瓦斯爆炸致大鼠复合伤的血清代谢组学变化究

摘要

目的 分析瓦斯爆炸致大鼠复合伤的血清代谢组学变化,探讨其可能机制.方法 于2018年4月,应用煤矿瓦斯爆炸大型巷道实验和爆炸测试系统模拟瓦斯爆炸实验.将32只SD大鼠随机分为对照组(不参与爆炸)、近距离(40 m)组、中距离(160 m)组和远距离(240 m)组,每组8只.爆炸后,分别检测不同组大鼠2h呼吸功能和48 h神经行为变化;48 h后麻醉处死大鼠,分离大鼠血清以及肺脏、肝脏等组织,通过HE染色观察肺脏和肝脏组织病理学变化;应用液相色谱-高分辨质谱联用(UPLC-Orbitrap Elite/MS)代谢组学方法检测血清样本,主成分分析评价组间代谢谱差异,筛选并鉴定差异性代谢物,分析代谢通路.结果 爆炸2h后,与对照组比较,不同爆炸组大鼠的呼吸频率、每分钟通气量、最大吸气流量、最大呼气流量和1/2潮气量呼气流量明显减低(P＜0.05),呼吸间歇、吸气时间和2/3潮气量所需时间明显增加(P＜0.05);而爆炸48 h后,40 m组、160 m组大鼠神经行为指标停留时间明显增加(P＜0.05),运动距离明显减少(P＜0.05).HE染色结果显示,各爆炸组大鼠肺脏组织和肝脏组织结构破坏,细胞排列紊乱,有炎性细胞浸润,有出血和水肿等表现.代谢组学分析显示,组间代谢谱差异明显,血清样本中共鉴定出乌头酸、柠檬酸、烟酰胺、丙酮酸等18个差异代谢物,涉及谷氨酰胺和谷氨酸代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,乙醛酸和二羧酸代谢,苯丙氨酸代谢,烟酸和烟酰胺代谢,柠檬酸循环(TCA循环)等12条主要代谢通路.结论 瓦斯爆炸可导致大鼠多脏器系统损伤,其机制可能与丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、烟酸和烟酰胺代谢、乙醛酸和二羧酸代谢、TCA循环等有关.