发布时间:2023-11-20 09:56:42
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作者简介:陈婷(1990-),女,湖北人,硕士,研究方向:术后认知功能障碍的动物模型行为学研究。作者简介:张宗泽
光遗传学被《Naturemethods》评为2010年度生物技术[1]。光遗传学技术是将光学和遗传学技术相结合,利用病毒载体,将微生物视蛋白基因引入到载体动物的脑组织,采用不同波长和频率的光进行照射,通过刺激光敏感蛋白开启或关闭特定细胞类群或特定神经元的活动进而调控其功能,从而控制动物行为[2]。本文就光遗传学技术的基本方法及应用,以及其在神经-精神疾病动物模型中如何调控神经回路作一综述。
一、光遗传学技术
近来,研究者一直致力于不同行为的神经回路研究,探讨其投射连接,观察通过调控某一类神经元活动后的相应行为学表现。而电刺激和药理学的方法可能导致实验结果不准确,光遗传学技术具有目的性强、低损伤性、高时空分辨率和遗传特异性等特点,近年来在神经科学领域的生物学机制的研究中得到了广泛应用。光遗传学技术可包括下述几部分,对此作简单介绍。
1光敏感蛋白
生物体内存在着一类可以感受不同波长光的刺激,并对该光学刺激产生一系列效应的膜蛋白,即视蛋白。
目前,Ⅰ型视蛋白包括:细菌视紫红质(Bacteriorhodopsin,BR),盐视紫红质(Halorhodopsin,HR),通道视紫红质(Channelrhodopsin,ChR)。ChR在莱茵衣藻(Chlammydomonasreinhardti)中发现,为蓝光激活的阳离子通道蛋白,作用为阳离子内流,使细胞膜去极化。2005年,ChR2首次应用于光控制神经元活动的实验中。Ⅱ型视蛋白OptoXR,为视紫红质G蛋白偶联受体的嵌合体。是一种光敏感与G蛋白偶联的膜受体,G蛋白又称鸟苷酸结合蛋白,与G蛋白偶联的膜受体有很多种,如M胆碱能受体、多巴胺能受体等,可参与细胞内信号转导,还可调控如谷氨酸等神经递质的信号传递功能[3]。
2光敏感蛋白的表达
光敏感蛋白,是光遗传学的一种关键工具,在脑内诸多神经元中稳定表达。随着生物工程技术的发展,现在已经研发出许多将光敏感基因运载至细胞或神经元,并有效表达成光敏感蛋白的病毒载体。如腺相关病毒AVV、慢病毒、Cre-Loxp重组酶系统和各种转基因小鼠等。
3光刺激和信号记录
光刺激系统有光列二极管(LED)等。体外实验中,脑片电生理-全细胞膜片钳技术记录神经元放电信号,观察其光电流特征;在体实验中,在体立体定向注射病毒载体,经过10-14天待其充分表达后,构建光神经界面,植入光纤并固定,行在体光刺激,细胞膜内外离子差产生,膜电位发生变化,记录神经元的放电情况[4]。与光调控相匹配的解读体系包括电生理记录,功能磁共振成像或定量的动物行为学分析等。
二、光遗传学技术在神经科学研究中的应用
通过光遗传学技术可将光敏感通道蛋白表达在特定的细胞,用于突触可塑性、神经系统的疾病治疗、动物行为学、神经回路研究等多方面。
1突触可塑性的研究
树突棘是大脑神经元接受和传递信息的重要结构,是形成突触的关键部位,在突触可塑性中发挥重要作用。90%以上的兴奋性突触存在于树突棘头部中,应用光遗传学技术可以同时检测多个树突棘的信号,突破了停留在单个突触水平的研究。Takahashi等[5]通过对啮齿类动物海马区锥体细胞的上百个树突棘进行研究,发现临近的树突棘在自发活动中会趋于同步化,使得输入信号整合,成为动作电位输出。
也有研究应用光照激活星型胶质细胞上表达的ChR2能促发谷氨酸递质释放,可激活神经元的AMPA受体[6],而AMPA受体与突触可塑性有关。这些研究表明通过选择性调节特异性神经元或神经细胞数量,光遗传学技术在突触可塑性研究中有较大应用前景。
2神经系统疾病的治疗研究
光遗传学技术除了检测大脑中癫痫发作的起始点外,还用于研究严重癫痫持续状态的持续或中止[7]。Sukhotinsky等[8]利用光遗传学技术揭示了海马兴奋型神经元在氯化锂-匹罗卡品诱导大鼠急性癫痫中的作用。
Alilain等[9]利用光遗传学技术将ChR2表达于膈肌运动细胞群,光照刺激下,颈部脊髓损伤的动物可以恢复呼吸运动。光遗传学技术也为帕金森症的神经机制提供了新的见解和思路。
3动物行为学和神经回路研究
动物交际行为学测试中,通过光遗传学技术可明确下丘脑泌素/进食素在特定情境中扮演的角色[10]。Huber等[11]利用光遗传学技术将ChR2表达在小鼠初级感觉皮层-桶状皮层神经元中,利用蓝光照射并结合奖励进行行为学训练的方式,蓝光照射时,小鼠向左转,给予水喝,作为正确识别的奖励,研究小鼠行为与光照之间的关系,证实小鼠奖赏记忆行为准确率与蓝光照射有较强的相关性。
神经回路是神经细胞、分子活动和脑整体活动的连接桥梁。运用光遗传学技术,在动物中实现了对神经元和突触的高时间分辨率、高精确度的光学调控,为动物行为学的神经回路的研究提供较好的一个方法学技术。
三、光遗传学技术在动物行为学中的应用研究
光遗传学技术在动物行为学应用中有良好前景,尤其适用于探索特定类型神经元活动范式与动物行为改变之间因果关系的研究。光遗传学技术在动物交际行为、恐惧记忆行为、奖赏记忆行为、焦虑样行为等行为学的神经回路进行深入研究,不仅可以记录活体动物的脑整体活动,也可记录拟研究神经回路活动的细胞、分子的活动表现,是研究动物行为学的神经回路的一个重要事件,推动了神经回路研究的进步。
然而,涉及神经回路和脑功能的研究,不能直接在人体上进行,动物模型成了重要选择。能否在动物身上建立精神性疾病模型存在争议。例如,精神性疾病的一些诊断特点,如悲伤,内疚,妄想和思维混乱,这些症状在动物模型中难以确定[12]。目前,已成功建立了能概括精神性疾病重要特征,如恐惧记忆、焦虑症、抑郁症等动物模型。同时,应用光遗传学阐明啮齿动物模型中有关精神疾病许多复杂行为的相关神经通路。
1焦虑-社交障碍症候群动物行为学
根据临床资料,焦虑症和社交功能障碍之间有着显著的联系,这种联系可能为理解焦虑症和社交障碍的共同神经通路提供线索。抗焦虑药物可减少当动物被放置在易焦虑环境中的社交受损[13]。不同的自闭症小鼠模型均表现出明显的社交功能障碍以及增强的焦虑样行为[14]。这些研究均表明,焦虑症和社交功能是紧密联系的,并且可能存在一个共同的病理神经机制。
2焦虑样行为的动物行为学
焦虑鼠模型的光遗传学研究,发现特定的杏仁核突触,可快速可逆地调制焦虑水平。Tye等[15]研究发现,利用ChR2成功表达后,进行光照射,可以通过激活基底外侧杏仁核(BasolateralAmygdala,BLA)到中央杏仁核(CentralAmygdala,CeA)的突触投射,小鼠的开臂时间增多,表明产生去焦虑样行为;利用eNpHR3.0成功表达后,进行光照射,可以通过抑制突触连接,小鼠在高架十字迷宫的开臂时间减少,小鼠表现为焦虑样行为。
为了研究基底外侧杏仁核-腹侧海马(vHPC)通路,研究者[16]将感光视蛋白表达于BLA谷氨酸能神经元且视觉纤维被定位在BLA轴突终止的vHPC内,光刺激BLA中止于vHPC的胆碱能神经元诱发的焦虑样效应被vHPC的谷氨酸能神经元抑制,证实兴奋BLA-vHPC神经通路可增加焦虑,抑制BLA-vHPC的轴突将减少焦虑鼠模型中焦虑相关行为。此研究确定了BLA-vHPC为一个双向控制焦虑相关行为的神经通路。
3基底外侧杏仁核-腹侧海马(BLA-vHPC)神经回路的阐明
摘 要:由肺阳虚证的概况及其动物模型的理论为基础,本文将从肺阳虚证的研究进展以及中药对肺阳虚作用的研究进展详加阐述。
关键词:肺阳虚;动物模型; 中药复方
肺居胸腔,在脏腑中,其位最高,故称“华盖”。其主要生理功能有主气而司呼吸,主宣发和肃降,通调水道,朝百脉、主治节。肺阳与五脏关系密切,肺阳虚势必涉及五脏。而五脏久病必累及肺,可见肺是人体各脏器的调节中心。
目前国内外关于肺虚证本质和肺虚证定位的现代医学研究报道日益增多,现代中医学引进了临床实验和动物实验两大类方法。现行的动物模型大多为病理型模型与病因型模型。病因型模型强调模拟临床病证形成的原因,将引起相应证候的病因施加在动物身上力求造成的模型和病人的临床主要表现一致,突出中医理论的指导作用,能较好地体现“从证测因”。利用临床上已取得的肺阳虚证病理研究成果作为依据,将能够造成该种证候特异性病理改变的因素(如物理因素、化学因素、生物因素等)作用于实验动物,即可造成病理模型。
多数研究者认为,肺阳虚临床表现概括起来为肺气虚与寒象或阳虚共见.
