锰对大鼠脑线粒体能量代谢的影响

目的通过线粒体孵育液染锰并用NAC干预研究锰对大鼠线粒体能量代谢的影响及NAC的防护效果。方法Wistar大鼠12只,麻醉后断头取脑,梯度离心得线粒体液。将所得线粒体液分为6组,第1组为对照组;第2。5组为不同剂量染锰组,分别加入5、50、500、1000μmol／LMnCl2;第6组为NAC预处理组,线粒体液先用500μmol／LNAC预处理1h后加500μmol／LMnCl2。各组于培养箱内30℃孵育2h后测顺乌头酸酶、线粒体复合体Ⅰ的活性和线粒体膜电位,每个指标重复测量6次。结果与对照组相比,500、1000μmol／L染锰组顺乌头酸酶活性显著降低（P〈0．05）,50、500、1000μmol／L染锰组线粒体复合体Ⅰ的活性和线粒体膜电位显著降低（P〈0．05）,且在一定范围内随着MnCl2剂量增加,顺乌头酸酶、线粒体复合体Ⅰ的活性和线粒体膜电位有降低趋势。与单纯染锰组相比,NAC预处理组顺乌头酸酶、线粒体复合体Ⅰ的活性和线粒体膜电位显著升高（P〈0．05）。结论锰可以剂量依赖性地诱导大鼠脑线粒体能量代谢降低;NAC预处理能预防锰所致大鼠脑线粒体能量代谢降低。     

微量元素锰与脑功能

锰是生物体内涉及神经科最广泛的生命元素，对维持脑功能起重要作用。缺乏及过量均会出现智力及行为的障碍，机体缺锰可导致脑细胞ＤＮＡ、ＮＲＡ聚合酶合成障碍，从而影响了脑细胞分裂增殖。而机体锰过量，可致脑部锰蓄积，过量的锰抑制了脑细胞中线粒体内三羟酸循环、氧化磷酸化，使神经递质转运障碍及突触传导受阻，关破坏了其它微量元素的平衡而影响脑功能。     

锰致脑线粒体损伤机制的研究进展

锰是一种重要的环境和工业污染物,职业工人长期接触锰,可出现类似帕金森病的临床表现。锰的毒性机制现在还不太清楚,研究表明其很可能与线粒体的结构和功能异常有关,然而关于锰对线粒体功能影响的报道较少,本文将近年来探讨锰致脑线粒体损伤机制的研究综述如下。     

锰对大鼠纹状体神经细胞凋亡的影响

目的利用锰染毒大鼠模型，分析不同浓度锰对大鼠纹状体神经细胞凋亡的影响，探讨锰神经毒性的作用机制。方法将健康雄性SD大鼠随机分成空白对照组和高、中、低3个剂量染锰组，每组6只动物。染毒结束，开颅分离取出大鼠纹状体，分别做锰含量测定、Tunel染色和透射电子显微镜观察。结果高、中、低3个剂量染锰组纹状体锰含量分别为（2．98±0．52）、（2．75±0．37）、（2．61±0．73）ng／mg，均高于空白对照组的（．60±0．20）ng／mg，差异有统计学意义（P〈0．05）。高、中、低3个剂量染锰组纹状体细胞凋亡指数分别为（24．83±5．98），（17．00±5．33），（15．33±2．58），均高于空白对照组的（2．83±0．41），差异有统计学意义（P〈0．05）。且随着染锰剂量的加大，细胞凋亡指数增加。染锰组大鼠纹状体的透射电子显微镜显示中剂量染锰时，部分纹状体神经细胞出现核变小、固缩，染色质浓集等细胞凋亡的特征性改变。结论锰可致大鼠纹状体神经细胞出现程度不同的细胞凋亡，而凋亡的程度与锰浓度有关。     

