瓦斯爆炸致大鼠复合伤的血清代谢组学变化研究

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2 h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2 h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。

关键词：大鼠、大型巷道、瓦斯爆炸、复合伤、代谢组学、血清

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资助基金：国家自然科学基金-河南省联合基金培育项目U2004102;国家自然科学基金-河南省联合基金重点项目U1904209;河南省自然科学基金青年基金项目202300410312;National Natural Science Foundation of China-Cultivation Project of Henan Union FundU2004102;National Natural Science Foundation of China-Key Project of Henan Union FundU1904209;Natural Science Foundation of Henan Province-Youth Science Fund Project202300410312

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：808-814