[中图分类号] R282.71 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2013)08(a)-0004-03
大黄药理作用广泛,《神农本草经》载:“大黄,荡涤肠胃,推陈致新,通利水谷,调中化食,安和五脏[1-5]。”现代药理研究表明其具有抗感染、抗病毒、抗肿瘤、治疗糖尿病等作用,既可内服,亦可外用,在临床上可大量使用[6-12]。据统计,全国8000多种中药制剂中有800多种含有大黄,大多数降脂减肥、排毒养颜类中成药均含有大黄[13]。目前对大黄长期服用的有关毒理学方面报道较少,为探讨其安全性,本项目进行了大黄颗粒长期毒性试验研究。
1 材料与方法
1.1 受试药物
大黄颗粒,由天津现代医药开发研究所提供。
1.2 试验动物
Wistar种大鼠(SPF级),雌雄各半,购自北京维通利华实验动物技术有限公司。
1.3 试验试剂
1.3.1 生化试剂 尿素氮(BUN)试剂盒、血糖(PG)、丙氨酸肌酐(CREA)等,上海丰汇医学科技有限公司生产。
1.3.2 目测八联试纸带(OCTO TEST PAPER) 广州花都高尔宝生物技术有限公司生产。
1.4 试验仪器
F-820血细胞计数仪、BECKMAN CX4 COULTERTM PRO全自动生化分析仪。
1.5 试验方法
Wistar大鼠,体重85~105 g,按体重随机分为高、中、低3个剂量组及对照组,3个剂量组的给药剂量分别为10、5、2.5 g/kg(生药),分别相当于人用临床剂量(0.1 g/kg)的100、50、25倍。每组30只动物,雌雄各半。每日定时灌胃给药1次,每周给药6 d,连续给药26周,给药体积为10 ml/kg;对照组给予等体积纯化水,给药时观察动物的一般状态,每周测体重1次。26周末给药后(每组雌雄各10只)及停药4周后(每组雌雄各5只)动物禁食24 h,用目测八联试纸法测定尿液。股动脉取血进行血常规、血生化及电解质检查。各组动物分别剖取脑、心、肝、肾、脾等脏器称重并计算脏器系数,制成HE染色切片,进行组织学检查。
1.6 统计学方法
应用SPSS 13.0软件处理数据,计量资料采用t检验,计数资料采用χ2检验,以P
2 结果
2.1 一般状况
给药期间,供试品高剂量组大鼠精神萎靡,排稀便,被毛晦暗,中、低剂量组动物被毛光泽,眼、鼻、耳、口、生殖器无异常分泌物,大小便正常,未见有系统毒性症状出现。停药恢复期间,高剂量组大鼠状态逐步恢复。
2.2 各组体重及摄食量的比较
给药26周,与对照组比较,高剂量组雌、雄动物体重增长缓慢,摄食量减少(表1)。
2.3 各组尿常规的比较
给药26周,高剂量组雌、雄大鼠尿蛋白阳性动物例数增多,其余各指标与对照相比差异无统计学意义(表2)。
2.4 各组血常规、血生化及电解质检查的比较
各剂量组各项血液学指标与对照组比较差异均无统计学意义;高剂量组动物GLU、Cl-较对照升高,余指标差异无统计学意义,中、低剂量组与对照组相比差异无统计学意义(表3)。
2.5 各组脏器重量及脏器系数的比较
各剂量组脏器重量及脏器系数与对照组比较差异无统计学意义(表4、5)。
2.6 病理组织学观察
各剂量组动物解剖后见胸、腹腔未见出血点及积液,主要脏器大体观察未见明显病变。组织学检查除高剂量组雌、雄动物均可见肾小管上皮细胞肿胀外,其余脏器未见与药物相关的病理变化。
3 讨论
大黄,大苦大寒,有泻热通腑、荡涤肠胃之功,临床常用于大便不通、积滞泻痢、里急后重及溏而不爽等症[14-15],是临床常用的传统中药。大黄颗粒是利用现代工艺技术开发的一种具有泻下攻积、凉血解毒、清热泻火、利湿退黄、逐瘀通经等功效的中药冲剂,使用广泛,对其长期服用的毒性反应、安全剂量等,国内外少有报道,缺乏长期大剂量服用的安全性评估数据,本研究对大黄颗粒进行了较为完整的长期毒性评价。
本试验研究结果表明,长期给予高剂量大黄颗粒的雌、雄动物均被毛晦暗、排稀便、体重增长缓慢,考虑是大黄具有导泻作用造成动物腹泻,从而影响食物中营养成分的吸收所致。本实验提示大黄颗粒高剂量对动物无致死作用,但腹泻导致营养成分的流失而明显延缓了动物生长发育;高剂量组尿蛋白阳性数明显增多,且病理组织学检查发现动物肾小管上皮细胞肿胀,提示长期服用大剂量大黄具有一定的肾毒性,应密切监测肾功能;高剂量组血Cl-升高,表明其可能对电解质的分泌和吸收有影响;高剂量动物血糖轻度升高,考虑是大黄含有多糖成分,长期给药导致血糖升高,临床应监测血糖水平,尤其对糖尿病患者。试验期间中、低剂量组动物状态良好,被毛光泽,生长正常,体重增加,大小便颜色形状均未见异常,口、鼻、生殖器等未见异常分泌物,未见毒性反应及死亡,表明大黄颗粒中、低剂量对动物的生长发育无明显不良影响,无致死作用;尿常规、血常规、血生化、脏器重量及脏器系数检查,中、低剂量组与对照组相比均无差异,且动物解剖后胸腔、腹腔浆膜光滑,未见出血点及积液,心、肝、脾、肺、肾等主要脏器位置正常,大体观察未见明显病变,开颅后脑膜及脑未见异常,病理组织学检查各脏器未见明显病理变化,表明中、低剂量对动物的神经、泌尿、心血管等系统无明显的毒性作用。上述研究结果表明只要大黄颗粒给予剂量合理,长期服用即安全。
综上所述,大黄颗粒以剂量≤5 g/kg(相当于临床人用剂量的100倍)对大鼠长期灌胃,未见明显毒性反应,安全范围广。随着研究手段的进步,人们对大黄的认识会日趋深入。
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15.根管治疗失败的根尖外科处理张顺彬
16.重编程及诱导性多能干细胞在再生医学的研究进展刘路,韦曦,凌均棨
17.特异因子在牙源性角化囊性瘤中的表达及其影响黄珞,廖贵清
1.角朊细胞在口腔黏膜免疫反应中的作用程斌,吴桐,贾丽华,CHENGBin,WUTong,JIALi-hua
2.大鼠舌黏膜癌变中黏着斑激酶的转录表达及其与细胞凋亡的关系研究夏娟,律娜,陶小安,洪筠,陈小华,戴耀晖,程斌,XIAJuan,LVNa,TAOXiao-an,HONGYun,CHENXiao-hua,DAIYao-hui,CHENGBin
3.热休克蛋白27在舌白斑中的表达及意义盛士虎,张宁宁,黎炽彬,陈丹,燕王翔,丁学强,王安训,SHENGShi-hu,ZHANGNing-ning,LIZhi-bin,CHENDan,YANWang-xiang,DINGXue-qiang,WANGAn-xun
4.非贵金属烤瓷冠修复患者龈沟液中白细胞介素-1β及天门冬氨酸转氨酶水平研究赵彤,彭诚,ZHAOTong,PENGCheng
5.下颌第二磨牙半切术后固定修复的三维有限元分析杜发亮,陈霞云,聂二民,黄颖荷,张春元,DUFa-liang,CHENXia-yun,NIEEr-min,HUANGYing-he,ZHANGChun-yuan
6.纳米填料复合树脂抛光后表面粗糙度及微结构的比较王南燕,欧阳勇,WANGNan-yan,OU-YANGYong
7.正畸力作用下龈沟液中氧自由基的变化研究李朝晖,徐盛,刘远林,LIZhao-hui,XUSheng,LIUYuan-lin
