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铜缺乏症奶牛神经损伤分子机理

柴春彦  
【摘要】: 为深入揭示铜缺乏奶牛神经损伤分子机理,本课题在系统分析引起该病的生物地球 化学因子中关键致病因素、奶牛体内铜代谢障碍机制及生理生化指标变化的基础上,重 点研究了与神经损伤有关的以下几个方面的内容:采用电子自旋共振(ESR)技术测试了 奶牛体内自由基的含量;分离神经组织细胞膜并分析其亚单位组分及离子泵功能;首次 用凝胶柱层析法分离并分析了铜缺乏奶牛神经组织中髓鞘碱性蛋白(MBP)、神经节苷脂 (GM),并以高效薄层层析法检测神经组织细胞膜磷脂组分;首次建立ELISA法测试奶 牛体液中抗髓鞘碱性蛋白及神经节苷脂自身特异性抗体;用聚丙烯酰胺凝胶电泳法分析 脑脊液中寡克隆带蛋白(OCB)及几种重要同功酶活性;对病理组织进行了显微及超微 结构观察。实验结果表明: 1.水土食物链中的铜处于边缘性缺乏状态,饲料中钼含量过高是导致奶牛条件性铜缺乏 的主要原因,而高氟低硒的自然地理因素对奶牛铜缺乏症的发生也有促进作用。铜缺 乏引起肝脏铁的蓄积是诱发体内金属硫蛋白(MT)过量合成的重要原因,异常合成 的金属硫蛋白促进了铜、锌、铁、锰等元素的异常代谢,出现多种微量元素平衡失调, 同时影响神经系统的正常生理功能。铜缺乏奶牛体内生理生化指标的变化主要表现在 肝脏功能、血清甲状腺素水平、脂类代谢及免疫功能的异常改变。 2.临床亚临床铜缺乏奶牛体内抗氧化防御系统功能降低而自由基(氧自由基及氮自由 基)含量相对过剩,诱发脂质过氧化攻击组织膜系统,导致膜流动性发生异常改变及 离子泵(ATP酶)功能失调,同时也损伤神经轴突膜及髓鞘膜上的磷脂或神经节苷脂 组分。 3.神经系统的生理生化变化主要表现在以下几个方面:铜缺乏症奶牛脑脊液中存在寡克 隆带蛋白且脑体金试验阳性;脑脊液中几种重要同功酶谱出现特征性的改变,且游离 氨基酸组分、铁蛋白含量及免疫学指标也发生异常变化。 4.神经组织膜磷脂、神经节苷脂及髓鞘碱性蛋白组分发生特征性改变,体液中抗髓鞘碱 性蛋白及抗神经苷脂特异性自身抗体水平显著升高,神经递质酶及氧化还原酶的组化 特征出现异常。 5.神经系统的超微结构病理变化主要为,有髓神经纤维髓鞘板松解、脱落,部分神经元 细胞及神经胶细胞变性坏死,有“嗜神经”现象及神经细胞或血管内皮细胞核中出现 凋亡小体。 综观实验结果,奶牛在铜缺乏情况下,神经组织特别是神经轴突膜及髓鞘膜受到自 由基攻击而使其完整性受到损害,从而暴露磷脂、神经节苷脂成分或髓鞘碱性蛋白,并 使其化学组分及空间结构发生改变,异常改变或脱落的成份可诱导抗神经组织特异性抗 体的产生,由此介导的免疫反应加速髓鞘的病变过程,甚至出现脱失现象。 铜缺乏导致的含铜酶及神经递质酶活性的改变使神经细胞的能量代谢及递质传导异 常,髓鞘的再合成障碍及轴索对髓鞘的营养功能失调加重了髓鞘的损伤,从而导致临床 铜缺乏奶牛出现以摇摆为特征的严重运动障碍症状。


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