發(fā)布時(shí)間：2017-09-23 14:43

  本文關(guān)鍵詞：基于代謝組學(xué)技術(shù)的暈動(dòng)病發(fā)生機(jī)制探討

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【摘要】：暈動(dòng)病是指機(jī)體暴露于異常加速度運(yùn)動(dòng)而引起的以植物神經(jīng)反應(yīng)(惡心、嘔吐、眩暈)為主的癥狀和體征。暈船作為暈動(dòng)病最常見(jiàn)的一種形式,雖不致于造成生命危險(xiǎn),但它導(dǎo)致艦船工作人員極度不適,加重體力消耗,造成過(guò)度疲勞,嚴(yán)重影響艦船工作人員的工作效率,是海上事故發(fā)生的重要原因之一,也是部隊(duì)登島作戰(zhàn)非戰(zhàn)斗減員的主要因素,因此暈動(dòng)病發(fā)生機(jī)制研究一直受到國(guó)內(nèi)外尤其是軍隊(duì)的重視。迄今為止用于解釋暈動(dòng)病發(fā)生機(jī)制的理論主要有感覺(jué)沖突-失匹配理論,毒物探測(cè)假說(shuō),神經(jīng)遞質(zhì)假說(shuō),牽涉性?xún)?nèi)臟不適假說(shuō)等。上述幾種理論都沒(méi)有完全闡明暈動(dòng)病發(fā)生的機(jī)制。 應(yīng)激可以引起機(jī)體血清代謝產(chǎn)物的變化。有研究表明,暈動(dòng)病發(fā)生過(guò)程中存在著應(yīng)激反應(yīng),其過(guò)程中代謝產(chǎn)物變化規(guī)律還不明確。研究證實(shí),血液中代謝產(chǎn)物可以反映機(jī)體的正常生理變化和疾病的病理生理影響,有助于闡明其潛在的分子機(jī)制。 目的 本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用代謝組學(xué)方法了解加速度暴露過(guò)程中出現(xiàn)暈動(dòng)病癥狀受試者和沒(méi)有出現(xiàn)暈動(dòng)病癥狀受試者暴露前后的血液代謝產(chǎn)物的變化規(guī)律,同時(shí)觀察血液中調(diào)控代謝的應(yīng)激激素在異常加速度暴露前后的變化規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)觀察上述代謝產(chǎn)物及調(diào)控代謝的應(yīng)激激素的變化對(duì)機(jī)體加速度暴露耐受力的影響,為闡明加速度暴露后暈動(dòng)病的發(fā)生機(jī)制提供線索。 方法 1.暈動(dòng)病與無(wú)暈動(dòng)病人群加速度暴露前后血清代謝產(chǎn)物比較 1.1受試對(duì)象和倫理學(xué)聲明在我陸軍某營(yíng)招募男性志愿者60名。所有受試對(duì)象均同意參加試驗(yàn)并填寫(xiě)《知情同意書(shū)》。本試驗(yàn)經(jīng)我校(第二軍醫(yī)大學(xué))倫理委員會(huì)同意進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)前24小時(shí)禁食高嘌呤含量的食物和碳酸飲料。試驗(yàn)前一天18點(diǎn)晚餐后停止進(jìn)食,21點(diǎn)統(tǒng)一就寢。 1.2加速度暴露受試者在測(cè)量血壓、心率、身高、體重、體溫之后,分4批進(jìn)入六自由度艦船運(yùn)動(dòng)模擬器(艙長(zhǎng)3m,寬4m,高2.5m),入座,適應(yīng)5分鐘后進(jìn)行加速度(正弦波,頻率0.26HZ,加速度0.27g)暴露15分鐘。試驗(yàn)時(shí)間為上午9:00至10:30。當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度為15.2℃,艙內(nèi)溫度為18.0℃。加速度暴露后,我們將出現(xiàn)惡心、嘔吐癥狀的受試者作為暈動(dòng)病組,未出現(xiàn)惡心、嘔吐的受試者作為無(wú)暈動(dòng)病組。 1.3血液樣品GC-TOF/MS分析 分別采集受試者加速度暴露前和加速度暴露后即刻的靜脈血各5ml,4℃離心20 min(3000rpm),取上清液,置于-80℃保存。取血清100μL,加入內(nèi)標(biāo)氯苯丙氨酸和十七酸各10μL,震搖均勻;加入氯仿和甲醇的混合溶劑(氯仿:甲醇=3:1)300μL,再次震搖均勻,-20℃靜置10min,室溫離心10min (10,000 rpm);取300μL上清液置于進(jìn)樣瓶,真空干燥。在干燥后的進(jìn)樣瓶中加入80μL含甲氧胺(15mg/mL)的吡啶溶液,在37℃下反應(yīng)90min,再加入80μL BSTFA(含1%TMCS),于70℃下反應(yīng)60min后進(jìn)樣分析。 本實(shí)驗(yàn)采用GC-TOF/MS (LECO Corporation, St. Joseph, MI, USA)檢測(cè)血液樣品中的代謝物。