8.中华口腔医学研究杂志(电子版) 镍铬烤瓷冠修复患者尿镍铬水平调查研究徐碧瑶,王学才,宋建根,王法弟,夏刚,吴强松,王奥琳,姜庆五,陈波
9.C型先锋锉和乙二胺四乙酸分次疏通磨牙弯曲钙化根管的临床研究蔡华雄,程慧琳,宋洁文,陈素雅,CAIHua-xiong,CHENGHui-ling,SONGJie-wen,CHENSu-ya
10.吸烟和非吸烟慢性牙周炎患者基础治疗后龈沟液肝细胞生长因子水平的变化陈建洪,吴坚,李亚静,唐倩,梁焕友,CHENJian-hong,WUJian,LIYa-jing,TANGQian,LIANGHuan-you
11.舌鳞癌红细胞生成素及其受体的表达和临床意义武东辉,李劲松,李海刚,林钊宇,陈伟良,潘朝斌,WUDong-hui,LIJin-song,LIHai-gang,LINZhao-yu,CHENWei-liang,PANChao-bin
12.磁力Twin-block矫治器治疗安氏Ⅱ类Ⅰ分类错(牙合)后颌骨及颞下颌关节变化的研究李业荣,陈月明,许碧晖,招顺秀,LIYe-rong,ZHENYue-ming,XUBi-hui,ZHAOShun-xiu
预防兽医学研究生由于对本学科研究领域的基础理论和技术研究及应用认识不充分,他们的研究很大一部分重复国内外最新研究,表现为对国内国际最新研究进展的跟踪性研究很多,①因此预防兽医学研究生研究内容过分集中和单一,很难有创新和突破。国家自然科学基金委项目管理专家们指出:今后预防兽医学研究选题应把预防兽医领域经典的病毒学、细菌学、免疫学和病理学等基础理论同动物实验技术和现代分子生物学技术结合,才能进一步扩展该领域研究的广度和深度,才能最终把病原落实到易感宿主动物,把病原和构成病的易感宿主动物体结合起来,这样才能阐明病原的致病机理,在弄清病原致病机理的基础上,才能研究和开发有效的防制产品,制定恰当的防制措施,减少动物传染病所带来的损失。
预防兽医学研究选题还应立足于当前我国畜牧生产的需求,在今后一段时期内,重视研究畜(禽)群中宿主动物的易感性、病原对不同易感宿主的感染规律,研究病原生态学,阐明病原与宿主的相互作用机制,不同病原在畜(禽)群中的共同存在以及不同病原间的相互作用,在这些相互作用的过程中,病原的变异及重组等对其毒力和致病性的影响等,②这样不仅能把新技术更好地加以运用,同时也能解决我国畜牧生产中亟待解决的预防兽医学问题。预防兽医学研究生导师和研究生应结合国家科技管理政策导向和我国畜牧业生产的实际需求,在研究大方向确定的前提下,合理定位细致的研究方向,开展创新性研究。
2 现代分子生物学技术应作为预防兽医学研究生重要的专业基础课
自20世纪以来,生命科学领域的每一点进步都离不开分子生物学理论和技术的进步,分子生物学在预防兽医学的病原学、免疫学和疫病预防与控制学研究等方面都也起着重要的作用。预防兽医学分子生物学形成和发展以及与预防兽医学其它学科如微生物学和免疫学等的相互融合、相互促进的过程,在整个分子生物学的发展历史中扮演重要的角色。预防兽医学分子生物学技术是分子生物学的重要组成部分,它的形成和发展对其它学科特别是分子生物学本身也具有巨大的推动作用。同时分子生物学的快速发展,为预防兽医学在分子水平阐明疾病病原的生物特征、发病规律、致病机理以及采取有效手段进行预防和控制疾病提供了理论和方法。③因此,作为预防兽医学的研究生,广泛学习分子生物学理论与技术,对提高其研究水平和拓宽其研究领域具有重要作用。在预防兽医学研究生课程设置中,应开设分子生物学理论与技术作为重要的专业基础课程,同时应将其与其他课程密切联系起来。
3 教师在研究生科研能力培养过程中起着主导作用
培养研究生科研能力的教师,不单单是研究生的导师,它还包括了不直接承担指导研究生研究任务只从事研究生课程教学的教师。研究生科研能力的提高离不开教学和指导,教师培养研究生的科研能力是责任,国内外研究生教育的共同做法是导师作为主导指导研究生在其他教师的课堂或实践教学下,完成基础理论和基本技能的学习,在导师指导下独立选题或完成导师承担的课题,不管是独立自主选题还是完成导师的研究课题,都需要研究生以课题为载体,完成课题的理论或实验研究,发表相应的研究论文。
研究生科研能力的培养和提高,虽然是一个非常复杂而且漫长的过程,但在教师有目的、有计划的指导和培养下,以研究生本人在长期学习和训练中掌握的基础知识、基本理论和基本技能为基础,研究生的科研能力是完全可以获得和不断提高的。从总体上讲,取得了很好的成绩。但还存在诸多问题,如课程教学令人堪忧、导师指导不尽人意、学生素质下降和学位论文质量控制不严等,严重影响了教师培养研究生科研能力。究其原因主要是由于国家教育资源的紧缺、教育政策和社会经济发展不平衡等的不利影响,研究生教育从精品化向大众化方向发展,学生素质难免良莠不齐,再加上学校对教师和研究生的管理的松懈,教师和研究生都没有充分重视自己的职责,教师没有严把教学质量关和研究生论文质量,学生停留于应付论文,甚至出现大量的论文抄袭现象等,同时研究生和教师的自身素质亟待提高。与国内教师比较,国外教师在培养研究生科研能力方面的做法值得提倡,他们在研究生生源上严格把关,研究生入学后,在课程教学和导师指导上充分发挥培养研究生科研能力的作用,并通过不断探索和完善导师指导方式,促进对研究生科研能力的培养。④在预防兽医学研究生培养的过程中,要培养研究生的科研能力,兽医学是一门实践性很强的学科,要不断加强对预防兽医学研究生动手能力和接触生产实践环节的培养,在实践中积累大量的一手研究材料,从实践中来,再回到实践中去。
4 实验室是预防兽医学专业研究生培养必要的硬件支撑
随着规模化养殖的发展,疫病的群防群治越来越重要,特别是对经济动物来说,预防兽医学对经济动物养殖业的发展更是起着保驾护航的作用。兽医学实验室特别是预防兽医学实验室是动物疫病防控体系的重要组成部分,是农业院校培养兽医人才的重要基地,同时也是从事兽医科学研究和培养研究人才的基础。⑤加强预防兽医学实验室建设和管理是实现“预防为主”动物疫病防控方针的基础。预防兽医学实验室应合理规划布局,将实验室分为不同的功能区域,比如准备室、病毒室、细菌室、血清学实验室、分子生物学实验室、细胞培养室以及学生教室等功能间。只有实验室功能分区恰当,合理布局,按标准配置实验仪器,这样才能为预防兽医学专业研究生培养提供必要的硬件支持。
综述所述,通过对预防兽医学专业研究方向、课程设置中分子生物学技术在预防兽医学研究中的作用、教师在培养研究生中的作用和预防兽医学实验室建设等软、硬件方面进行的分析,阐明了这些因素对预防兽医学专业研究生培养的影响和其重要作用,为培养具有创新能力、动手能力和适应能力的专业型预防兽医研究人才提出如下建议:准确把握预防兽医学研究生培养方向,并为研究生研究课题的完成提供良好的实验条件,导师作为主导,充分发挥其在培养研究生过程中的指导和引领作用。这样才能不断提高预防兽医学研究生的培养质量。
注释
①②陈越,于振良,杜生明.预防兽医学资助格局及未来研究方向的探讨[J].中国基础科学:58-61.
doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2013.05.100
一氧化碳中毒是我国现阶段较为常见的一种职业病,该疾病的死亡率和发病率一直在我国各种职业病危害中居于首位[1]。同时,一氧化碳中毒会导致患者发生迟发性脑病,进而对相关职业从业者的健康和生命造成严重的威胁。据统计,美国每年约有600人因一氧化碳中毒而死亡,在各种毒性死因中位居首位[2]。所以,一氧化碳中毒的诊治和预防工作一直是各国职业病防治研究领域所关注的重点。国内外大量学者从一氧化碳中毒的临床治疗方法和发生机制出发,对该疾病进行了深入的研究,并取得了令人瞩目的进展,其中,最有价值的成果就是高压氧疗法的发现,高压氧疗法现已逐渐成为了一氧化碳中毒的首选临床治疗方法[3]。但也有部分研究者对于高压氧治疗一氧化碳中毒的临床效果和作用机制提出了一定的质疑[4]。因此,本文对高压氧治疗一氧化碳中毒的作用机制进行了综述,以为日后工作提供参考依据。
1 一氧化碳中毒的治疗基础
一氧化碳中毒主要可引起组织缺氧,其吸入体内后与血液中血红蛋白(Hb)形成稳定的碳氧血红蛋白(HbCO)。一氧化碳与Hb的亲和力比氧与Hb的亲和力大240倍,HbCO不能携带氧,一旦形成碳氧血红蛋白就不易解离,从而影响血液的正常携带氧的能力,使其比氧合血红蛋白(HbCO)的解离慢3600倍,HbCO的存在还能使HbO2解离曲线左移,血氧不易释放给组织,进而导致患者发生全身性的组织缺氧状况,尤其会对神经系统造成较为严重的负面影响。中毒的临床表现与血中碳氧血红蛋白量大致成正比。如含量在10%以下一般不产生症状,在10%~40%可产生轻度中毒症状,在40%~50%则产生中度中毒症状,50%以上会发生重度中毒症状,如果血中碳氧血红蛋白高达80%左右则可迅速死亡。同时,一氧化碳还可与肌红蛋白结合,抑制细胞色素氧化酶。大脑对一氧化碳最为敏感,缺氧的耐受性最差,力争早期高压氧治疗,是迅速逆转各重要脏器的缺氧症状及各种并发症,提高治愈率的关键。
一氧化碳中毒的主要发生机制在于缺氧,氧气的充足能够显著提高其在Hb中与CO竞争的能力,将HbCO中的CO排挤出去[5],因此,氧疗不仅仅能够为一氧化碳中毒患者提供积极的对症治疗,而且也是一氧化碳中毒的基本解毒治疗方法[6]。早期的一氧化碳中毒机体损伤可在一定程度上逆性,若能够得到及时有效的氧疗和恰当的辅助干预措施,可在最大程度上降低机体损伤反应,并提高临床治愈率,缩短治疗时间。有学者对36例高压氧治疗一氧化碳中毒的临床疗效进行了分析,结果发现,治疗组患者的血气分析和血液流变学检测结果均显著优于对照组,并且治疗组患者的平均苏醒时间也较对照组发生明显缩短。这表明迅速对CO中毒患者组织供氧进行改善,尽快使血红蛋白(Hb)恢复携氧能力得到有效的促进,为救治成功的关键。
2 高压氧治疗一氧化碳中毒的作用机制
高压氧治疗一氧化碳急性中毒的历史较为悠久,在一般的医学理念中,高压氧是急性一氧化碳中毒最为有效的临床治疗方法,能够显著改善患者的预后情况,并降低迟发型脑病的发生率。近年来,随着我国临床医学技术的快速发展,高压氧治疗一氧化碳中毒的作用也逐渐受到了人们的认可,且其临床应用范围得到了快速的扩展。
高压氧治疗能够提高组织和血液中的物理溶解氧含量,为机体代谢提供充足的氧,这也是高压氧治疗一氧化碳中毒的主要的生理学基础,不需要依赖HbO2进行解离,仅通过提高物理溶解氧含量即可实现[7]。同时,高压氧治疗可提高组织氧含量,显著增强机体对氧的利用和摄取能力,从而有效缓解机体的缺氧状态[8]。在大气压正常的情况下,组织氧分压通常在713 kPa左右,动脉血氧分压(PaO2)通常在1313 kPa左右;吸入100%的3ATA纯氧后,患者的组织氧分压能够升为6617 kPa,血氧分压能够上升到26617 kPa[9]。高压氧治疗还可以加速一氧化碳廓清,进而恢复Hb的携氧能力,加速HbCO解离,从而及时有效地缓解一氧化碳中毒对患者机体造成的缺氧性损伤。氧分压的提高,能够加速HbCO的解离速度,清除HbCO的所需时间也更少[10]。因此,在患者发生一氧化碳中毒症状的早期实施高压氧治疗,是一氧化碳中毒临床治疗,改善机体缺氧性损伤的首选治疗方法。有学者对86例一氧化碳中毒患者采取高压氧进行治疗,结果发现治愈82例(95.35%),无效4例(4.65%),无死亡病例。
国内外相关学者对于高压氧的治疗原理已近进行了大量动物试验和临床研究,研究结果表明,高压氧治疗急性CO中毒的疗效较为显著,早期应用高压氧治疗,能够降低迟发性脑病的发生率[11]。临床医学研究资料显示,在中毒超过6 h后或未接受高压氧治疗前的患者,迟发脑病的发生率通常在12%~13%左右,在中毒发生6 h内实施高压氧治疗的患者,迟发脑病的发生率能够降至0.7%左右[12]。20世纪80年代以来,Raphael等研究者的实验结果证实,对于不存在意识障碍的一氧化碳中毒患者实施高压氧治疗,且临床疗效并不显著[13];而Scheinkestel等研究的结果则显示,高压氧不仅能够显著降低一氧化碳中毒患者的死亡率,而且能够显著缓解急性一氧化碳中毒对患者认知功能造成的损害,特别是重症一氧化碳中毒患者,高压氧治疗的预后效果更加理想[14]。Gilmer等研究者对高压氧能够避免急性一氧化碳中毒后脑神经后遗症症状的出现实施了临床研究[15]。研究选择了高压氧治疗过程的动物模型和能有效控制的试验条件,同时对人类的中毒过程进行了模拟,以丧失意识作为中毒严重的标志,利用一系列的脑海马区组织学检查和神经行为测试,客观评价实验结果。研究结果表明,一氧化碳中毒会损伤记忆功能,改变细胞核固缩,降低神经细胞活性。
施行高压氧治疗一氧化碳中毒,必须配合内科一般治疗,如消除肺水肿、脑水肿、抗感染等,同时必须抢在组织细胞发生不可逆损害之前,时间越早越好。迟发性脑病的发生原因在于由于脑半球广泛缺血缺氧,大脑白质血管分布较少,受损更加严重,造成血管内皮细胞损害,内膜粗糙,可引起血小板聚集,形成微血栓,最终由于白质弥漫性缺血缺氧发生脱髓鞘改变,致使脑白质中的上下传导束功能严重受损,不能维持正常的运动感觉功能和网状结构上行系统,从而产生迟发性脑病。急性一氧化碳中毒后,应早期高压氧治疗,疗程要长。高压氧是治疗急性一氧化碳中毒的关键。曾有学者对19例一氧化碳中毒患者在就诊后便展开积极的地塞米松、20%甘露醇、ATP、纳络酮、辅酶A、细胞色素C、B族维生素、维生素C等防治感染的综合治疗,而后展开高压氧治疗,每次高压氧治疗时间在1.0~1.5 h之间,舱内压控制在2.5 kPa,在刚开始的3 d每天治疗2次,以后每天接受1次治疗,并将10 d作为一个疗程。依照患者的具体病情高压氧治疗1~2疗程左右,结果发现,该组患者在综合治疗基础上,4 h之内展开高压氧治疗,并全部在9 h内苏醒,仅有1例患者发生频发室性期前收缩,其余全部康复出院[16]。
3 高压氧疗法的合理应用
高压氧治疗应用于一氧化碳中毒早期临床治疗中,特别是重度一氧化碳中毒的急诊救治中,具有较为可靠的理论和实践基础。但将高压氧治疗用于一氧化碳中毒的常规临床救治中,则需要长期应用,有医学研究者认为,高压氧治疗的次数应达到20次以上,因而在临床应用过程中需要较为谨慎[17]。临床医学研究结果表明,在反复使用高压氧治疗时需要具有一定的选择性,从而提高高压氧治疗使用的合理性[18]。由于一氧化碳不具有蓄积性,通常情况下,对于未发生呼吸功能障碍的重度一氧化碳重度的患者,高压氧治疗8~12 h左右便可将体内的一氧化碳完全排出,即便在普通吸氧的状态下,经过数个小时的治疗,患者体内的一氧化碳也可基本排净。这一结果表明,在发生一氧化碳中毒症状后的2 d内,使用高压氧治疗都具有一定的合理性。有学者对72例一氧化碳中毒患者采用高压氧治疗,治疗方案为:治疗压力控制在0.22 MPa,面罩或者是气囊吸纯氧20 min×4,加压、减压各20 min,每天接受2次治疗,吸1~3 d,在患者的病情稳定后展开常规治疗方案,即每天1次,1个疗程10次。对患者的脑电图进行复查,在脑电图复查结果显示正常后再接受10~20次的高压治疗,治疗期间配合应用常规内科药物,同时对患者展开相应的护理干预措施,结果发现,该组患者治愈68例,显效2例,死亡2例,总有效率为97.17%。这一结果显示出,合理运用高压氧治疗能够有效提高治疗有效率[19]。
