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藁本内酯调节Hb氧亲和力预防高原缺氧损伤的作用研究

李雪

藁本内酯调节Hb氧亲和力预防高原缺氧损伤的作用研究

李雪1
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作者信息

  • 1. 兰州大学
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摘要

高原环境具有低氧分压的特点,氧分压降低导致肺泡携氧量降低,组织可利用氧气减少,从而引发组织氧化应激损伤,而血红蛋白(Hemoglobin,Hb)在氧气的结合、利用、运输、释放中起着举足轻重的作用,其变构剂可增加血红蛋白在组织中的释氧量。2,3-二磷酸甘油酸(2,3-bisphosphoglycerate,2,3-BPG)是Hb重要的变构剂,可与组织中的去氧血红蛋白结合,释放氧气,但因外源性给予无法透过红细胞膜导致成药性低,因此寻找有效的血红蛋白变构剂是从氧气供应根源解决高原缺氧损伤的关键问题。根据文献调研,藁本内酯具有红细胞膜透过性,可作为2,3-BPG功能性替代物,且在降低胎儿血红蛋白(Fetalhemoglobin,HbF)的氧亲和力方面比2,3-BPG更有效,目前主要用于诱导HbF治疗β-血红蛋白病,但在抗高原缺氧损伤方面研究甚少。因此本课题选取藁本内酯作为研究药物,考察其抗高原缺氧损伤作用及对Hb释氧能力的影响。主要研究内容分为以下几个方面: 第一部分,通过常压密闭缺氧实验探究预防给药不同剂量藁本内酯及不同时间藁本内酯对小鼠存活时间延长率的影响,并结合亚硝酸钠缺氧实验验证其抗缺氧存活能力。常压密闭缺氧实验结果表明,藁本内酯中剂量(225mg/kg)存活时间延长效果最佳,其1d、4d、7d组分别显著性延长73.71%、110.56%、138.38%(均P<0.01),且中剂量4d、7d组存活时间较中剂量1d组显著性增加(P<0.05、P<0.01),但中剂量4d组、7d组之间无显著性差异(P>0.05),故预防给药4天的抗缺氧存活能力最佳。亚硝酸钠缺氧实验结果表明,中剂量组存活时间明显延长,延长率为15.74%(P<0.05)。研究结果表明,藁本内酯能够提高缺氧小鼠的存活能力,具有抗缺氧作用。 第二部分,通过高原实地环境探究藁本内酯的抗缺氧作用,小鼠预防给药4d后急进高原实地环境(海拔4010m)继续给药1d、3d,测定各实验组小鼠心肌、脑、肺、肝脏组织的超氧化物歧化酶(SuperoxideDismutase,SOD)活力、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量、谷胱甘肽(Glutataione,GSH)含量;酶联免疫吸附法测定血浆中干扰素-6(Interleukin-6,IL-6)含量、肿瘤坏死因子-α(TumorNecrosisFactor-α,TNF-α)含量;HE染色法观察各组织病理损伤情况。氧化应激结果显示,与缺氧模型3d组相比,藁本内酯低、中剂量3d组心组织中MDA含量分别显著降低16.76%、25.87%(P<0.01),中剂量3d组GSH含量显著升高14.79%(P<0.05),低、中、高剂量3d组SOD活力分别显著升高9.03%、13.67%、13.65%(P<0.05、P<0.01、P<0.01)。与缺氧模型3d组相比,藁本内酯中、高剂量3d组脑组织中MDA含量分别显著降低25.51%、17.86%(均P<0.01),低、中、高剂量3d组GSH含量分别显著升高107.69%、138.46%、82.42%(均P<0.01),低、中剂量3d组SOD活力分别显著升高31.70%、28.20%(均P<0.01)。与缺氧模型3d组相比,藁本内酯低、中、高剂量3d组肺组织中MDA含量分别显著降低22.29%、28.92%、33.13%(均P<0.01),低剂量3d组GSH含量显著升高37.50%(P<0.01),低、中、高剂量3d组SOD活力分别显著升高8.64%、15.86%、11.07%(P<0.05,P<0.01,P<0.05)。与缺氧模型3d组相比,藁本内酯低、中、高剂量3d组肝组织中GSH含量分别显著升高778.26%、1178.26%、230.43%(均P<0.01),低、中剂量3d组SOD活力分别显著升高150.98%、58.32%(P<0.01、P<0.05)。 血浆中炎症因子结果显示,与缺氧模型3d组相比,藁本内酯中、高剂量3d组IL-6含量分别显著降低37.69%、53.08%(均P<0.01);藁本内酯低、中、高剂量3d组TNF-α含量显著降低38.75%、37.23%、48.11%(均P<0.01)。 病理结果显示,藁本内酯可改善脑组织海马区锥体细胞坏死程度,减轻心肌、肝、肺组织病理损伤,且随着藁本内酯给药时间延长,保护组织病理损伤作用更为显著。研究表明,藁本内酯具有抗氧化应激损伤、抗炎及保护组织免受损伤的抗缺氧作用。 第三部分,从体外、体内两个方面考察藁本内酯对Hb氧亲和力的影响,并采用缺氧探针探究药物干预对高原缺氧小鼠组织内缺氧水平的改善作用。体外实验结果显示,藁本内酯可增加体外孵育Hb的P50值,且呈剂量依赖性;体内实验结果显示,藁本内酯低、中、高剂量组小鼠的氧离曲线较缺氧模型组均右移,且低、高剂量组的P50值较缺氧模型组分别显著性增加8.53%、4.09%(均P<0.05);缺氧探针结果显示,给予药物干预后的组织平均荧光强度较缺氧模型组显著性降低。研究表明,藁本内酯具有增加Hb在组织中的释氧量,改善组织缺氧水平,缓解高原缺氧的作用。

关键词

藁本内酯/血红蛋白/氧亲和力/高原缺氧损伤/药理机制

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授予学位

硕士

学科专业

药学

导师

封士兰/李文斌

学位年度

2021

学位授予单位

兰州大学

语种

中文

中图分类号

R2
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