Straen Ocsidiol, Metabolaeth Egni Anweithredol, A Niwrodrosglwyddyddion Ansefydlog Wedi Newid Proffil Metabolaidd yr Ymennydd Mewn Model Llygoden Fawr O Efelychu Heliox Dirlawnder Deifio I 4.0 MPa

Haniaethol

Prif amcan yr astudiaeth bresennol oedd pennu newidiadau proffil metabolig yn ymennydd llygod mawr ar ôl deifio helyox-dirlawn (HSD) i 400 metr o ddŵr môr o'i gymharu â'r rheolaethau gwag. Ymchwiliwyd i newidiadau yn y metabolome pegynol yn ymennydd llygod mawr oherwydd HSD yn ycortecs, hipocampws, ameinwe striatumsamplau trwy gymhwyso dull metabolomig sy'n seiliedig ar NMR ynghyd â chanfod biocemegol yn y cortecs. Mae'rgostyngiad mewn lefelau glutathione a thawringall yn ddamcaniaetholrhoi hwb i amddiffynfeydd gwrthocsidiolyn ystod deifio dirlawnder, a brofwyd hefyd gan ycynnydd yn lefel malondialdehyde, ygostwng superoxide dismutase, a'rgostwng glutathione peroxidaseyn y cortecs. Roedd y gostyngiad cydredol mewn llwybrau metabolaidd aerobig ac anaerobig yn cynnwys metaboledd egni wedi'i isreoleiddio, a brofwyd hefyd gan feintioli biocemegol yr ensymau metabolaidd Na-K ATPase a LDH mewn meinwe cortecs cerebral. Mae'rannormaleddau metabolaidd sylweddol niwrodrosglwyddyddion asid amino, megis GABA, glycin, ac aspartate, gostwng asidau amino aromatig, gan gynnwystyrosina phenylalanine, y ddau ohonynt yn ymwneud â'rmetaboledd dopamina noradrenalin, sy'n cael eu dadreoleiddio yn y cortecs. Yn nodedig, mae dirywiad mewn aspartate N-acetyl yn gysylltiedig â difrod niwronol. I grynhoi, effeithiodd datgywasgiad hyperbarig o HSD 400 msw ar ymetabolome ymennyddmewn model llygod mawr, o bosibl yn cynnwys ystod eang o homeostasis asid amino annifyr, metabolion sy'n gysylltiedig â straen ocsideiddiol a metaboledd egni, ac ansefydlogi cydrannau niwrodrosglwyddydd. Rhainaflonyddwchgall gyfrannu at yniwrocemegolaffenoteipiau niwrolegol HSD.

Cliciwch Yma I Gael Atchwanegiadau Cistanche Gwrth-ocsidiol

Rhagymadrodd

Mae pwysedd uchel dros 1.3 MPa (tua {{}} metr o ddŵr môr) yn cael ei achosi mewn bodau dynol a mamaliaid sydd mewn perygl o newidiadau yn y system nerfol ganolog (CNS) [1, 2]. Gallai'r CNS fod yn un o'r targedau mwyaf sensitif mewn pwysau atmosfferig gormodol, swigod nwy yn y corff, a salwch datgywasgiad (DCS) a achosir gan blymio môr dwfn. Mewn amodau o'r fath, mae cyfres o amlygiadau seicomotor a gwybyddol yn gymhleth iawn, gyda chryndodau distal a phrocsimol, annormaleddau electroenseffalograffig, swyngyfaredd, myoclonws, anhwylderau cysgu, cyfog, cur pen, pendro, a pherfformiad llai ar brofion gwybyddol [2-4]. Mae Moen et al. annormaleddau niwrolegol rhanbarthol wedi'u mesur trwy ddelweddu cyseiniant magnetig (MRI) wedi'i bwysoli ar drawslediad a darlifiad. Canfuwyd diffygion darlifiad mewn swyddogaeth micro-fasgwlaidd yr ymennydd â microemboli rhydwelïol [5] mewn deifwyr Môr y Gogledd, a brofwyd gan lai o amser pontio cymedrig oherwydd cymhlethdod llai y system ficro-fasgwlaidd neu gapilari. Roedd Alvhild Alette Bjørkum et al. a ganfuwyd homeostasis protein sy'n aflonyddu, ee, mewn fesiglau synaptig, ac yn ansefydlogi cydrannau sytosgerbydol ar ôl deifio dirlawnder heliox mewn model llygod mawr. Fodd bynnag, mae Arvid Hope et al. adrodd na welwyd unrhyw anafiadau CNS gweladwy o newidiadau morffolegol o dan sgan MRI mewn llygod mawr â symptomau niwrolegol enfawr o salwch datgywasgiad yn dilyn datgywasgiad dirlawnder heliox [6]. Felly, rydym yn rhagdybio y gallai newidiadau proffil moleciwlaidd posibl y tu ôl i annormaleddau ffisiolegol mor sylweddol ond amwys gael eu gweld ym meinwe'r CNS ar ôl deif dirlawnder helox.