通常认为,对于未发生意识障碍的轻度一氧化碳中毒的患者,实施常规的氧疗便可取得较为理想的效果,而无需实施高压氧治疗。对于存在意识障碍的重度一氧化碳中毒患者,以及合并有迟发性脑病的患者,则应尽早实施高压氧治疗,从而达到挽救患者生命,抓住治疗的最佳时机的目的[20]。
4 总结
综上所述,高压氧治疗一氧化碳中毒,能够显著降低迟发性脑病的发生率和临床死亡率,虽然多次使用高压氧治疗的毒性作用和临床效果还需进一步的研究,但从目前的临床应用效果来看,高压氧治疗一氧化碳中毒对于急诊救治和解除毒性作用都具有较为理想的效果,且其临床应用价值受到了广泛的认可。
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[中图分类号] R34 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701(2012)36-0007-02
体内嘌呤的代谢产物之一就是尿酸,尿酸具有很强的抗氧化性,能够有效保障细胞正常运行,但是如果尿酸过多,那么就往往会导致患者出现肾脏功能异常、心血管异常、痛风等问题。只有极少部分的尿酸才从肠系膜细胞分泌进入肠腔,这是由于人体内缺乏尿酸酶,而尿酸酶恰恰可以降解尿酸。故绝大多数的尿酸是从肾小球滤过,再通过肾小管进行再分泌和重吸收,然后以尿液形式排出体外。而血浆尿酸水平的高低直接由尿酸在肾脏的转运来进行调节控制的[1],因此,探讨尿酸在体内的代谢及转运具有重要意义。本文就人肾脏尿酸转运机制及影响因素的研究进展进行探讨。
1 肾脏尿酸的转运机制
人肾脏内尿酸主要有2个来源,一是外源性来源,这部分约占体内总尿酸的10%,是从核苷酸分解富含白或嘌呤的食物获得的。二是内源性来源,这部分约占体内总尿酸的90%,由核酸分解代谢或者体内核苷酸、氨基酸及其它小分子化合物合成而来。对于脊椎动物而言,嘌呤代谢的中间产物即是尿酸,尿酸被氧化成水溶性的尿囊素;而对于如人类之类的高等灵长类动物,尿酸却是嘌呤代谢的最终产物,这是由于尿酸氧化酶的活性随着基因突变而消失掉了[2]。
众所周知,尿酸的溶解度较低,如果在血液中积聚过多,常导致出现高尿酸血症,继而还会引发心血管、高血压、痛风等一系列疾病,对人的身体健康造成严重危害,所以,深入了解肾脏尿酸的转运机制极为重要。
另外,由于不同的种属群体,尿酸的代谢都是不同的。如在家兔、猪体内, 通过肾小球滤过的尿酸要远远少于排出的尿酸,而对于人类而言,正好相反,90%以上的尿酸都是通过肾小球滤过后重吸收,只有不到10%的尿酸被分级排泄,所以,与其它哺乳动物相比,人类血尿酸的浓度要高得多,大概在300 μmol/L左右。
2 人肾脏尿酸转运的影响因素
2.1 底物的影响
NSAIDs、苯溴马隆、磺吡酮、丙磺舒之类的尿酸排泄剂主要是与URAT1相互结合来有效地发挥排泄尿酸功能,同时对尿酸的重吸收进行干扰。与此同时,可以采用URAT1与氯沙坦等受体阻滞剂相互结合来大幅度降低血尿酸水平,同时也使得尿酸排泄增加。而内酰氨类抗生素、烟酸、吡嗪酰胺等抗尿酸排泄作用的药物可以通过提高小管腔与胞内之间的电位梯度和有机阴离子浓度来增强URAT1重吸收尿酸的功能。
另外,酒精在体内能够代谢为乳酸,而乳酸又能够和尿酸一起竞争OAT3和OAT1,促进尿酸重吸收, 抑制尿酸分泌,大幅度增加有机阴离子梯度,产生高尿酸血症。MRP4、OAT3、OAT1作为尿酸转运蛋白,包含了外源性的内酰氨类抗生素、ACEI、利尿剂等和内源性的尿毒症毒素、尿酸、环核苷酸、PAH等,底物广泛[3]。
2.2 冠状动脉病变和血清尿酸的关系
冠心病常见的危险因素主要有高脂血症、糖尿病、吸烟,另外,高血压也是其主要的因素。随着广大人民群众的饮食结构和营养条件得以改变,高尿酸血症在我国的发病率也呈现出上升的趋势。按照许多专家学者的看法,在相关治疗、发病机制、流行病学上,心血管疾病、高血压与高尿酸血症息息相关。
根据洪权、吴镝、陈香美等研究表明[4]:240例的冠心病组患者与168例的冠脉正常组患者在PBG、LDL、FBG、LP(a)、LDL、HDL、UA等方面比较有较为明显的差异,特别是对照组的PBG、LP(a)、LDL、UA明显低于冠心病组。而240例的冠心病组患者与168例的冠脉正常组患者在TCh、DBP、SBP、吸烟、年龄上无显著性差异(P > 0.05)。
有研究认为[4-5],心血管疾病的主要危险因素依据被认为是高尿酸血症,如果患者的血尿酸水平大于416.5 μmol/L,那么就说明患者很容易得脑卒中,如果患者的血尿酸水平大于357.0 μmol/L,那么就说明患者很容易得冠心病。
高血压患者中有10.14%~27.13%伴有高尿酸血症,从临床实践中我们也可发现病程长并且接受利尿剂治疗的高血压病患者,其高尿酸血症的发病率很高。对于高血压病合并高尿酸血症患者,积极应用降低尿酸水平的药物可能有助于延缓或减轻冠状动脉病变。
2.3 基因突变的影响
根据国内外临床医学研究表明,目前已经在那些患有肾性低尿酸血症疾病的患者身上找到了SLC22A12基因突变十多处,分别包括点突变、无义突变、错义突变等。最为常见的是核苷酸G突变为A,位置处于4号外显子区的第774位。有研究表明,人肾脏尿酸转运活性与OAT1分子上第36位上的苏氨酸、第30位上亮氨酸有关。而OAT3分子和OAT1分子的第1、2跨膜区间的糖基化位点,可能与底物识别和膜结合有关。
2.4 年龄因素、性别因素的影响
青春期到绝经期前的女性血中尿酸浓度明显要低于男性,而老年男性的高尿酸血症患病率明显要大于同年龄段女性。与女性相比,男性的尿酸分泌和尿酸重吸收都要明显大于女性。但是目前还没有强有力的研究证据来彻底阐明尿酸肾转运机制和转运过程与性别有多少关联。同时,儿童很少出现高尿酸血症,而中老年患者却很容易出现高尿酸血症。但是年龄是否与尿酸在肾脏的分泌和重吸收有关,也没有明确的阐明[5]。
2.5 激素的影响
Kusuhara H,Sekine T,Utsunomiya-Tate研究认为[7-8]:激素对URAT1功能及尿酸水平也有显著影响,男性比女性更易患痛风,血尿酸水平有性别依赖性,尿酸水平性别差异是内分泌数据库中典型的性别差异之一,与肾脏内丙磺舒敏感的尿酸重吸收有性别依赖性的差别有关。
3 结语
随着医学研究的逐步深入,会有越来越多的肾小管尿酸转运途径和转运体被发现。目前对于人肾脏尿酸转运机制及影响因素的研究,正在逐步地转为对于对其调控基因的研究,如何来调控基因,使之达到对尿酸的转运进行调节,是值得深入探讨的领域。另外,血尿酸浓度与尿酸在肾小管的转运密切相关,这样可以为临床上治疗遗传性低尿酸血症、高尿酸血症、痛风等疾病提供新的研究思路[9-10]。
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1培养目标
基础医学(BasicMedicineStudies,BMS)是现代医学的基础,是医学教育与研究的基石。它的主要内容为探讨人类与环境的关系;揭示人类个体的结构功能及生命过程;研究疾病的发生发展规律等[3]。本学科要培养素质全面、实践能力和创新能力强的高级科技人才。通过学习及科研训练,使学生最终成为具有较强事业心及团队精神、身心健康、博学多才的优秀人才。同时,通过硕士研究生阶段的培养,学生要充分掌握自然科学、生命科学和医学科学的基本理论知识和实验技能,熟悉本学科及相关学科的最新研究进展及发展趋势,具有独立从事科学研究工作或承担专门技术工作的能力。学生毕业后,可到高校、科研院所、公安司法机关从事教学、科研或司法鉴定等工作。
2课程设置
以社会需求和学生就业需求为导向,以突出学术和应用兼顾为原则。经过反复探索、尝试,目前开设了实验技术、常用仪器和动物实验基本操作方法等特色课程。另外,不同的基础医学研究生在入学第一年还要学习与自己研究方向和内容密切相关的临床课程,使自己对所从事的研究工作有更高层次的认识,这无疑会增强研究生科研的目的性,也会于无形中提升基础医学研究生对自己未来所从事工作的使命感。
3培养模式
当前医学研究生的培养主要采取单一导师制培养模式[4],即采取“一带一”或“一带多”的方式。在这种培养模式中,基础医学研究生主要是在基础医学导师的指导下进行科研和论文写作。这种培养模式适合培养从事基础医学教学与研究的人才,显然已经不能解决现阶段我国基础医学研究生的就业难问题。为此,对基础医学研究生的培养开始提出基础与临床双导师制的培养模式,这种培养模式可以分为3个阶段来完成。
3.1理论课学习阶段
