,獲得溶解度較低、有顏色的產(chǎn)物,通過其自然沉降在酶活力較高的位點來檢測酶活力。通過光學顯微鏡的觀察,可以清楚地區(qū)分各個組織和器官間酶活力的差異,在個體較小的湖北釘螺酶學研究中,對于難以分離的器官和組織酶活力的定性研究中有著廣泛的應(yīng)用。然而,酶組織化學染色方法的顯色物質(zhì)為沉淀形式,相對于勻漿液測酶活方法中可溶性的顯色物質(zhì),其均勻程度較差。而且,酶組織化學染色的方法步驟較多,操作過程中的誤差累加造成其定量效果較前一方法差。其他的層析法、電泳法等等方法,均是通過蛋白定量的方法,以待測酶的含量來估計其活力,在定位和定量方面均有較大的局限性。迄今為止,由于仍未有在定性、定量、定位方面