Estrès oksidatif, metabolis enèji malfonksyònman, ak nerotransmeteur destabilizasyon yo te chanje pwofil metabolik serebral la nan yon modèl rat nan simulation elyoks saturation plonje a 4.0 MPa Ⅲ

Diskisyon

Travay sa a gen pou objaktif pou envestige wòl nanestrès oksidatif, metabolis enèji, epipwofil nerotransmeteurnan mekanis nan molekilè nan serebral rejyon-depandan chanjman pwofil metabolomik pwovoke paelyoks-saturasyon ekspoze hyperbaric. Plizyè metabolit ki enplike nanmetabolis enèji,estrès oksidatif, epimetabolis asid amineosi byen ke metabolit ki kontribye nanentegrite manbrànepinerotransmeteurte siyifikativman chanje paEkspozisyon HSD. Rezilta yo jwenn nan apwòch la metabolomik ki baze sou RMN ansanm ak evalyasyon byochimik yo sijere ke dekonpresyon hyperbaric nan yon elyoks.anviwònman saturation pwovokechanjman nan plizyè metabolites ak saestrès oksidatif, metabolis enèji, ak chanjman nerotransmeteur se yon mekanis pi gwo pou chanjman nan pwofil metabolomik rejyon espesifik serebral nan rat modèl HSD. Done yo te montre ke plizyè chemen metabolik, ki gen ladan metabolis glutatyon, metabolis enèji mitokondriyo, glikoliz, metabolis BCAA, metabolis alanin, aspartat ak glutamate, ak metabolis nerotransmeteur ak maladi metabolik rejyon espesifik nan sèvo, te enplike nan efè 400msw-HSD.

Tablo 2. Rezime yon panèl metabolit diskriminan idantifye yo dwe chanje anpil ant elyoks saturation-hyperbaric-ekspoze ak rat kontwòl nan twa rejyon nan sèvo nan tisi cortical serebral, ipokanp, ak striatum.

Fig 6. Analiz anrichisman chemen kwantitatif. Trase topoloji chemen yo ilistre pa valè enpak chemen yo (ki nan lis nan tablo dwat yo ansanm ak valè FDR ak p) ak-log10 (p) soti nan metabolit estatistik enpòtan ki soti nan cortical a (A), ipokanp (B), ak striatum (C). ) nan gwoup HSD yo parapò ak kontwòl yo.

Analiz estrès oksidatif

During large depth (>100 msw) saturation plonje, sistèm nève santral la kontinyèlman ekspoze a estrès oksidatif akòz pwodiksyon an twòp nan espès oksijèn reyaktif (ROS) deklanche pa anviwònman an presyon elyoks-saturation [23, 24]. Yon move balans ant nivo oksidan ak antioksidan se yon eleman regilasyon metabolik komen nan divès maladi newolojik, ki gen ladan maladi alzayme a [25], maladi spectre otis [26], sèvo iskemik [21], blesi twomatik nan sèvo [27], ak sou sa [18]. , 28, 29]. Chanjman nan nivo SOD, MDA, ak Gpx, kòm endikatè rekonèt pou estrès oksidatif, reflete blesi radikal san oksijèn nan vivo. Nan etid la prezan, kontni endikatè domaj oksidatif (MDA) te ogmante, ak aktivite endikatè antioksidan (SOD ak Gpx) yo te diminye nan rat modèl yo, sijere ke estrès oksidatif te rive nan cortical serebral modèl HSD rat la. Plizyè lòt metabolit yo tou ki gen rapò ak règleman an nan estrès oksidatif. Taurine jwe wòl pi laj ak efè antioksidan, anti-enflamatwa, anti-apoptotik, osmolitik, ak nero-modulatè pou amelyore chanjman istopatolojik nan sèvo ak aktivite newòn [30-36]. N bès enpòtan nan kontni taurin nan ipokanp serebral la ak striatum nan rat HSD ak yon lòt metabolit oksidatif ki gen rapò ak estrès, GSH, te redwi nan cortical a ak ipokanp, ki sijere ke blesi oksidatif te pwovoke nan diferan konpatiman nan sèvo rat HSD. . GSH se lajman rekonèt kòm yon kencher antioksidan epi li pwodui molekil ki estab tankou GSSH- ak AKA-oksidize glutatyon disulfide ak reyaksyon an nan ROS. Nivo GSH ki ba apre HSD ta afekte fonksyon mitokondriyo ak balans redox, kidonk kontablite pou gwo korelasyon negatif obsève ant GSH vs Suc nan echantiyon HSDH yo (figi 5B 'panèl anwo a). Asc (aka Vitamin C) konsidere kòm yon antioksidan / mikronutriman enpòtan pou kapasite antioksidan li yo e konsa fè fonksyon esansyèl nan antretyen newòn nan sèvo. Isit la, nou rapòte ke Asc se nan pi ba konsantrasyon nan echantiyon HSDH pase nan kontwòl. Konklizyon sa yo an akò youn ak lòt, ki sijere yon lyen dirèk ant estrès oksidatif ak dekonpresyon hyperbaric nan yon anviwònman elyoks-satire. Pi ba konsantrasyon antioksidan kenchers nan sèvo a ka dirèkteman asosye ak diminye kapasite antioksidan, kidonk downregulating jenerasyon supèroksid, ki gen ladan SOD ak Gpx, akogmante nivo MDA yo.