加速度暴露前后樣本間隔進(jìn)樣。GC進(jìn)樣口溫度:270℃。載氣為超純氦。流量為1ml/min。MS接口溫度:260℃。離子源溫度:200℃。質(zhì)譜掃描范圍:30~600(M/Z)。氣相色譜的程序升溫條件:起始溫度:80℃,保留2分鐘,10℃/min升至180℃,6℃/min升至230℃,40℃/min升至295℃,保留9分鐘。 1.4數(shù)據(jù)分析 檢測(cè)所得數(shù)據(jù)首先通過(guò)DataBridge軟件(Perkin-Elmer Inc.)直接轉(zhuǎn)化成NETCDF格式,然后輸入MATLAB(The MathWorks, Inc.)進(jìn)行基線校正、峰識(shí)別、對(duì)齊、內(nèi)標(biāo)排除和均一化,得到一個(gè)由指定的峰序列號(hào)、觀測(cè)點(diǎn)以及歸一化后的峰強(qiáng)度組成的三維矩陣,然后將其導(dǎo)入SIMCA-P軟件后進(jìn)行多維統(tǒng)計(jì)分析。我們運(yùn)用PCA觀察樣品的聚集、離散和離群點(diǎn),通過(guò)OPLS-DA來(lái)鑒別造成聚集和離散的主要差異變量。同時(shí),為了保證在單維統(tǒng)計(jì)上有意義,運(yùn)用配對(duì)t檢驗(yàn)和Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)得到的主要差異變量,以?xún)烧逷值均小于0.05的變量作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用配對(duì)t檢驗(yàn)或Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)分析上述主要差異變量在兩組各自暴露前后的變化水平,運(yùn)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或Wilcoxon秩和檢驗(yàn)分析暴露前兩組人群之間和暴露后兩組人群之間上述主要差異變量的變化特點(diǎn)。 2.暈動(dòng)病與無(wú)暈動(dòng)病人群加速度暴露前后血清中調(diào)控代謝的應(yīng)激激素比較 2.1放射免疫法測(cè)定血清中胰島素、胰高血糖素、皮質(zhì)醇含量胰島素、胰高血糖素和皮質(zhì)醇放免試劑盒購(gòu)自北京北方生物技術(shù)研究所。 2.2 ELISA測(cè)定血清中腎上腺素含量腎上腺素ELISA試劑盒購(gòu)自北京天漠科技開(kāi)發(fā)有限公司。 3.血糖濃度變化對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠暈動(dòng)病嚴(yán)重程度的影響 3.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組 雄性SD大鼠(250-300g),購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司。對(duì)100只大鼠進(jìn)行加速度暴露30min,記錄暈反應(yīng)指數(shù)。根據(jù)暈反應(yīng)指數(shù)選出暈動(dòng)病敏感大鼠(暈反應(yīng)指數(shù)9)作為實(shí)驗(yàn)大鼠,脫適應(yīng)14天后,再將其隨機(jī)分為三組:模型組(n=14):單純給予加速度刺激;胰島素組(n=14):加速度刺激前30分鐘,給予大鼠腹腔注射胰島素(1unit/kg);空白對(duì)照組(n=8):不給予加速度刺激。 3.2加速度暴露 將模型組和胰島素組大鼠放入按Crampton等報(bào)道仿制的旋轉(zhuǎn)裝置內(nèi),繞垂直軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn),以16°/s2角加速度加速至120°/s2,再以48°/s2角減速度減速至零,交替加、減速進(jìn)行,持續(xù)30分鐘。 將空白對(duì)照組大鼠放入旋轉(zhuǎn)裝置,靜置30分鐘。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后立即檢測(cè)大鼠的暈反應(yīng)指數(shù)并斷頭處死,測(cè)量血糖值。大鼠血液樣本4℃離心20 min(3000rpm),取上清液,置于-80℃保存。 3.3暈反應(yīng)指數(shù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 暈反應(yīng)指數(shù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):排糞(粒)無(wú)計(jì)為0分,有,每粒計(jì)1分;排尿無(wú)計(jì)0分,有計(jì)1.2分;立毛無(wú)計(jì)0分,輕度計(jì)0.6分,重度計(jì)1.2分;顫抖無(wú)計(jì)0分,有計(jì)1.2分。