理论课学习阶段的目标是为后续的科研和论文撰写打下坚实的基础。本阶段的学习是在本科基础上进行的专业性更强的学习,授课教师均为具有高级职称或具有博士学位的教师。学生在学习更深的基础医学理论知识的同时,还要增加现代医学和学科进展方面知识的学习。此阶段充分利用高校多学科并存、交融的优势,举办各类相关讲座,紧跟时展步伐,完善学生知识结构。
3.2临床见习阶段
基础医学研究生在进行基础理论知识学习的同时穿行临床见习。临床见习时要根据不同的导师和学生,安排不同的临床见习科室。例如:我院基础医学专业有4个相对稳定的研究方向:神经系统疾病、肺纤维化、糖尿病、心血管疾病。基础与临床导师共同为每名研究生制订培养计划,在基础医学导师和临床医学导师的共同指导下完成选题、课题设计及实施。同时,必须保证每名研究生进入与研究方向相关的临床科室调研、见习或实习。如:神经系统疾病研究方向的研究生需要进入临床神经内科、神经外科;肺纤维化研究方向的研究生需要进入呼吸内科;糖尿病研究方向的研究生需要进入内分泌科;心血管疾病研究方向的研究生需要进入心内科等。通过研究生前期的临床实践,其可以找到更有临床价值的选题方向,使研究生对自身课题的研究更有成就感,科研动力得以提高,也就更有利于研究出好的科研成果,亦可为自己未来工作的发展提供一个更广阔的空间。
3.3课题完成阶段
心脏性猝死从医学的角度上来说属于突发性自然死亡,引起死亡的原因主要是由于死者生前存在的心脏问题所致,由于心脏性猝死的死亡形式、时间、地点都无法进行预估和确定,且发病致死率不断上升。因此,关于心脏性猝死的问题,逐渐引起了预防医学界、临床医学界、法医学界等领域的共同关注,并对其产生的原因、预防的方法及死因判断进行了深入的研究。
一、心脏性猝死的鉴定标准
在通常情况下,法医学对于心脏性猝死的认定,是患者发病后的一到六小时之内发生的死亡,死亡形式是由心脏疾病引起的意外性死亡。在国际上,由于各国的实际情况存在着很大的差异,因此,对于心脏性猝死的鉴定标准也存在着一定的差异。欧洲巨大部分国家认为,死者由于自身的心脏病导致的意外死亡,如果二十四小时内无目击者或者在死后一小时内有目击者,均可判定为心脏性猝死;而美国以及欧洲小部分国家认为,法医接触心脏性猝死的死者一般都是在死亡发生后的一到六个小时之内,因此,在鉴定是否为心脏性猝死的标准为死亡事件发生后的一到六小时之内存在目击者或者是死者死亡后的二十四小时之内不存在目击者的情况,就被判定为心脏性猝死。
二、关于心脏性猝死的现状分析
从法医學死因分析的角度上来看,心脏性猝死属于诱发死因。我国关于心脏性猝死的研究,传统的方法是通过对细胞水平来进行研究,随着科学技术的不断发展,法医鉴定水平的不断提高,对于心脏性猝死的研究也逐渐步入了高分子研究的时代,并取得了一定的成果。具体情况如下:
1.免疫组织化学研究的现状
科学技术的不断发展使得法医学鉴定技术更加具有广阔的发展空间,国内外许多从事法医学鉴定技术研究的专家与学者在研究初期都表示,心肌肌红蛋白的变化是保证冠心病病例没有发生大面积心肌梗死的关键性因素。随着研究的进行,研究者开始利用相关的法律条文,对心肌梗死产生的原因进行了分析,得出了不同程度的肌动蛋白的缺失是导致心肌梗死猝死的原因。
2.分子生物学的研究现状
根据法医学研究表明,部分心脏性猝死与蛋白质功能的异常有关,这种异常有可能是先天存在的因素,也可能是后天产生的,是某种心脏病理的改变。如今,对于心脏性猝死的研究,我们可以通过分子生物学的手段,将与心脏病猝死有关的异常蛋白质分为两类进行研究,具体如下:
(1)关于离子通道的结构蛋白研究。人类的心脏之所以可以保证有规律的跳动,主要是因为心肌的电活动所引起的,而点活动的存在,正式由于离子通道的开闭产生的例子跨膜流动。因此,要加强对离子通道的结构蛋白质异常的重视程度,以免引起心肌点活动发生异常,最终引起心律失常的病症的产生。
(2)其他离子通道蛋白结构的研究。关于其他离子释放通道的蛋白结构研究,首先要研究钠离子释放通道的蛋白结构,它存在于人类的第三号染色体当中,突变点较多,导致了钠离子释放通道中的蛋白分子变化异常,加速了通道的失活速度。而动作电位的平台期可以提前激活钙离子的释放动刀,使其外层的心肌表达量远远大于内层心肌。因此,容易导致正常除极的内层心肌激活提前复极的外层心肌,最终导致病人的心电紊乱,引发扩张性的心肌病等综合病症。
(3)心肌膜与心肌浆网受体的研究。在肌浆网的受体中,RyR2是钙离子的主要释放通道,钙离子由此通过肌浆网进入包浆。通过科学家的研究发现,RyR2一旦出现编码基因的错义突变,可能会使人出现先天性的右心室发育不良,导致其心律失常。
3.蛋白质组学研究与细胞凋亡研究的现状
(1)对细胞凋亡的研究。所谓的细胞凋零就是由于患者的冠状动脉受到的阻塞,使得心脏无法获得正常的供血,最终导致患者的心肌缺血而发生的死亡。近年来,我国对细胞凋亡的研究主要还是以实验为主,实验结果表明,大量的心血管系统疾病在产生到病发的过程中都与细胞凋亡有着很大的关系,细胞凋亡也是心肌损伤在临床的主要表现形式。因此,加强对细胞凋亡的研究,对防治心血管疾病具有重要的意义。
(2)对蛋白质组学的研究。心肌蛋白质组学的研究,对于心血管系统疾病的研究与探索来说,具有重要的意义。许多心血管疾病的病发都是由于心肌蛋白质的变化所引起的。因此,对于蛋白质组学的研究不仅有利于探究心血管系统疾病发病的原因,还对心血管疾病的防治工作提供了一个关键性的切入点,对心血管疾病的研究与控制做出了重大的贡献。研究蛋白质组学的目的,在于创建一个包含蛋白质鉴定以及相关功能的数据库,为各类心脏性疾病的检定和防治提供了极具价值的资料依据。
三、对心脏性猝死法医学研究的展望
在法医学领域,我国对心脏性猝死的理论性研究已经十分成熟,许多研究技术以及检测手段在国际范围内被广泛应用。然而,我国对心脏性猝死的研究主要基于是基于动物实验得出的结果,对人体标本进行的实验以及临床试验的机会较少,实践经验不足。由于人体的构造机能与动物截然不同,在实际案例中进行尸检的检材条件与在实验中对动物进行尸检也有着很大的差别。因此,在未来的研究与发展的过程中,应该在实践研究方面加大经费的投入力度,创造与实际案例检材条件相同的环境进行实验。在法医学中,对尸体进行解剖检验是确定死者死因的主要手段,也是最为简单、直接的方法,而目前我国的尸检率较低,无法为法医工作人员提供太多的尸检实践机会,严重的制约了我国法医学领域的发展与进步。为了解决我国在研究心脏性猝死中存在的瓶颈,国内先后启动了一系列关于尸检注册的研究,相信在未来的发展过程中可以加深我国对心脏性猝死病理机制的认识,增进社会对心脏性猝死病症的了解。
参考文献:
关键词:
中草药;添加剂;功能;研究方向
抗生素曾经对畜牧业发展有推动作用,但是抗生素无限制地滥用,造成了动物体内的抗生素残留,对于人体的危害极大。所以对于畜牧业来说,需要寻找一种对于人体健康威胁比较小,但是同时又拥有抗生素的作用的畜牧饲料添加剂。中草药添加剂是如今广受欢迎的饲料添加剂,中草药添加剂具有促进畜禽生长以及保健的功能,而且有毒副作用小、无耐药性、无残留、无污染等优势。
1中草药添加剂的功能
免疫功能。现代的医学研究成果表明,在很多的中草药中都含有多糖类、有机酸类、生物碱类、挥发油类、蒽类等,这些物质在动物的机体内能够调节动物机体的免疫功能,可以促进动物机体的免疫器官发育和细胞免疫反应。多糖是中草药中的重要组成部分,黄芪多糖能够有效地促进血液中白细胞以及单核白细胞的数量得到显著的增加,使得巨噬细胞的吞噬能力以及吞噬指数明显的上升,有效地增强机体细胞的免疫功能;板蓝根多糖中可以明显提高淋巴细胞的比例,增强动物机体的免疫功能。挥发油在养殖业中已经得到广泛应用,比如说大蒜中的挥发油具有显著的免疫增强作用,能够提高血清中的溶菌酶含量和一些酶的活性。
营养功能。在中草药当中含有糖类、氨基酸、矿物质和维生素等多种营养物质,所以中草药的营养比较大,例如在韭菜籽中含有粗脂肪、粗蛋白、铜、锌、半胱氨酸、蛋氨酸等物质;山楂中的谷氨酸、精氨酸和天门冬氨酸的含量也是非常高的;黄芪中含有蔗糖、黄芪多糖、胆碱、叶酸、葡萄糖醛酸以及锌、硒、铜等多种微量元素;万寿菊中含有丰富的胡萝卜素以及黄叶素。抗菌功能。根据实验显示,中草药对于比较常见的病原菌具有抑制作用。一般来说具有抗菌功能的中草药有蒲公英、金银花、大蒜、艾叶、连翘、黄芪、野、姜、芦荟等。黄连的主要成分就是黄连素,有着广谱抗菌的作用,低浓度时可以抑制细菌,高浓度时就可以消灭细菌。大青叶挥发油也有着一定的抑菌作用。抗应激功能。目前,在防治畜禽应激综合征的研究中发现,如果在喂养中加入一些中草药如人参、延胡等可以提高机体的防御能力调节济源作用;黄芪等中草药可以对机体进行调节,可以起到抗应激作用。
