本文關(guān)鍵詞：自噬溶酶體途徑在熱習(xí)服保護(hù)熱射病腦損傷中的作用

  更多相關(guān)文章： 熱習(xí)服 熱射病 腦損傷 自噬 溶酶體

【摘要】：研究背景及意義近年來,全球范圍內(nèi)熱浪發(fā)生頻率和強(qiáng)度逐年增加,每年數(shù)以千計(jì)的人群遭受熱應(yīng)激性疾病(Heat stress illness,HSI)的威脅。熱射病(heat stroke,HS)是一種最為嚴(yán)重的HIS,也被稱作重癥中暑,主要臨床表現(xiàn)為核心體溫(core temperature,Tc)增高達(dá)40℃以上,同時(shí)合并存在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(center nerve system,CNS)異常以及多器官功能障礙。HS的死亡率非常高,國內(nèi)外報(bào)道為10%—50%,嚴(yán)重威脅著人們的健康。軍人是熱射病的高發(fā)人群,每年均有因中暑而導(dǎo)致官兵傷亡的案例報(bào)道,尤其是在熱區(qū)部隊(duì)執(zhí)行任務(wù)時(shí),HS的發(fā)病率可顯著升高,且由于部隊(duì)訓(xùn)練演習(xí)時(shí)常在野外條件,救治條件有限,若未得到及時(shí)有效的救治,死亡率可高達(dá)30%—50%。因此,預(yù)防HS等熱損傷,對維護(hù)熱環(huán)境軍事作業(yè)人員的健康,提高熱區(qū)部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力具有重要意義,也是熱區(qū)部隊(duì)常規(guī)衛(wèi)生保障的重要內(nèi)容之一。熱習(xí)服(heat acclimation,HA)是熱區(qū)部隊(duì)開展熱損傷預(yù)防的重要措施,且我國于1996年就頒發(fā)了《軍人耐熱鍛煉衛(wèi)生規(guī)程》,規(guī)定赴熱區(qū)和駐扎在熱區(qū)部隊(duì)執(zhí)行重大任務(wù)前必須進(jìn)行耐熱鍛煉。HA是指機(jī)體在長期反復(fù)的熱作用下出現(xiàn)的一系列適應(yīng)性反應(yīng),表現(xiàn)在機(jī)體對熱的反射性調(diào)節(jié)機(jī)能更趨完善,各種生理機(jī)能達(dá)到一個新的水平,如出汗率增加而心率和中心體溫相對下降,代謝率降低,即機(jī)體散熱增加而產(chǎn)熱減少。中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害是熱射病的主要臨床特征之一,也是熱射病神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的主要病理原因。有研究顯示,HA可減低神經(jīng)系統(tǒng)對損傷刺激的應(yīng)激性,但HA對HS導(dǎo)致的神經(jīng)損傷是否具有直接保護(hù)作用,目前相關(guān)研究報(bào)道較少。因此,探討HA對HS導(dǎo)致的腦損傷的神經(jīng)保護(hù)作用及可能的機(jī)制,對HS的預(yù)防和救治具有重要意義。自噬(autophagy)是一種高度保守的細(xì)胞生物學(xué)行為,即細(xì)胞內(nèi)存在“自己吃自己(self-eating)”的現(xiàn)象。當(dāng)存在對細(xì)胞生存不利的誘發(fā)因素時(shí),如細(xì)胞外的營養(yǎng)缺乏、缺血、缺氧、高熱等和細(xì)胞內(nèi)的蛋白折疊錯誤、蛋白質(zhì)聚集、代謝紊亂、細(xì)胞器衰老或破裂等,均可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生自噬。自噬主要參與細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)的循環(huán)及再利用、受損細(xì)胞器的清除,在促進(jìn)細(xì)胞存活,維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài),保持細(xì)胞健康過程中起著重要作用。在神經(jīng)元中,通過自噬清除胞質(zhì)中有神經(jīng)毒性的蛋白聚集物,從而對神經(jīng)系統(tǒng)損傷起到保護(hù)性作用。但目前研究顯示,當(dāng)自噬被過度激活或自噬上調(diào)不受控制時(shí),自噬可通過激活凋亡途徑或由于細(xì)胞無法及時(shí)有效降解大量細(xì)胞內(nèi)容物而加速細(xì)胞死亡,稱為自噬性程序性細(xì)胞死亡。ha與hs均是由外界高溫環(huán)境刺激產(chǎn)生的,不同的是形成ha的條件是長時(shí)間反復(fù)的溫和熱刺激,而形成hs的條件是在短時(shí)間內(nèi)遭受了致死性高強(qiáng)度熱刺激,而ha與hs對機(jī)體產(chǎn)生的生理效應(yīng)完全不同,由此我們推測這兩種不同程度的熱刺激對自噬的影響也并不相同,且其誘導(dǎo)的自噬變化在ha及hs的病理生理調(diào)節(jié)中的作用和機(jī)制可能也不相同。在自噬發(fā)生過程中,自噬體包裹需要降解的內(nèi)容物后與溶酶體融合形成自噬溶酶體,利用溶酶體內(nèi)的組織蛋白酶和水解酶進(jìn)行降解消化,最終實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)循環(huán)。由此可見,溶酶體的功能在自噬過程中起著關(guān)鍵作用,而細(xì)胞遭受應(yīng)激發(fā)生損傷時(shí),也可能累及到溶酶體的功能。