生酮饮食减轻弥漫性轴索损伤的实验研究

来源 :河北北方学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Stephanie1121
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
弥漫性轴索损伤(diffuse axonal injury,DAI)是指头部在特殊外力作用下,导致以髓鞘脱失和轴索迟发断裂为主要病理特征的一种创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury,TBI)。关于DAI中轴索断裂的机制,现在普遍认为,是剪应力作用后继发的复杂的病理生理变化导致的结果。研究表明,脱髓鞘会剥夺髓磷脂对轴索的能量底物供给,且TBI后葡萄糖代谢障碍会进一步加剧轴索能量来源不足。据此我们推测,能量缺陷可能是导致轴索继发损伤的重要原因。生酮饮食(Ketogenic diet,KD)能够提供能量代谢底物单羧酸,通过单羧酸转运体2(monocarboxylic acid transporter 2,MCT2)被轴索摄取利用。鉴于此,本研究拟建立DAI动物模型,从髓鞘-轴索功能单元层面来探讨生酮饮食对DAI的保护作用。成年雄性SD大鼠176只随机分为3组,分别为空白组(不进行外力打击,标准饮食,n=16),DAI+标准饮食组(DAI+SD,n=80),DAI+生酮饮食组(DAI+KD,n=80)。参照Marmarou方式建立DAI模型,术后分别给予标准饮食和生酮饮食,选取脑干上端为观察部位。利用酶联免疫法检测大鼠心血脂肪酸代谢水平和大鼠脑部能量代谢产物的变化;通过固蓝染色(luxol fast blue,LFB)和检测髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein,MBP)表达变化来评估髓鞘病变;采用蛋白免疫印迹法检测β-淀粉样前体蛋白(β-amyloid precursor protein,APP)及磷酸化高分子量神经微丝蛋白(phosphorylated high molecular weight neurofilament subunit,p-NF-H)表达来评价轴索损伤;透射电镜进一步观察轴索和髓鞘的微观结构以及线粒体形态学变化;最后检测动力蛋白相关蛋白1(dynamin-related protein 1,DRP1)、线粒体融合素基因2(mitofusin2,Mfn2)、核呼吸因子1(nuclear respiratory factor 1,NRF1)和线粒体转录因子A(mitochondrial transcription factor A,mt TFA)蛋白,监测线粒体质量控制。实验结果显示:(1)与DAI+SD组相比,DAI+KD组干预3d内,大鼠心血脂肪酸、总胆固醇TC、甘油三酯TG和游离脂肪酸FFA水平显著升高;KD干预诱导DAI大鼠血浆酮体β-羟丁酸(βHB)水平持续升高,在2w时达到高峰;与DAI+SD组相比,DAI+KD组大鼠血糖水平于损伤后3d,1w和2w显著下降,且体重明显减轻。(2)大鼠脑部能量代谢产物ATP和ADP含量自DAI损伤后第1d起显著下降,并随损伤时间的延长进一步下降,NAD~+水平于DAI损伤后第3d,1w和2w显著低于空白组;与DAI+SD组相比,DAI+KD组大鼠ATP,ADP和NAD~+水平于DAI损伤后3d即明显增加,AMP,NADP~+和NADPH的变化无统计学意义。(3)LFB染色和MBP免疫组织化学染色结果显示,DAI损伤后3d和1w脑干区域髓鞘平均光密度显著减弱,髓鞘脱失严重。MBP免疫印迹结果进一步证实DAI后2d至2w内MBP表达较空白组显著减少。与DAI+SD组相比,DAI+KD组大鼠LFB染色强度和MBP蛋白表达水平显著升高。(4)DAI后2w内APP显著上调,并在第3d达到高峰。p-NF-H于DAI损伤后3d,1w和2w显著增加。与DAI+SD组相比,KD干预显著降低APP和p-NF-H蛋白水平。(5)透射电镜结果显示,空白组大鼠脑干髓鞘致密,轴浆内微管微丝等细胞骨架排列整齐。DAI+SD组大鼠损伤后1d髓鞘出现局灶性结构紊乱;DAI后3d髓鞘板层结构分离,内外突出压迫轴浆内容物或周围组织结构,髓鞘内层与轴膜局部分离,但轴浆内微管微丝结构尚保持完整。DAI后1w髓鞘广泛空壳样改变,局部断裂,轴索变性呈空白透亮区。