Mae nodi biofarcwyr ar gyfer monitro statws mecanweithiau ffisiolegol cellog yn bwysig ar gyfer deall digwyddiadau biocemegol. Mae bob amser yn her o ystyried cymhlethdod ac amrywiaeth y llwybrau moleciwlaidd sydd ynghlwm wrth ymateb systemau biolegol i ffactorau amrywiol mewn eiliad neu gyflwr penodol. Mae ymdrechion blaenorol i gysylltu biomarcwyr unigol ag aflonyddwch CNS swyddogaethol wedi rhoi rhywfaint o fewnwelediad i ddifrod ocsideiddiol a phlymio post dirlawnder metaboledd ynni [3, 4, 7]. Yn yr un modd, mae sawl astudiaeth wedi cymharu proffiliau niwrodrosglwyddydd asid amino llygod mawr â syndrom niwrolegol pwysedd uchel â rhai unigolion iach [2]. Gallai darlunio olion bysedd metabolaidd niwrolegol hamdden CNS ffafrio rhagdybiaethau etiolegol [8, 9], atal [10], a dulliau therapiwtig [11]. Fodd bynnag, nid yw'r aflonyddwch metabolig niwrolegol integredig a achosir gan ddyfnder mawr o ddeifio dirlawnder helox wedi'i ymchwilio. Gall allbwn gwybodaeth o'r fath o systemau biolegol cymhleth gael ei gofnodi'n gyflym oherwydd datblygiadau mewn dulliau technolegol [12]. Gall cymhwyso sbectrosgopeg cyseiniant magnetig niwclear (NMR) cydraniad uchel ddarparu symiau eithafol o gymhlethdod uchel ond data proffilio metabolaidd cadarn y gellir ei ddehongli. Gellir cael data sbectrol biohylifau a darnau metabolyn meinwe trwy ddulliau cemometrig a biowybodeg i ddatgelu gwybodaeth statws ffisiolegol neu patholegol. Mae sbectrosgopeg NMR yn rhoi gwybodaeth ansoddol a meintiol ar unwaith ar tua 102 o wahanol foleciwlau bach sy'n bresennol mewn sampl biolegol. Mae canfod NMR yn galluogi dull eang diduedd heb ddetholiad priori o lwybrau biocemegol penodol. Yn ogystal, mae NMR yn caniatáu dadansoddiad trwybwn uchel ac atgynhyrchedd uchel, ac mae'n dechneg feintiol gynhenid ​​dros ystod ddeinamig eang oherwydd ymateb llinol signalau NMR o fewn crynodiad. Mae'r dechnoleg hon wedi'i chymhwyso'n llwyddiannus i glefydau niwrolegol fel ataxia cerebellar [13], clefyd Huntington [14, 15], a chlefyd Alzheimer [16, 17] mewn astudiaethau preclinical a chlinigol.

Er gwaethaf cymhwysedd addawol metabolomeg sy'n seiliedig ar NMR, ni adroddwyd ei gymhwysiad i werthuso effeithiau aflonyddiad metabolig nerfol canolog deifio dirlawnder helox. Nod yr astudiaeth bresennol oedd ymchwilio i newidiadau metabolomig mewn gwahanol adrannau anatomig yr ymennydd (cortecs, hippocampus, a striatum) a newidiadau lefel mynegai biocemegol yn y cortecs mewn model llygod mawr ar ôl efelychu 400 metr o ddŵr môr (MSW) trwy ddeifio dirlawnder heliox , fel y dangosir gan ddyluniad arbrofol sgematig yr ymchwil bresennol yn Ffig 1. Gallai'r darlun o olion bysedd metabolaidd yr organ darged ddarparu set o fiofarcwyr sydd ar gael a allai gyfrannu at welliannau mewn gweithdrefnau deifio.