暈反應(yīng)指數(shù)評(píng)分為各項(xiàng)積分的總和。 3.4使用羅氏全活力型血糖儀測(cè)定大鼠血糖值。 3.5大鼠血清胰島素、胰高血糖素、皮質(zhì)酮和腎上腺素含量檢測(cè)方法同人體試驗(yàn)。 4.統(tǒng)計(jì)分析 自身暴露前后數(shù)據(jù)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)或Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn);暴露前或暴露后兩組間的數(shù)據(jù)比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。三組間比較采用方差分析,兩兩比較采用LSD Post hoc。 結(jié)果 1.暈動(dòng)病與無(wú)暈動(dòng)病人群加速度刺激前后血清代謝物組比較 1.1暈動(dòng)病發(fā)生情況 加速度暴露后有30名受試者出現(xiàn)了明顯的暈動(dòng)病癥狀,還有30名受試者沒(méi)有出現(xiàn)明顯的暈動(dòng)病癥狀。 1.2 60名受試者自身加速度暴露前后血清代謝物組比較60名受試者加速度暴露后血清中有35種代謝物與其自身暴露前相比發(fā)生了變化,血清中肌苷、次黃嘌呤、尿素、乙醇酸、肌酸肝、丙氨酸、異亮氨酸、賴(lài)氨酸、蛋氨酸、色氨酸、組氨酸、纈氨酸、絲氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、脯氨酸、蘇氨酸、4-羥基-脯氨酸、肌酸酐、3-羥基異丁酸、碳二亞胺、反丁烯二酸、L-2-氨基丁酸、焦谷氨酸水平明顯降低,而血清亞油酸、硬脂酸、反油酸、棕櫚酸、油酸、花生四烯酸、n-十二烷酸、n-十四烷酸、β-羥基丁酸、丙酮酸、葡萄糖含量明顯升高。 1.3暈動(dòng)病組與無(wú)暈動(dòng)病組受試者加速度暴露前后自身血清35種代謝產(chǎn)物變化水平比較 為探索兩組受試者可能存在的生理變化或病理生理變化特點(diǎn),我們對(duì)暈動(dòng)病組和無(wú)暈動(dòng)病組受試者各自暴露前后上述35種代謝產(chǎn)物的變化狀況進(jìn)行了比較。兩組受試者加速度暴露后包括葡萄糖、丙酮酸在內(nèi)的26種代謝產(chǎn)物發(fā)生了相同的變化。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)兩組間有9種代謝產(chǎn)物在加速度暴露變化趨勢(shì)不一致。無(wú)暈動(dòng)病組受試者血清尿素含量明顯降低,而暈動(dòng)病組則沒(méi)有明顯變化。相反,暈動(dòng)病組受試者血清組氨酸、鳥(niǎo)氨酸、絲氨酸、酪氨酸、反丁烯二酸、焦谷氨酸含量明顯降低,血清n-十二烷酸、n-十四烷酸含量明顯升高,但無(wú)暈動(dòng)病組加速度暴露前后上述代謝物含量卻沒(méi)有發(fā)生明顯變化。 1.4加速度暴露前暈動(dòng)病組與無(wú)暈動(dòng)病組受試者間血清中35種代謝產(chǎn)物含量的比較在加速度暴露前,暈動(dòng)病組人群血清中組氨酸、異亮氨酸、賴(lài)氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸以及鳥(niǎo)氨酸,苯丙氨酸,絲氨酸,酪氨酸,焦谷氨酸以及反油酸,亞油酸,次黃嘌呤,肌酸肝,丙酮酸、3-羥基異丁酸、碳二亞胺的含量均明顯高于無(wú)暈動(dòng)病組。 1.5加速度后暈動(dòng)病組與無(wú)暈動(dòng)病組受試者間血清中35種代謝產(chǎn)物含量的比較 加速度暴露后,暈動(dòng)病組受試者血清中異亮氨酸、蛋氨酸、鳥(niǎo)氨酸、肌酸肝、次黃嘌呤、丙酮酸、4-羥基-脯氨酸、油酸、尿素、葡萄糖含量明顯高于無(wú)暈動(dòng)病組受試者。加速度暴露前的4-羥基-脯氨酸、油酸、尿素、葡萄糖血清含量在兩組人群之間沒(méi)有顯著差異,但加速度暴露后暈動(dòng)病組受試者血清中上述代謝物的含量明顯高于無(wú)暈動(dòng)病組,且在這4種代謝產(chǎn)物中,暈動(dòng)病組受試者加速度暴露后葡萄糖的升高幅度要明顯大于無(wú)暈動(dòng)病組(P0.05)。 2.暈動(dòng)病與無(wú)暈動(dòng)病人群加速度暴露前后血清中調(diào)控代謝的應(yīng)激激素比較 加速度暴露后暈動(dòng)病組和無(wú)暈動(dòng)病組受試者血清皮質(zhì)醇和腎上腺素含量均較各自暴露前明顯升高,其中暈動(dòng)病組皮質(zhì)醇含量升高30% (P0.001),腎上腺素含量升高24%(P0.001),而無(wú)暈動(dòng)病組皮質(zhì)醇含量升高26%(P0.001),腎上腺素含量升高18% (P0.001)。