锰染毒对老年大鼠心肌细胞线粒体功能的影响

[目的 ]通过观察染锰后老年大鼠心肌细胞线粒体的膜电位 (ΔψM)及酶复合体活性的变化 ,探讨二价锰对心肌的毒作用机制。 [方法 ] 18个月龄大鼠 ,断头处死 ,提取心肌细胞线粒体 ,经 5 0、10 0、2 0 0、40 0 μmol/L剂量染锰后 ,测定大鼠心肌细胞线粒体酶复合体 (Ⅰ +Ⅲ )和Ⅱ的活性变化 ;急性分离大鼠心肌细胞 ,不同剂量染锰后 ,以罗丹明 12 3孵育 ,用激光共聚焦显微镜观察 5min大鼠心肌细胞内荧光强度改变以反映线粒体膜电位的动态变化。 [结果 ]细胞内荧光强度变化 :5min时各染锰组荧光强度与 0min相比呈下降趋势且差异显著 (P <0 0 5 ) ,其中以 5 0、10 0 μmol/L组下降最为明显 ;5min时各染锰组荧光强度与对照组相比均有非常显著的差异 (P <0 0 1) ,2 0 0 μmol/L组与 40 0 μmol/L组荧光强度最低。线粒体酶复合体活性 :染锰后大鼠心肌细胞线粒体酶复合体 (Ⅰ +Ⅲ )、Ⅱ的活性明显受到抑制 ,染锰浓度与酶复合体的活性呈负相关 ,其相关系数分别为 :酶复合体 (Ⅰ +Ⅲ ) ,r =0 64 9,P <0 0 1;酶复合体Ⅱ ,r =0 60 9,P <0 0 1。 [结论 ]锰可对心肌细胞线粒体造成损伤 ,可能是由于其对心肌细胞线粒体呼吸链中各种酶复合体的活性产生抑制 ,引起质子泵功能下降 ,进而引起ΔψM下降 ,而引发的一系列损     

微量元素锰与脑功能

锰是生物体内涉及神经科最广泛的生命元素，对维持脑功能起重要作用。缺乏及过量均会出现智力及行为的障碍，机体缺锰可导致脑细胞ＤＮＡ、ＲＮＡ聚合酶合成障碍，从而影响了脑细胞分裂增殖。而机体锰过量，可致脑部锰蓄积，过量的锰抑制了脑细胞中线粒体内三羟酸循环、氧化磷酸化，使神经递质转运障碍及突触传导受阻，并破坏了其它微量元素的平衡而影响脑功能。     

亚慢性染锰对大鼠脑和血有核细胞线粒体功能的影响

目的　研究较长期染锰对大鼠脑、血有核细胞的线粒体功能的影响 ,以探讨脑、血有核细胞线粒体功能异常在锰神经毒性中的作用。方法　健康Wistar大鼠分为高剂量 (2 5mg/kg)、中剂量(1 5mg/kg)、低剂量 (5mg/kg)及对照组 ,腹腔注射MnCl2 ·4H2 O 3个月后处死 ,分别检测其脑、血有核细胞线粒体的呼吸控制比 (RCR)、ATP生成、膜电位差的变化。结果　与对照组相比 ,高、中剂量组大鼠脑线粒体功能的 3个指标 (RCR、ATP、膜电位差 )均显著降低 ,大鼠血有核细胞线粒体的呼吸控制比、ATP生成显著降低 ,高剂量组大鼠血有核细胞线粒体的膜电位差显著降低。此外 ,染毒结束时中、高剂量组大鼠平均体重明显低于对照组 ,脑 /体比值明显高于对照组。其余各组脑、血有核细胞线粒体功能改变差异无显著性。结论　亚慢性染锰对大鼠脑、血有核细胞线粒体功能均具有损害作用     