Ffig 1. Dyluniad arbrofol sgematig o'r ymchwil presennol

Gweithdrefnau arbrofol

Rydym yn cadarnhau ein bod wedi darllen safbwynt y Cyfnodolyn ar faterion sy'n ymwneud â chyhoeddi moesegol ac yn cadarnhau bod yr adroddiad hwn yn gyson â'r canllawiau hynny.

Adweithyddion a deunyddiau Prynwyd sodiwm clorid gradd ddadansoddol, DMSO, NaN3, NaH2PO4•2H2O, a Na2HPO4•12H2O gan Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd. (Shanghai, Tsieina). Cafwyd CHCl3 a CH3OH gradd HPLC gan Merck (Darmstadt, yr Almaen). Darparwyd D2O (99.9 y cant yn D) sy'n cynnwys sodiwm 3- (trimethyl-silyl) propionate-2, 2, 3, 3, d4 (TSP) fel safon fewnol ar gyfer cyfeirnod shifft cemegol gan Sigma-Aldrich (MO, UDA). Paratowyd system byffer yn cynnwys 0.2 M Na2HPO4/NaH2PO4 yn D2O ar pH 7.4 i atal yr effaith pH ar symudiadau cemegol metabolion mewn crynodiadau gwahanol. Prynwyd y pecynnau assay ar gyfer pennu sodiwm-potasiwm ATPase (Na-K-ATPase), cholinesterase (AChE) a lactate dehydrogenase (LDH) gan Abcam (UDA). Prynwyd y citiau assay ar gyfer dopamin (DA) gan RD, UDA, roedd y citiau assay ar gyfer epineffrîn (E) a norepinephrine (NE) o Abnova, Taiwan, 5-citiau assay hydroxytryptamine (5HT) gan BioSource, a Daeth pecynnau profi asid gama-aminobutyrig (GABA) o Santa Cruz, UDA. Prynwyd y pecynnau assay o superoxide dismutase (SOD), malondialdehyde (MDA), a glutathione peroxidase (GPx) gan Cayman, UDA.

Cymeradwyaeth moeseg

Cymeradwywyd pob protocol arbrofol gan Bwyllgor Moeseg Anifeiliaid Canolfan Feddygol Llynges PLA, Prifysgol Feddygol y Llynges (Rhif Cymeradwyo: SYXK (Shanghai)2017-0019, Blwyddyn gymeradwyo: 2020). Derbyniodd pob anifail ofal da yn unol â Chanllaw Gofalu a Defnyddio Anifeiliaid Labordy Prifysgol Feddygol y Llynges. Rydym yn cadarnhau bod pob dull yn cael ei adrodd yn unol â chanllawiau ARRIVE ( https://arriveguidelines.org ) ar gyfer adrodd ar arbrofion anifeiliaid. Y cyfranogwyr yr ymchwiliwyd iddynt yn yr astudiaeth hon oedd llygod mawr, nid bodau dynol; felly, nid oedd caniatâd i gymryd rhan.

Anifeiliaid a dylunio grwpio

Cynhwyswyd llygod mawr Sprague-Dawley gwrywaidd sy'n oedolion ag oedran cyfartalog o 8 wythnos ac yn pwyso 200–220 g yn yr ymchwil hwn. Prynwyd anifeiliaid o Shanghai Slac Laboratory Animal Co, Ltd (Shanghai, Tsieina). Gwnaed yr ymdrechion mwyaf i leihau dioddefaint anifeiliaid a nifer yr anifeiliaid angenrheidiol i gasglu data dibynadwy. Roedd chow llygod mawr a dŵr yfed safonol ar gael i bob anifail ad libitum. Roedd anifeiliaid â 3 llygod mawr fesul cawell yn cael eu cadw mewn ystafell anifeiliaid benodol heb bathogen (SPF) (tymheredd, 22-24˚C, lleithder, 45-55 y cant) ac amodau golau rheoledig (cylch tywyll golau 12/12 awr) am wythnos cyn yr arbrawf. Cyn i'r arbrofion deifio ddechrau, cafodd llygod mawr eu cynefino am bum niwrnod yn amgylchedd y labordy, gan gynnwys siambr hyperbarig. Cafodd un ar bymtheg o lygod mawr eu pwyso, eu labelu, eu cyfyngu ar hap wedi'u neilltuo i reolydd (amlygiad i aer normobaidd ond yn parhau i olau a sŵn tebyg, a enwyd y grŵp CON, n=8) grŵp a grŵp arbrofol (yn amodol ar efelychiad helocs dirlawnder deifio i 4.0 MPa (400 msw), a enwyd y grŵp HSD, n=8).