Klike La a Pou Jwenn Cistanche Pou Anti-Oksidasyon

Analiz chemen metabolik enèji

Korelasyon pozitif estatistik siyifikatif ant Ala ak Lac nan gwoup HSDC ak CONC te endike ke Ala, kòm yon asid amine, gen yon lyen ki pi wo nan glikoliz anaerobik [37]. LDH katalize konvèsyon pyruvate nan Lac, ak aktivite diminye LDH nan cortical downregulated ekspresyon Lac, ki endike yon diminisyon nan chemen anaerobik. Sepandan, konsantrasyon nan Lac te favorize metabolis enèjik atravè aktivite aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), ak LDH, ki kapab tou enkòpore nan glutamate, glutamin, ak sik GABA nan newòn. Nan etid sa a, konpare ak rat CON, yon konsantrasyon siyifikativman pi wo nan FMA nan gwoup HSDX a ak yon konsantrasyon diminye nan Suc ka endike yon bès metabolis enèji, ki te konfime plis pa yon ogmantasyon AMP ak yon diminye ATP ki te pwodwi sitou pa glikoliz ak la. TCA sik. Na-K-ATPase, yon anzim kle pou antretyen yon gradyan elektwochimik apwopriye nan iyon sodyòm atravè manbràn selilè a, mande pou apeprè 50 pousan nan enèji ki disponib nan sèvo a [38, 39]. Fonksyone Na-K-ATPase gen yon wòl esansyèl nan devlopman maladi neurodegenerative [40, 41]. Diminye aktivite Na-K-ATPase nan cortical serebral gwoup HSD bay plis prèv pou metabolis enèji diminye efè HSD a. Ansanm, malfonksyònman metabolis enèji ki pwovoke pa blesi hyperbaric HSD ta ka gen ladan metabolis aerobic siprime an kolaborasyon ak metabolis anaerobik, ki se yon fenomèn ra alterasyon metabolik.

Nivo BCAAs (Ile, Val, ak Leu) nan echantiyon HSDS yo te ogmante an konparezon ak sa yo ki nan echantiyon CONS yo. BCAA yo ka konvèti nan acetyl-CoA ak succinyl-CoA [42] kòm substrats pou gluconeogenesis ak jenerasyon ATP. Kidonk, regilasyon BCAA yo te potansyèlman pwovoke pou satisfè bezwen konpansasyon enèji apre aksidan HSD. Pandan se tan, ki konsistan avèk demann lan konpansasyon enèji, asid gra - oksidasyon metabolik chemen an te tou modulation, ak yon nivo pi ba nan Machin (yon metabolit makè pou asid gra - oksidasyon) nan echantiyon HSDC yo te detekte. Chemen metabolis glisin, serin ak treonin (figi 6B) bay tou precurseur metabolis enèji enpòtan pou antre nan sik sitrat la [43]. Nan chemen sa a, Cho, Gly, ak Thr se twa frape yo. Cho ak Gly yo te montre yo diminye ak ekspoze HSD. Menm jan an tou, wout kolinerjik yo te lye ak anomali sosyal ak konpòtman, tou kòm eleman esansyèl nan manbràn selilè ak nesesè pou sentèz nerotransmetè asetilkolin. Gly se asid amine ki pi senp ak plizyè fonksyon, ki gen ladanmetabolis grès, fonksyon newolojik, devlopman nan misk, ak enkòporasyon nan glutatyon antioksidan [44].