那么,在熱習(xí)服和熱射病兩種不同強(qiáng)度的應(yīng)激狀態(tài)下,溶酶體的功能是否有差異及其與自噬調(diào)節(jié)有怎樣的關(guān)系,目前研究尚未闡述清楚。因此,本課題通過探討ha對hs導(dǎo)致的腦損傷的保護(hù)作用及自噬溶酶體途徑在其中所發(fā)揮的作用,以揭示ha神經(jīng)保護(hù)作用的機(jī)制,為hs的防治提供新的參考依據(jù)。研究方法1.采用8周齡健康雄性c57bl/6小鼠在(34.5±1.0)℃、濕度(70±5)%條件下連續(xù)暴露30d建立ha小鼠模型,在(43±0.5)℃、濕度(70±5)%條件下暴露120min建立hs小鼠模型。將小鼠隨機(jī)分為正常對照組(con組)、熱習(xí)服組(ha組)、熱射病組(hs組)和熱習(xí)服+熱射病組(ha+hs組)。2.通過觀察不同組別小鼠的一般行為學(xué)、肛溫變化、腦組織含水量、腦組織病理改變和神經(jīng)細(xì)胞變性與凋亡情況,探討熱習(xí)服對熱射病腦損傷的保護(hù)作用。3.通過觀察不同組別小鼠腦組織的自噬相關(guān)蛋白lc3和beclin-1的表達(dá)和自噬體形成情況,并應(yīng)用自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3ma)進(jìn)行干預(yù),探討自噬在熱習(xí)服對熱射病腦損傷保護(hù)作用中的影響。4.通過檢測不同組別小鼠腦組織的溶酶體相關(guān)膜蛋白1(lamp-1)和組織蛋白酶b(cathepsinb)的表達(dá)和活性情況,探討溶酶體功能在自噬調(diào)節(jié)中的作用。結(jié)果1.采用(34.5±1.0)℃、濕度(70±5)%連續(xù)暴露30d和(43±0.5)℃、濕度(70±5)%暴露120min可分別建立ha小鼠模型和hs小鼠模型,為后續(xù)研究提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。2.熱習(xí)服對熱射病導(dǎo)致的腦損傷具有保護(hù)作用,主要表現(xiàn)在:經(jīng)ha預(yù)處理后,接受43℃高溫暴露時(shí),小鼠的一般行為狀態(tài)較好,耐熱能力顯著增強(qiáng),其最高肛溫、死亡率、腦組織含水量、神經(jīng)細(xì)胞病理損傷程度以及神經(jīng)細(xì)胞的凋亡和變性程度均顯著低于未經(jīng)HA預(yù)處理的小鼠,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P0.05),HA組小鼠的上述指標(biāo)與CON組小鼠相比,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P0.05)。結(jié)果說明HA對HS導(dǎo)致的中樞神經(jīng)損傷具有明顯的保護(hù)作用,且HA本身對神經(jīng)系統(tǒng)未產(chǎn)生損害效應(yīng)。3.與CON組相比,HA組、HS組和HA+HS組的自噬相關(guān)蛋白LC3和Beclin-1的表達(dá)和自噬體形成均顯著升高,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P0.05),提示熱刺激可誘導(dǎo)小鼠中樞神經(jīng)細(xì)胞自噬增強(qiáng)。與HS組相比,HA+HS組的自噬相關(guān)蛋白LC3和Beclin-1的表達(dá)和自噬體形成均明顯下降,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P0.05),提示熱習(xí)服預(yù)處理下調(diào)了HS組損傷性熱刺激誘導(dǎo)的自噬水平。應(yīng)用自噬抑制劑3MA后,3MA組和HA+3MA組的自噬水平受到了抑制,但腦組織含水量、神經(jīng)元變性和凋亡程度未發(fā)生明顯改變,提示3 MA本身不會造成腦組織損傷;HA+3MA+HS12h組的自噬水平受到了抑制,但其腦組織含水量顯著升高、神經(jīng)元變性和凋亡程度明顯加重,提示抑制自噬后,HA預(yù)處理對HS導(dǎo)致的腦損傷保護(hù)作用減弱;3MA+HS12h的自噬水平仍然維持在較高水平,且其腦組織含水量、神經(jīng)元變性情況和凋亡情況與HS組比較均未發(fā)生明顯改變,提示自噬抑制劑對HS12h組小鼠的自噬程度和損傷效應(yīng)未發(fā)揮明顯作用。4.HA組小鼠腦組織細(xì)胞中溶酶體相關(guān)膜蛋白-1(LAMP-1)和組織蛋白酶B(Cathepsin B)的表達(dá)量與活性均略高于CON組,而HS組的LAMP-1和Cathepsin B的表達(dá)量與活性均顯著低于CON組(P0.05),提示損傷性高溫刺激可破壞溶酶體的結(jié)構(gòu)和酶的活性,從而影響溶酶體的功能。與HS組相比,HA+HS組中的LAMP-1和Cathepsin B的表達(dá)量與活性明顯升高,尤其是在恢復(fù)早期,差異更為明顯,提示熱習(xí)服預(yù)處理減輕了熱射病對溶酶體的損傷。全文結(jié)論1.熱習(xí)服對熱射病腦損傷具有保護(hù)作用;2.熱習(xí)服通過調(diào)節(jié)損傷性熱刺激誘導(dǎo)的自噬水平對熱射病神經(jīng)系統(tǒng)損傷發(fā)揮保護(hù)作用;3.自噬溶酶體途徑在熱習(xí)服保護(hù)熱射病腦損傷中發(fā)揮了重要作用。熱射病損傷性熱刺激破壞了溶酶體的正常功能,而熱習(xí)服可適當(dāng)上調(diào)溶酶體的功能。
【關(guān)鍵詞】：熱習(xí)服 熱射病 腦損傷 自噬 溶酶體
【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R828
【目錄】：