另外,兩組人群暴露前血清胰島素含量存在差異,即無(wú)暈動(dòng)病組血清胰島素含量明顯高于暈動(dòng)病組(P0.05)。與各自暴露前相比,加速度暴露后無(wú)暈動(dòng)病組人群血清胰島素含量下降了33% (P0.01)。暈動(dòng)病組僅下降了17% (P0.01)。兩組受試者加速度暴露前后胰高血糖素含量沒(méi)有明顯變化,但無(wú)暈動(dòng)病組(P0.001)和暈動(dòng)病組(P0.05)。加速度暴露后胰高血糖素與胰島素的比值較各自暴露前明顯升高,而且無(wú)論是暴露前(P0.01)還是暴露后(P0.05),無(wú)暈動(dòng)病組胰高血糖素水平和胰高血糖素與胰島素的比值均明顯低于暈動(dòng)病組。 3.血糖濃度變化對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠暈動(dòng)病嚴(yán)重程度的影響 胰島素組大鼠胰島素水平是模型組的3.88倍(P0.001),是空白對(duì)照組的2.57倍(P0.001),血糖水平明顯低于模型組(P0.001)和空白對(duì)照組(P0.001),暈反應(yīng)指數(shù)與模型組相比降低了33%(P0.05),但與空白對(duì)照組相比沒(méi)有明顯差異。加速暴露后胰島素組大鼠糖皮質(zhì)激素、腎上腺素水平較空白對(duì)照組分別升高了49%(P0.01)和421% (P0.001),但與模型組相比沒(méi)有明顯差異。三組大鼠血清胰高血糖素水平雖然沒(méi)有明顯差異,但胰島素組大鼠胰高血糖素與胰島素比值,與模型組相比降低了71% (P0.001),與空白對(duì)照組相比降低了58%(P0.001)。 結(jié)論 1.加速度暴露后60名受試者有35種代謝產(chǎn)物發(fā)生了明顯變化,主要包括在嘌呤代謝,氨基酸代謝,脂肪酸代謝和糖代謝通路中。 2.加速度暴露后,兩組受試者有9種代謝產(chǎn)物變化有差異,這些代謝產(chǎn)物主要有:4種生糖氨基酸(組氨酸、鳥(niǎo)氨酸、絲氨酸、酪氨酸)、2種脂肪酸(n-十二烷酸、n-十四烷酸)以及尿素、反丁烯二酸和焦谷氨酸。 3.暈動(dòng)病人群血清中葡萄糖加速度暴露后的升高幅度明顯大于無(wú)暈動(dòng)病人群;加速度暴露過(guò)程中血糖濃度的大幅度升高可能與暈動(dòng)病的胃腸道癥狀發(fā)生有關(guān)。 4.加速度暴露可以導(dǎo)致兩組受試者血清中皮質(zhì)醇和腎上腺素含量明顯升高,胰島素含量明顯下降,胰高血糖素與胰島素比值明顯升高;加速度暴露前,暈動(dòng)病組受試者胰島素水平低于無(wú)暈動(dòng)病組,胰高血糖素/胰島素比值高于無(wú)暈動(dòng)病組。 5.加速度暴露前給予大鼠胰島素可緩解加速度暴露過(guò)程中血糖濃度的升高幅度,明顯減輕暈動(dòng)病的胃腸道癥狀。 綜合上述研究,提示無(wú)暈動(dòng)病組暴露前較高的胰島素水平可能緩解加速度暴露過(guò)程中血糖的升高幅度,減輕暈動(dòng)病的胃腸道癥狀,其具體機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。
【關(guān)鍵詞】：嘔吐 暈動(dòng)病 激素 葡萄糖 機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：第二軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：R835.1
【目錄】：

• 中文摘要6-12
• Abstract12-20
• 縮略詞表20-21
• 前言21-23
• 第一部分 暈動(dòng)病與無(wú)暈動(dòng)病人群加速度暴露前后血清代謝產(chǎn)物比較23-36
• 材料與方法23-24
• 結(jié)果24-32
• 討論32-34
• 參考文獻(xiàn)34-36
• 第二部分 暈動(dòng)病與無(wú)暈動(dòng)病人群加速度暴露前后血清中調(diào)控代謝的應(yīng)激激素比較36-43
• 材料與方法36-39
• 結(jié)果39-41
• 討論41-42
• 參考文獻(xiàn)42-43
• 第三部分血糖濃度變化對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠暈動(dòng)病嚴(yán)重程度影響43-53
• 材料與方法43-47
• 結(jié)果47-51
• 討論51
• 參考文獻(xiàn)51-53
• 全文總結(jié)53-54
• 綜述54-62
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 在讀期間發(fā)表論文和參加科研工作情況說(shuō)明62-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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本文編號(hào)：905853