2中草药添加剂的研究方向
中草药的资源虽然说很丰富,但是目前来说,中草药添加剂的研究仍然还是处于初级阶段,现在用于饲料添加中的中草药数量不多。中国的中草药数量千千万,还有很多种类处于待开发的地位。由于每一味中草药的作用十分有限,我们应该根据中兽医学理论,充分地发挥每一味中草药的作用,将每一味中草药的作用发挥到极致,开发复合型中草药添加剂,以增强中草药的效果。中西药结合。中草药和化学合成药物各有各的特点,中西药结合就是将中草药和化学合成药进行复配,按照需要可以以中草药为主,化学药物为辅;也可以以化学合成药为主,中草药为辅,相辅相成,以达到增强药效的目的。根据目前的情况来说,虽然抗生素以及化学合成药的弊端日益地显露出来,但是我们不可以否认的就是一些西药对于畜禽疾病的确有明显的效果,因此,日后的中草药添加剂的研究方向就是要寻找中草药与化学合成药之间的结合规律,取长补短,以求得达到更好的效果。
结合现代医学。加强现代医学在中草药饲料添加剂的研究与在生产中的应用,这样能够加快中草药添加剂的现代化。在对中草药研究的同时,结合现代医药学、营养学和免疫学的方法,从多种方面进行探讨,以达到目的。这种现代医学就包括超滤法、大孔树脂吸附法等在原料药品的鉴定以及中草药的应用等等。随着抗生素的使用,动物体内药物残留不断增加,再加上人们现在对于自身健康也是越来越关注,对于食品安全问题的要求不断地提高,所以作为绿色无污染无残留的中草药添加剂为畜禽产品的安全提供了强有力的保障,在将来的日子里,化学合成添加剂的使用会逐渐的减少,绿色的中草药添加剂也势必会取代化学合成剂。
3结语
综上所述,随着畜牧业和饲料工业的不断发展,饲料添加剂将进入一个新的发展阶段,在饲料添加剂的市场中中草药添加剂凭借着其自身的毒副作用小、无耐药性、无残留、无污染的特点脱颖而出,势必会逐步地取代化学合成添加剂。现如今人们的生活质量不断地提高,对绿色产品的要求也提高,所以中草药添加剂的前景是非常广阔的。另外我国的中草药资源非常丰富,在中草药应用方面得天独厚,我们应该充分利用这种优势,大力发展绿色的中草药添加剂技术,加速对中草药添加剂的现代化发展,大力支持创建具有特色的中草药添加剂的品牌,实现畜牧业可持续发展。
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【关键词】 枸杞多糖 糖尿病 血糖 血脂
Abstract:Objective To Explore the effect of LBP on serum glucose and serum Lipids in type 2 diabetic rat. Methods Type 2 diabetic rat model was made and the level of serum glucose,serum fat,fasting serum insulin and insulin sensentivity index were observed. Results In diabetic group,the serum glucose and serum fat were significantly increased in comparison with control group while insulin sensentivity index was significantly reduced in diabetic group. Two doses of LBP invention could significantly reduce serum glucose in comparison with diabetic group,and a low dose LBP could significantly increase insulin sensentivity but serum fat was not effected. Conclusion LBP can reduce serum glucose by protecting beta Cell of islet and increasing insulin sensentivity.
Key words: Lycium Barbarum Polysaccharides;diabetic mellituse;serum glucose;serum fat
枸杞是宁夏的优势产业,其有效成分枸杞多糖因具有多种生物活性引起人们越来越多的关注。枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharides,LBP)在调节免疫、抗肿瘤、抗衰老等领域广泛研究,但在糖尿病防治领域的研究尚不多见。本课题以2型糖尿病大鼠为模型,探讨枸杞多糖对糖尿病大鼠血糖、血脂的代谢影响。
1 材料和方法
1.1 实验动物及试剂
1.1.1 动物及饲料
清洁级近交系雄性Sprague-Dawley大鼠,8周龄,体重180~220 g,购自宁夏医学院动物实验中心;动物实验条件合格证:医动字第13-201号。常规饲料及高糖高脂饲料均由宁夏医学院实验动物中心提供。
1.1.2 药品及试剂
链脲佐菌素(streptozocin,STZ)购自Sigma公司;LBP购自宁夏福德生物食品工程有限公司(国字02152号,A2003-0255);微量血糖仪及检测试纸由罗氏诊断有限公司提供;胰岛素检测试剂盒(放免法)由北京北方生物技术研究所提供。
1.2 方法
1.2.1 分组
将SD大鼠随机分为对照组(常规饲料喂养,10只)和实验组(高脂高糖饲料喂养,60只)。高脂高糖喂养8周后,实验组大鼠空腹腹腔注射STZ 35 mg/kg(以pH 4.4,0.1 mmol/L枸橼酸缓冲液配制成20 g/L浓度);对照组仅注射等容积的枸橼酸缓冲液。注射STZ后1周,测定大鼠尾尖血糖,以血糖>7.8 mmol/L作为糖尿病成型标准。将成型糖尿病大鼠随机分为3组:单纯糖尿病(DM)组20只,未用枸杞多糖干预;大剂量枸杞多糖干预组15只,LBP用生理盐水配制成20%浓度,1000 mg/(kg·d);小剂量枸杞多糖干预组15只,LBP用生理盐水配制成5%浓度,250 mg/(kg·d)。成型后每日下午4:00 LBP灌胃干预治疗。单纯糖尿病组及正常对照组行等量生理盐水(约2 mL)进行灌胃观察。干预12周后处死相应部分动物进行标本收集。
1.2.2 血糖、血脂测定
由宁夏医学院附属医院检验科自动生化仪测定。
1.2.3 胰岛素测定
采用放免方法,胰岛素敏感指数(insulin sensentivity index ISI)=1/(空腹胰岛素×空腹血糖)。由于该指数呈偏态分布,故采用自然对数进行统计学分析。
1.3 统计学方法
应用SPSS 10.0统计软件进行数据处理分析。计量资料以均数±标准差(±s)表示。多组资料比较采用方差分析,有统计学意义时行q检验,以P<0.05为有统计学意义判定标准。
2 结果
2.1 LBP对糖尿病大鼠血糖、胰岛素、胰岛素敏感性的影响
DM组血糖较正常对照组明显增高(P<0.01),胰岛素敏感性下降(P<0.01);两种剂量的LBP干预治疗组血糖较DM组明显下降(P<0.01),250 mg/(kg·d)剂量组胰岛素敏感性增强(P<0.05),见表1。
2.2 LBP对糖尿病大鼠血脂的影响
与正常对照组相比,DM组甘油三酯、胆固醇均明显增高(P<0.01)。与正常对照及DM组比较,甘油三酯在LBP 250 mg/(kg·d)剂量组差异均未见统计学意义(P>0.05);1000 mg/(kg·d)剂量组有统计学意义(P<0.01,P<0.05),说明LBP剂量不同对甘油三酯影响不同(见表2)。
3 讨论
枸杞属茄科枸杞属落叶灌木植物干燥成熟果实,含有多种营养成分和微量元素,为传统常用中药,具有滋肾润肺,补肝明目,强筋健骨之功效[1]。医学研究证明:其有效成分LBP具有广泛的药理学作用[2]。表1 LBP对血糖、胰岛素、ISI的影响(略)表2 LBP对血脂的影响(略)