• 縮略語表5-6
• 英文摘要6-11
• 中文摘要11-14
• 第一章 前言14-17
• 第二章 熱習(xí)服（HA）和熱射�。℉S）動物模型的建立17-24
• 2.1 引言17
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法17-18
• 2.3 結(jié)果18-21
• 2.4 討論21-23
• 2.5 小結(jié)23-24
• 第三章 熱習(xí)服對熱射病腦損傷的神經(jīng)保護(hù)作用24-45
• 3.1 引言24
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法24-30
• 3.3 結(jié)果30-41
• 3.4 討論41-43
• 3.5 小結(jié)43-45
• 第四章 自噬在HA對HS腦損傷保護(hù)作用中的影響45-65
• 4.1 引言45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法45-50
• 4.3 結(jié)果50-63
• 4.4 討論63-64
• 4.5 小結(jié)64-65
• 第五章 HA和HS對溶酶體功能的影響65-72
• 5.1 引言65
• 5.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法65-66
• 5.3 結(jié)果66-69
• 5.4 討論69-71
• 5.5 小結(jié)71-72
• 第六章 全文結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-80
• 文獻(xiàn)綜述 熱習(xí)服及其交叉耐受的研究進(jìn)展80-88
• 參考文獻(xiàn)85-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的文章88-89
• 致謝89

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄭靜晨,雷志勇,王發(fā)強(qiáng),龍彬,彭碧波,李明;部隊(duì)在高溫大運(yùn)動量訓(xùn)練條件下中暑的防治研究[J];武警醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2000年03期

，

本文編號：554914