Вдишването на H2 предпазва невроните на гръбначния мозък от нараняванеНаучно Изследване

Резюме:

Предистория/цели: Водородът селективно неутрализира реактивните кислородни видове (ROS) и облекчава различни наранявания, причинени от ROS. Увреждането на гръбначния мозък (SCI) е сериозно увреждане на централната нервна система, а вторичното SCI е тясно свързано с прекомерното генериране на ROS. Ние предположихме, че вдишването на водород подобрява SCI и механизмът на действие може да бъде свързан със защитните ефекти на водорода срещу оксидативен стрес, апоптоза и митохондриално увреждане.

Методи: Механично увредени неврони на гръбначния мозък бяха инкубирани с различни концентрации на водород in vitro. Използвани са имунофлуоресцентно оцветяване и трансмисионна електронна микроскопия за потвърждаване на защитните ефекти на водорода. ROS и свързани протеини бяха открити с дихидроетидиево флуоресцентно оцветяване, ензимно-свързани имуносорбентни анализи и Western blotting. Терминална дезоксинуклеотидил трансфераза dUTP анализи за маркиране в крайния край, поточна цитометрия и Western blotting бяха използвани за откриване на невронална апоптоза. Концентрациите на АТФ, оцветяването с Janus Green B и състоянието на преходните пори на митохондриалната пропускливост (mPTP) бяха оценени, за да се изследва митохондриалното увреждане. Беше извършено секвениране на РНК за скрининг на потенциални целеви гени за приложение на водород. Водородът се прилага на мишки след установяване на контузия на гръбначния мозък в продължение на 42 дни. Използвани са Basso Mouse Scale (BMS) и анализи на отпечатъци за оценка на локомоторните функции и е извършено имунофлуоресцентно оцветяване на увредените сегменти на гръбначния мозък за откриване на статуса на оксидативен стрес.

Резултати: Невроните на гръбначния мозък бяха запазени чрез прилагане на водород след механично нараняване в зависимост от дозата. Генерирането на ROS, маркерите, свързани с увреждане от оксидативен стрес, и броят на апоптотичните неврони бяха значително намалени след лечение с водород. Производството на АТФ и функцията на mPTP в увредените неврони се запазват чрез инкубация с водород. Нивата на експресия на Cox8b, Cox6a2, Cox7a1, Hspb7 и Atp2a1 бяха инхибирани от третиране с водород. BMS резултатите и оценката на отпечатъка на мишки с SCI бяха подобрени чрез вдишване на водород. Заключения: Вдишването на водород (75%) облекчава SCI in vivo и отслабва механичните наранявания на невроните in vitro, а неговият защитен ефект върху невроните на гръбначния мозък се упражнява по дозозависим начин. Основните механизми включват намаляване на генерирането на ROS и оксидативния стрес, инхибиране на апоптозата на невроните и възстановяване на конструкцията и функцията на митохондриите. Cox8b, Cox6a2, Cox7a1, Hspb7 и Atp2a1 бяха идентифицирани като потенциални целеви гени за лечение с водород.