2型糖尿病占全部糖尿病总发病率的90%以上,其发病机制目前尚未明确,胰岛素抵抗和胰岛β细胞分泌功能受损是其两个重要的病理生理因素[3]。目前国内枸杞多糖对糖尿病的防治研究以胰岛β细胞的功能保护为主,而胰岛素增敏作用未见报道。王玲等人观察枸杞多糖-D对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠高血糖的防治中发现:LBP-D能减弱四氧嘧啶对胰岛β细胞的损伤,从而达到预防糖尿病发生及降血糖的目的[4]。徐曼艳研究枸杞多糖对四氧嘧啶损伤的离体大鼠胰岛β细胞的作用中提出:LBP明显增强受损胰岛细胞内SOD的活性,提高了胰岛素细胞的抗氧化能力;减轻过氧化物对细胞的损伤,降低MDA的生成量;并能抑制NO的合成,减少四氧嘧啶对细胞的毒性作用,对胰岛细胞有一定的保护作用[5]。本实验结果显示,两种剂量LBP干预后糖尿病鼠血糖均较DM组明显下降,与国内LBP降血糖研究结果相一致。目前已证明STZ诱导的糖尿病大鼠是通过免疫调节及氧化损伤机制破坏胰岛细胞,造成胰岛β细胞分泌功能受损。因此我们推测LBP可能是通过抗氧化损伤,调节免疫功能的作用改善胰岛β细胞的功能,起到降血糖效果。本项实验还显示LBP 250 mg/(kg·d)可显著增加胰岛素敏感性,而1000 mg/(kg·d)组对胰岛素敏感指数影响不明显,提示小剂量LBP是通过改善胰岛β细胞功能及增加胰岛素敏感性双重作用实现降血糖目的[6]。
文献报道[7]LBP具有降血脂作用,但具体机制尚不明确。本实验结果显示:2型糖尿病大鼠血甘油三酯、TC明显增高,符合2型糖尿病血脂代谢异常的特点。LBP剂量不同对甘油三酯影响不同,不排除样本例数及观察疗程造成的统计学差异,也不排除LBP剂量问题影响其调脂作用,小剂量LBP可能通过显著调节血糖水平而间接影响血脂代谢,使血脂轻微改善,具体机制有待于进一步探讨。
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【摘 要】文章通过分析SAP 合并肝损伤的可能机制,阐述急性胰腺炎肝损伤的防治进展,旨在为相关人员基于急性胰腺炎肝损伤的发病机制与防治进展研究适用提供一些思路。
关键词 急性胰腺炎;肝损伤;发病机制;防治进展
急性胰腺炎(AP)属于临床十分多见的急腹症疾病,现阶段关于其发病机制还不十分清晰,由于急性重症胰腺炎(SAP)往往引发肝脏等胰外机体器官损伤,严重威胁患者生命健康,因此研究急性胰腺炎肝损伤的发病机制与防治进展有着十分重要的临床现实意义。
1 SAP 合并肝损伤的可能机制
1.1 细胞因子和炎症介质的作用
SAP 合并肝损伤受细胞因子过度激活很大程度影响,机体胰腺组织内中性粒细胞得到激活后,可生产多种不同炎性细胞因子,好比TNF-α、IL-6 等,此类细胞因子经各种方式在机体肝脏器官内相互间构筑成网络体系,是的肝脏出现损伤[1]。
1.2 NF-κB 信号分子的作用
近些年,相关研究得出,NF-κB 信号分子在SAP 合并肝损伤机制中发挥着重要作用,NF-κB 作为一类核转录因子,可作用于调节机体各类细胞因子基因转录,重要作用于机体内炎性反应演变、免疫应答调节、细胞增殖分化及细胞凋亡等环节。
1.3 细胞凋亡
相关研究显示,SAP 病理生理环节受细胞凋亡一定程度影响,SAP 病情发生发展过程中,机体单核细胞、中性粒细胞不断增生,同时在细胞因子、炎症介质的影响下集聚在机体各胰外器官,大量诱发一系列炎性介质,并造成机体局部或全是反应,一方面使得胰腺损伤,一方面使得肝脏损伤。
1.4 胰酶的作用
SAP 病情发生发展机理可呈现为各类损伤因子造成胰酶过度释放,从而使得胰腺局部组织及中性粒细胞被刺激,从而产生诸多的炎性介质,在机体胰酶循环入血的持续进行下,造成肝功能受损,进一步引发多器官功能障碍综合征。
1.5 氧自由基的损伤
SAP 病情发生发展过程中,机体微循环受阻,使得SAP 发病早期诱导氧自由基大量释放,以至于超出机体消除水平,从而造成胰腺早期抗氧化功能极大地被损伤。
1.6 内毒素
肝脏作为机体重要器官,重要作用于解毒及消除内毒素,受过度内毒素集聚肝脏影响,在溶酶体降解作用下,内毒素相关类脂A 可移位至机体线粒体内膜,并与特异性受体相结合,阻止ATP 合成酶,造成线粒体严重损伤,从而对肝脏能量代谢造成不良影响。
2 防治进展
2.1 抗炎治疗
相关细胞因子在机体肝脏炎症反应中扮演着重要的角色,与肝脏损伤存在重要关联,因此对此类细胞因子展开抑制,可一定程度缓解肝脏损伤。相关人员结合抑制细胞因子移位防止其产生炎症反应机理,采取血小板活化因子受体抑制剂-BN52021及血小板活化因子抑制剂,有效缩减了AP大鼠细胞因子移位情况,从而达到缓解肝脏损伤的目的。
2.2 抗氧化治疗
经对氧自由基清除剂的应用,能够缓解AP 发生发展所引发的肝脏氧化损伤。褪黑素有着十分高效的抗氧化功效,相关研究指出,褪黑素能够缩减AP 大鼠血液过氧化氢酶、淀粉酶浓度,抑制脂质过氧化过度反应,达到缓解肝脏损伤的目的[2]。还有研究指出,褪黑素应用于胰管梗阻性胰腺炎还能够对肝脏等胰外器官发挥保护作用,其相关保护机制为褪黑素对抗氧化剂、氧自由基活性进行消除,从而阻滞嗜中性白细胞浸润胰外器官组织。
2.3 生长抑素
应用生长抑素质量AP 可获得确切的疗效,一定程度缓解肝脏损伤症状。相关医学研究指出,生长抑素作用于AP 大鼠血液TNF-αmRNA 可起到抑制其过度表达作用,同时能够使得胰腺、肝脏组织损伤得到减轻。相关医学人员通过选取一定数量的AP 病例,在病情发生早期给予生长抑素用药,得出生长抑素能够降低炎症应答,促进机体细胞免疫恢复,改善临床症状的结果。
2.4 糖皮质激素
当前,糖皮质临床用药尚存在一定的争议,相关医学研究表明,接受氢化可的松用药后,大鼠肝脏ATP 浓度显著提升,细胞间黏附因子-1、MPO 浓度下降,得出AP 早期炎症反应受糖皮质激素很大程度影响的结果[3]。
3 结束语
总而言之,急性胰腺炎肝损伤是一个十分复杂、存在不同因素参与的过程,现阶段已研制出一些药物、技术应用于治疗急性胰腺炎肝损伤,并能够收获一定的疗效,但此类研究结果仍旧处于早期动物实验及临床研究阶段,伴随着急性胰腺炎肝损伤治疗研究的不断深入,研制出新型特异治疗药物及找寻科学合理全面治疗模式是临床治疗急性胰腺炎肝损伤的首要方向。
参考文献
Biological Chemistry and Genetics,
University of Texas Medical Branch,
Galveston, TX (Ed.)
Neural Stem Cell
Development and Transplantation
2003, 473pp.
Hardcover $ 169.00
ISBN 1-4020-7588-X
Kluwer Academmic Publishers
本书是由14位专家撰写的关于神经干细胞研究进展与移植方面的专著,介绍了发育与疾病中的神经干细胞模型,提供了有关的背景知识,讨论了干细胞谱系及决定其命运方面的内容,包括各个阶段特异性标志物及细胞命运标志物。传统来源及胚胎和神经干细胞特性在本书中也有所涉及。
全书共10章。第1~5章的内容包括从异形组织中纯化神经干细胞及其克隆分析方面,涉及了啮齿动物及人胚胎干细胞及神经干细胞系的产生及特性、以及其在科学研究和修复方面的应用,讨论了神经干细胞的存活、增殖及分化的调节以及培养方法。第6~10章的内容是关于神经干细胞在细胞和基因治疗方面的使用,其中两章的内容对有关动物移植研究进行了综述;另外一章讨论了内源性神经干细胞刺激的令人感兴趣的新热点;接着讨论了针对神经系统损伤及疾病修复的人体细胞治疗方面的内容;最后一章对用于多种目的的内容进行了讨论,包括人体基因治疗的神经干细胞/祖细胞的基因表达的调节和修饰的方法。
目前,对于神经干细胞系、分化以及移植力的认识还处于早期阶段,但是该研究领域的目的非常明确,人们对此的研究也很感兴趣。借助于生物信息学、基因组、蛋白质组等新领域及其与它们相关的新技术,将能使我们获得新的有关早期神经发育以及神经发育在发育、代谢、免疫、退行性、衰老、外伤或遗传性或后天形成的局部缺血性疾病的临床应用方面的新信息。虽然许多难以治疗性疾病驱动着该领域临床的发展,但还必须持谨慎的态度,未来的成功将依赖于基础科学家的发现以及临床医生的应用。
本书内容涉及基础与临床方面,著者都是经过仔细挑选来的并具有各自的专业特长,他们分别从各自独特的角度阐述了干细胞研究当前的局限性和未来的前景,本书可供临床医生和神经科学工作者及其他对神经干细胞感兴趣的读者参考。
左萍萍,教授