Metabolis nerotransmeteur

Metabolis nerotransmeteur enpòtan anpil pou kenbe fonksyon nòmal nan sèvo. Sepandan, yon pakèt dezekilib nerotransmeteur te karakterize nan rat modèl HSD. Ogmantasyon nivo transmeteur eksitasyon dopamine ak noradrenalin te akonpaye pa diminye nerotransmeteur inhibitor ki gen ladan 5HT, Gly, ak GABA nan gwoup HSD la konpare ak kontwòl yo. GABA, kòm pi gwo nerotransmetè inhibiteur a, responsab pou sispann aktivite glutamatergic eksitasyon, kidonk natirèlman, dezòd nan youn nan metabolit sa yo pral afekte lòt la an tèm de chanjman ki fèt nan konsantrasyon Asp, Gly, ak Gln. ACh nerotransmetè eksitasyon an enplike nan plizyè fonksyon sistèm nève santral [45] sitou pa modulation reseptè asetilkolin ak chemen an aval yo. Nan etid sa a, yo te mezire aktivite AChE nan pwosesis idwoliz ACh. Aktivite AChE diminye endike yon twoub nan chemen kolinerjik la. Anplis, nivo striatal esansyèl asid amine Lys yo te jwenn siyifikativman elve nan rat HSD. Yo te rapòte Lys bloke reseptè serotonin, ak akimilasyon li pral afekte fonksyon nòmal 5HT [46]. Asp, yon lòt nerotransmeteur eksitasyon, sòti dirèkteman pa transaminasyon nan yon entèmedyè sik TCA, oxaloacetate. Nou te jwenn ke konsantrasyon Asp te siyifikativman diminye nan striatum nan HSD rat, bay plis prèv pou efè a move balans sou neurotoksisite eksitasyon, ak twa lòt frape nan Ala, FMA, ak GABA. Kat metabolit sa yo konpoze de chemen metabolis alanin, aspartate, ak glutamate (figi 6A, 7). Konklizyon sa yo endike yon twoub nan resiklaj / pwodiksyon nerotransmeteur ak move balans ki genyen ant nerotransmeteur yo eksitasyon / inhibiteur pwovoke pa efè a HSD. Ansanm, maladi metabolik sistematik, ki gen ladan malfonksyònman metabolis enèji, estrès oksidatif, ak twoub metabolis nerotransmeteur, yo te pwovoke nan blesi serebral rejyon-espesifik rat HSD yo. Downregulation nan NAA, ki se yon endikatè jeneral nan sante newòn, sijere anomali nerofonksyonèl. Done sa yo te endike domaj newòn yo te pwovoke pa ekspoze dekonpresyon ipèbarbarik 4.0 MPa. An akò ak dediksyon sa a, nivo Pcho ak Cho, ki se précurseurs de fosfatidilkolin (PC) ki enplike nan liz manbràn selilè, apoptoz, ak repons enflamatwa, yo te desann-reglemante. Diminisyon konsantrasyon nan metabolit manbràn ki enpòtan sijere dezòd entegrite manbràn selilè ki gen rapò ak domaj newòn. Domaj newòn ta ka rezon prensipal pou chanjman metabolik lakòz efè HSD.

Konklizyon

Nan etid la prezan, yo te aplike metabolomik ki baze sou NMR ak evalyasyon byochimik pou pwofil chanjman metabolik yo nan chanjman metabolik espesifik nan sèvo HSD rat modèl apre 400 msw dekonpresyon hyperbaric nan ekspozisyon saturation elyoks. Lè sa a, nou te jwenn ke HSD siyifikativman pwovoke aberasyon metabolik, ki gen ladan estrès oksidatif, maladi metabolis enèji, twoub metabolis nerotransmeteur, ak dezòd manbràn selilè. Sepandan, mekanis molekilè ki pi pwofon nan ekspoze HSD yo ta dwe envestige nan rechèch nan lavni.

Fig 7. Apèsi eskematik chanjman dedui nan potansyèl chemen metabolik serebral yo apre saturation elyoks hyperbaric.

Limitasyon

Sous potansyèl erè nan rechèch sa a ta ka konsepsyon an ak analiz yo. Malgre ke cortical, ipokanp, ak malfonksyònman striatum yo te fòtman korelasyon ak plizyè sentòm lwazi CNS nan modèl bèt, twa rejyon nan sèvo sa yo se yo menm ki etidye isit la. Seri manifestasyon sikomotè ak mantal nan lwazi CNS anba faktè patolojik (twòp presyon atmosferik, bul gaz nan kò a, ak maladi dekonpresyon) te enfliyanse tou pa malfonksyònman serebeleu, men twoub metabolik pwofil serebeleu a pa te konsidere nan rechèch sa a. Anplis de sa, sèlman metabolit nan sèvo limite ka detekte pa NMR nan etid sa a; kidonk, yo ta dwe itilize yon apwòch metabolomik ki baze sou LC-MS (likid chromatography-tandem mas spectrometrie) nan etid nan lavni pou detekte metabolit plis andojèn nan sèvo a pou byen konprann mekanis efè dekonpresyon ipèrbarik la nan yon anviwònman elyoks satire.

