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《中国人民解放军军事医学科学院》 2010年
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维生素B_1、B_2、PP对急性低氧暴露小鼠营养代谢的改善作用及其机制研究

刘晋  
【摘要】: 目的 探讨联合补充维生素B1、B2、PP对急性低氧暴露小鼠营养代谢变化的影响,以期揭示维生素B,、B2、PP提高急性耐缺氧能力的代谢机制及其可能的作用靶点。 方法 1、健康雄性昆明小鼠随机分为对照组、2倍、4倍、8倍维生素B1、B2、PP补充组,以相应饲料进行为期2周的喂养,补充组饲料中维生素剂量分别为正常对照组饲料所含相应维生素的2倍、4倍及8倍,实验结束时采用急性密闭缺氧实验和亚硝酸钠中毒实验模型测定小鼠急性低氧暴露生存时间。 2、50只雄性昆明小鼠随机分为正常对照组、低氧对照组、2倍、4倍、8倍维生素补充组,以相应饲料喂养2周后,除正常对照组外,其他动物在低压氧舱内进行模拟高度为6000m、暴露时间为8h的急性低氧暴露。采用高效液相色谱技术分析血清中的维生素B1、B2、PP含量,采用相关生化方法测定与碳水化合物、脂类、蛋白质代谢相关的标志物水平与关键酶活性以及全血ATP含量。 3、动物喂养与急性低氧暴露方式同2,暴露结束后采用基于核磁共振分析的代谢组学技术分析各组动物血清代谢组变化。 4、动物喂养与低氧暴露方式同2,暴露结束后取动物肝脏迅速置于液氮冷冻,应用基因芯片技术分析小鼠肝脏全基因表达谱的变化。 结果 1、补充维生素B1、B2、PP对急性低氧暴露小鼠生存时间的影响 急性密闭缺氧实验结果表明,8倍维生素B1、B2、PP补充组小鼠的缺氧生存时间与对照组相比有延长的趋势。亚硝酸钠中毒实验结果表明,三个补充剂量都显现出一定的延长小鼠生存时间的作用,其中4倍及8倍组效果显著。 2、补充维生素B1、B2、PP对急性低氧暴露小鼠营养代谢的影响 (1)血清维生素B1、B2、PP含量的测定结果显示,急性低氧暴露后,小鼠血清维生素B1含量变化不明显,维生素B2含量显著降低,烟酰胺含量有降低的趋势;维生素补充组小鼠血清维生素B1、B2、烟酰胺含量较低氧对照组均有不同程度的升高。 (2)生化指标的测定结果显示,小鼠血清葡萄糖、乳酸、丙酮酸、游离脂肪酸、β-羟丁酸、尿素氮和肝糖原含量在急性低氧暴露后均显著升高,而肝脏丙酮酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶含量则显著降低,全血ATP含量有降低的趋势;补充不同剂量维生素B1、B2、PP后,上述指标的变化与低氧对照组相比有不同程度缓解的趋势。 3、补充维生素B1、B2、PP对急性低氧暴露小鼠血清代谢组的影响 急性低氧暴露后,各组小鼠血清代谢组在得分图中呈聚类分布,与正常对照组相比,低氧对照组呈分离趋势,补充2倍、4倍、8倍维生素B1、B2、PP后,血清代谢组呈逐渐回归的变化轨迹。由载荷图分析得到,导致代谢组产生差别的原因是脂类、乳酸、乙醇、O-乙酰糖蛋白、牛磺酸、糖和谷氨酰胺等物质水平发生了变化。 4、补充维生素B1、B2、PP对急性低氧暴露小鼠肝脏全基因表达谱的影响 急性低氧暴露以及补充8倍维生素B1、B2、PP后,小鼠肝脏基因表达谱发生了显著变化,涉及到众多代谢通路,其中,低氧对照组与正常对照组相比,共有2476个差异表达基因,1508个基因表达上调,968个基因表达下调,共涉及159条代谢通路;8倍维生素补充组与正常对照组相比,共有2352个差异表达基因,1382个基因表达上调,970个基因表达下调,共涉及151条通路;8倍维生素组与低氧对照组相比,共有1382个差异表达基因,626个基因表达上调,756个基因表达下调,差异表达基因涉及92条代谢通路。 结论 1、联合补充维生素B1、B2、PP 2周,可以延长急性低氧暴露小鼠的生存时间,4-8倍的补充剂量效果较好。 2、血清维生素B1、B2、PP的测定结果表明,急性低氧暴露使小鼠血清维生素B2、PP水平下降,高剂量的维生素B1、B2、PP补充后改善效果较明显。生化指标测定结果表明,急性低氧暴露后,小鼠营养代谢及其相关酶活性发生了显著变化,补充维生素B1、B2、PP对这些变化具有一定的改善作用。提示在急性低氧环境下,增加维生素B1、B2、PP的摄入量可以改善维生素营养状况和能量代谢,其中,8倍剂量效果最好。 3、代谢组学的研究结果显示,急性低氧暴露后碳水化合物的有氧氧化受到抑制,无氧酵解增强,三羧酸循环流通不畅,脂肪动员加强。补充维生素B1、B2、PP后,血清代谢组逐渐向正常对照组回归,相关代谢途径也得到改善,进一步证实补充维生素B1、B2、PP通过与能量代谢相关的途径发挥作用。 4、小鼠肝脏全基因表达谱的研究结果显示,急性低氧暴露和8倍剂量维生素B1、B2、PP的补充引起众多基因的差异性表达,涉及到多条代谢通路,其中包括糖酵解途径、磷酸戊糖途径、三羧酸循环、脂类合成、磷脂代谢、氨基酸代谢及电子传递链等方面的变化。提示补充大剂量维生素B1、B2、PP可以通过影响相关基因的表达,调节营养代谢。
【学位授予单位】:中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R151

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【参考文献】
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