Plymio dirlawnder ysgogol o 400 msw

Roedd llygod mawr yn y grŵp HSD dan bwysau mewn nwy heliwm-ocsigen mewn siambr hyperbarig. Yn gryno, cynhwyswyd pedwar cam o gywasgu, storio, datgywasgu, a gwylio plygu

y cyfnod dirlawnder. Cyfradd cywasgu'r llygoden fawr oedd 1 msw/munud hyd at 10 msw gydag 20 y cant o gymysgeddau nwy He O a 3.54 msw/munud o 10 msw i 400 msw gyda He pur. Cymerodd yr amser cywasgu o'r wyneb i 400 msw tua 120 munud. Y cyfnod gwaelod ar 400 msw oedd 120 munud. Ategwyd y crynodiad ocsigen ag ocsigen pur i gynnal y pwysedd rhannol ocsigen ar 35 ~ 50 kPa yn ystod y broses gywasgu a'r dyfnder storio. Y cyfnod o wylio tro datgywasgiad oedd 40 munud ar 300 msw, 45 munud ar 200 msw, 50 munud ar 105 msw, 60 munud ar 45 msw, 75 munud ar 10 msw, 75 munud ar 3 msw, ac yna ar yr wyneb. Y gyfradd esgyniad a ddefnyddir yn y model datgywasgiad hwn yw tua 10 metr (33 tr) y funud. cynhaliwyd y pwysedd rhannol ocsigen ar 38 ~ 67 kPa yn ystod y cam datgywasgu. Ar ôl datgywasgu i 10 m, cynhaliwyd y crynodiad ocsigen ar 20 ~ 24 y cant. Dangosir y trosolwg llinell amser deifio dirlawnder yn Ffig 2. Cafodd llygod mawr yn y grŵp rheoli aer (Group CON, a enwyd yn grŵp rheoli, gydag wyth llygoden fawr) eu bridio o fewn yr amgylchedd atmosfferig yn yr un labordy arbrofol gyda'r un siambr â'r grwpiau HSD. Ni dderbyniodd y grŵp rheoli unrhyw weithdrefnau cywasgu na datgywasgu ond dioddefodd sŵn a golau tebyg i'r grŵp HSD.

Casgliad sampl

Ar ôl y cyfnod datgywasgu, anestheteiddiwyd y llygod mawr â sodiwm pentobarbital ({{0}}.3 y cant , pwysau llygod mawr 1.0 ml/kg) yn fewnberitoneol, ac yna tynnu'r ymennydd i ffwrdd. Roedd yr hemisfferau ymennydd chwith yn cael eu dyrannu'n gyflym. Mewn dau grŵp anifeiliaid, cafodd meinweoedd y cortecs, hippocampus, a striatum eu dyrannu a'u talfyrru yn y drefn honno fel HSDC, HSDH, HSDS, CONC, CONH, a CONS. Fel y feinwe fwyaf ymhlith y tair adran, torrwyd pob sampl cortecs wedyn yn ddau ddarn gyda phwysau cyfartal yn fras (un rhan o'r sampl ar gyfer dadansoddiad metabolomeg, y darnau eraill o samplau ar gyfer asesiadau biocemegol). Roedd yr holl feinweoedd wedi'u rhewi'n snap mewn nitrogen hylifol a'u storio ar −80˚C nes y gwneir dadansoddiad pellach.

Gofynnwch am fwy:

E-bost:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Ffôn: ynghyd â 86 15292862950