Sipòte enfòmasyon S1 Fig. Chanjman metabolik ki lakòz ekspoze a gwo presyon nan anviwònman saturation elyoks 400msw ak atravè diferan rejyon nan sèvo. Prensipal analiz eleman (PCA) nòt konplo PC1/PC2 jwenn nan done 1H RMN ak koulè dapre gwoup CONC ak HSDC (A, R2X=0.40, Q2=-0.02), CONH ak HSDH (B, R2X=0.50, Q2=0.16), ak CONS ak HSDS (C, R2X=0.43, Q2=0.05),; te fè dekale nan divèjans inite; Pasyèl pi piti kare diskriminan analiz (PLS-DA) nòt rezilta trase nan spectre 1H RMN nan ekstrè nan cortical a (A', R2X=0.38, Q2=0.54), ipokanp la (B', R2X=0.37, Q{2=0.35), ak striatum (C', R2X=0.39, Q{2=0.42) ki soti nan gwoup CON ak HSD; dekale te fè nan divèjans inite a. (DOCX)

Referans

1. Bowser-Riley F. Etid mekanik sou sendwòm newolojik wo-presyon. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1984; 304(1118):31–41. Epub 1984/01/07. https://doi.org/10.1098/rstb.1984.0006 PMID: 6142478

2. Jain KK. Sendwòm newolojik wo-presyon (HPNS). Acta Neurol Scand. 1994; 90(1):45–50. Epub 1994/07/01. https://doi.org/10.1111/j.1600-0404.1994.tb02678.x PMID: 7941956

3. Bliznyuk A, Hollmann M, Grossman Y. Repons estrès wo presyon: Patisipasyon subtip reseptè NMDA ak makè molekilè. Devan Physiol. 2019; 10:1234. Epub 2019/10/16. https://doi.org/ 10.3389/fphys.2019.01234 PMID: 31611813

4. Mor A, Grossman Y. Segondè-presyon modulasyon nan eksibilite depandan reseptè NMDA. Eur J Neurosci. 2007; 25(7):2045–52. Epub 2007/04/19. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2007.05479.x PMID: 17439491

5. Moen G, Specht K, Taxt T, Sundal E, Groning M, Thorsen E, et al. Difizyon serebral ak perfusion nan divès lanmè Nò. Acta Radiol. 2010; 51(9):1050–8. Epub 2010/09/21. https://doi.org/10.3109/ 02841851.2010.515245 PMID: 20849321

6. Hope A, Stuhr LB, Pavlin T, Bjorkum AA, Gronning M. MRI nan sistèm nève santral la nan rat apre dekonpresyon saturation heliox. Undersea Hyperb Med. 2015; 42(1):57–64. Epub 2015/06/23. PMID: 26094305

7. Vaernes R, Hammerborg D, Ellertsen B, Peterson R, Tonjum S. CNS reyaksyon nan 51 ATA sou trimix ak heliox ak pandan dekonpresyon. Undersea Biomed Res. 1985; 12(1):25–39. Epub 1985/03/01. PMID: 3839948 8. Hsu WH, Wang SJ, Chao YM, Chen CJ, Wang YF, Fuh JL, et al. Siyati metabolomik pipi nan sendwòm vazokonstriksyon serebral revèsib. Sefalalji. 2020; 40(7):735–47. Epub 2020/01/09. https://doi.org/10.1177/0333102419897621 PMID: 31910660

9. Ghosh S, Sengupta A, Sharma S, Sonawat HM. Prediksyon bonè nan malarya serebral pa (1)H RMN ki baze sou metabolomik. Malar J. 2016; 15:198. Epub 2016/04/14. https://doi.org/10.1186/s12936-016- 1256-z PMID: 27066781

10. Cabre R, Jove M, Naudi A, Ayala V, Pinol-Ripoll G, Gil-Villar MP, et al. Adaptasyon Metabolomik Espesifik Defini yon Vulnerabilite Rejyonal Diferans nan Cortical Serebral Imèn Adilt. Devan Mol Neurosci. 2016; 9:138. Epub 2016/12/23. https://doi.org/10.3389/fnmol.2016.00138 PMID: 28008307

11. van den Brink WJ, Hankemeier T, van der Graaf PH, de Lange ECM. Bundling flèch: amelyore devlopman tradiksyon CNS dwòg pa entegre PK / PD-metabolomik. Ekspè Opin Drug Discov. 2018; 13 (6):539–50. Epub 2018/03/10. https://doi.org/10.1080/17460441.2018.1446935 PMID: 29519169

12. Nielsen JE, Maltesen RG, Havelund JF, Faergeman NJ, Gotfredsen CH, Vestergard K, et al. Karakterize maladi alzayme a atravè metabolomik ki baze sou NMR ak LC-MS. Metabol Open. 2021; 12:100125. Epub 2021/10/09. https://doi.org/10.1016/j.metop.2021.100125 PMID: 34622190

13. Griffin JL, Cemal CK, Pook MA. Defini yon fenotip metabolik nan sèvo a nan yon modèl sourit transjenik nan ataksya spinocerebellar 3. Physiol Genomics. 2004; 16(3):334–40. Epub 2003/12/18. https:// doi.org/10.1152/physiolgenomics.00149.2003 PMID: 14679302

Mande plis:

Imèl:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel: plis 86 15292862950