DAI后2w,大部分髓鞘-轴索单元变性甚至溶解消失,部分残存髓鞘厚度明显变薄。KD干预明显改善了髓鞘及轴索超微结构,表现为轴索变性明显减轻,g-ratio示髓鞘变厚。对线粒体的形态进行观察,DAI+SD组的轴索内线粒体数量明显增多,形态多为小而圆的线粒体;而DAI+KD组大鼠则显示较高比例的长管状线粒体。(6)线粒体质量控制指标的变化:线粒体分裂指标DRP1于DAI损伤后3d和1w表达显著增加,KD干预显著降低其蛋白水平;与DAI+SD组相比,DAI+KD组大鼠的线粒体融合指标Mfn2蛋白水平于损伤后3d,1w和2w显著升高;与空白组相比,DAI+SD组大鼠的线粒体生物合成指标NRF1蛋白水平于损伤后3d,1w和2w显著升高,mt TFA仅在伤后3d出现显著增加,而KD干预未见NRF1和mt TFA蛋白水平明显变化。以上研究结果表明,生酮饮食诱导DAI大鼠的高酮体代谢,显著提高大鼠脑部能量供给,抑制轴索内线粒体的碎片化而增强线粒体融合,保护髓鞘-轴索单元的完整性。本研究揭示DAI发病的能量代谢机制,为DAI的防治提供新思路和新靶点。
其他文献
随着高速列车速度的提高,车辆与轨道间的作用力影响整车平稳性,安全性及舒适性,高速运行也会导致车辆和轨道损伤加剧,使得车辆存在结构失效的风险。作为高速列车的关键部件,转向架保证了列车在较高运行速度下的安全性和平稳性,从而决定了列车的运行性能。转向架构架多釆用焊接结构,而列车高速运行时转向架受到各种复杂载荷的作用,容易产生结构失效。因此,探索转向架结构材料的焊接性能对保证转向架质量起着至关重要的作用。
信息化时代的到来,互联网、大数据催生着社会方方面面数字化的革新,人们的思维理念、行为方式、生活习惯更加多样,文化传播形式内容和受众的选择更加多元,各种思想文化互动交融多变和复杂交织的态势更加凸显。这些都影响着公共文化建设环境,改变着公共文化服务供给和需求的内容、方式。因此人们对于公共文化提出了更高的要求,需求也变得更具多样性和参与性。而博物馆作为提供公共文化产品和服务的载体,提供高品质的公共文化服
随着社交网络的发展与普及,信息分享意愿一直是营销学界关注的热点。以往对信息分享意愿前因的研究多从信息发布者的心理动机出发,较少探究动机的前因。本研究重点从居住流动
冷作变形模具是一种重要的工具。它在汽车制造,航空航天,大型机械制造领域有着举足轻重的地位。冷作变形模具包括拉伸模,冲裁模,冷镦模,弯曲模。通过不同的产品工艺流程,模具
酵母培养物营养成分丰富,可以提高畜禽生产性能及免疫力,是抗生素的一种良好替代品。本试验在断奶仔猪饲粮中添加酵母培养物,旨在探究酵母培养物替代抗生素对断奶仔猪生长性能、肠道健康以及盲肠微生物区系的影响,为酵母培养物替代抗生素在生产上的应用提供理论支持。试验选用体重相近的28日龄断奶的仔猪180头,按体重将它们平均分成三组,每组四个重复,每个重复15头仔猪。对照组饲喂基础饲粮,抗生素组在基础饲粮的基础
抗癌药物紫杉醇已在临床上广泛应用,但受原料红豆杉树木短缺的制约,存在巨大的供需差距,而内生真菌发酵生产紫杉醇是解决紫杉醇药源问题的很有前景的途径之一。本研究以紫杉
本文以底线思维为指导,通过研究我国教育重大课题和难题之一的贯彻落实党的教育方针和立德树人根本任务不到位的问题发现,一旦教育不当,学生就会出现许多严重问题,如身心健康问题、违纪违法问题和发展不充分问题,严重的可能出现英年早逝、判刑入狱、发展失败等情况,因此,提出了“人的发展安全”新概念,并对“人的发展安全”新概念提出的背景、起点和合理性进行了阐述和分析。本文对“安全”和“人的发展安全”概念的内涵进行
《中华人民共和国保险法》(以下简称《保险法》)正式颁布于1995年,但并未对保险合同成立后保险标的危险增加的情况作出相应的规定。保险标的危险程度增加的通知义务首次规定在2002年第一次修改后的《保险法》中。2009年二次修改的《保险法》增加“显著”一词,构成“危险程度显著增加”,强调危险增加程度的严重性与实质性。试图以此来约束保险人轻易拒赔的情形,强化对投保人或者被保险人的保护。2018年9月1日
通常情况下,由于背景误差协方差的不确定、观测误差或模式本身误差等因素,资料同化过程所得到的结果不能在动力上达到较好的平衡性,因此为了减小或消除分析场中存在的虚假的
随着电磁环境的日益复杂和战场电子对抗技术的持续发展,人们对雷达技术的改进工作也在不断进行。为了提高雷达发射端的自由度,获得更高的波形分集增益和频率分集增益,人们将