锰对大鼠脑线粒体能量代谢及氧化损伤影响

目的 通过N-乙酰半胱氨酸(NAC)干预研究锰对大鼠脑纹状体和皮质线粒体能量代谢和氧化损伤的影响.方法 Wistar大鼠24只.按体重随机分成3组:对照组、MnCl2组、NAC预处理组,连续染毒21 d.取大鼠脑纹状体和皮质,梯度离心获得线粒体,测量顺乌头酸酶、线粒体复合体Ⅰ活性,丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量和线粒体膜电位.结果 与对照组比较,MnCl2组顺乌头酸酶[(18.64 nmol/(min.mg pro)]线粒体复合体Ⅰ((48.92nmol/(min.mg pro)]的活性显著降低;MDA含量[37.98nmol/(g pro)]显著升高,GSH含量(3.99μmol/(g pro)]显著降低;线粒体膜电位(荧光强度为25.54)显著降低(P＜0.05).与MnCl2组比较,NAC预处理组顺乌头酸酶[(22.95nmol/(min.mg pro))、线粒体复合体Ⅰ[(66.89nmol/(min.mg pro)]的活性显著升高;MDA含量[(31.44 nmol/(g pro)]显著降低,GSH含量(5.56μmol(g pro)]显著升高;线粒体膜电位(荧光强度为37.71)显著升高(P＜0.05).结论 锰可导致大鼠脑线粒体能量代谢障碍和氧化损伤;NAC预处理能有效预防锰所致大鼠脑线粒体能量代谢障碍和氧化损伤.     

锰对大鼠肝细胞线粒体和微粒体微量元素含量的影响

每天给予大鼠ip MnCl_2·4H_2O15mg/kg共84天,引起大鼠肝细胞线粒体锰、铜和锌含量升高,微粒体铜含量升高、铁和锌含量下降。结果提示:肝线粒体为锰蓄积部位之一,而微粒体无明显锰蓄积,染锰引起肝细胞线粒体和微粒体微量元素含量的改变可能在锰的生化毒性方面有重要意义。     

对氨基水杨酸钠对染锰大鼠脑酶的影响

每日给大鼠腹腔内注射(ip)15mg/kg/d MnCl_2·4H_2O60天,然后分别以80mg/kg/d。120mg/kg/d PAS-Na ip治疗16天。结果提示,PAS-Na能不同程度地恢复部分脑区受锰抑制的ACP和ATPase活性及各脑区的AchE活性,其中以120mg/kg/d剂量的作用更为明显。治疗结果表明,PAS-Na的作用机理可能在于其能恢复被锰抑制的有关酶活性,从而恢复神经细胞的正常功能和降低中枢胆碱能的突触功能。     

锰对细胞免疫功能的影响

[目的 ]探讨锰对细胞免疫功能的影响。 [方法 ]利用体外培养的淋巴细胞 ,采用正交试验设计 ,观察不同染锰浓度和时间对淋巴细胞功能的影响。用溴化四氮唑盐检测法 (MTT法 )测定T淋巴细胞增殖功能和自然杀伤细胞 (NK细胞 )杀瘤细胞活性 ;用酶联免疫吸附试验 (ELISA)测定培养液中的白细胞介素 2 (IL 2 )含量。 [结果 ]随着培养液中的锰离子浓度由 1× 10 -6mol/L增大到 1× 10 -3 mol/L ,染锰时间由 2h延长到 4h ,T淋巴细胞增殖功能、NK细胞杀瘤细胞活性和IL 2含量均显著下降。 [结论 ]一定浓度的锰对淋巴细胞具有毒性作用     

不同价态锰对大鼠脑和肝及心SOD活力的影响

目的　观察不同价态锰染毒后对大鼠脑、肝和心肌超氧化物歧化酶 (SOD)活力的影响。方法　大鼠经腹腔分别注射氯化锰 (MnCl2 ·4H2 O ,Mn2 + )和醋酸锰 (C6H9O6Mn·2H2 O ,Mn3 + ) ,按 6mg/kg剂量连续染毒1个月后 ,测定脑、肝和心肌组织中SOD活力 ;另提取大鼠脑组织SOD ,分为 5个染毒剂量组 (0 ,2 5 ,5 ,1 0 ,2 0 μmol/L) ,二价锰和三价锰染毒后分别测定SOD活力。结果　经Mn2 + 、Mn3 + 染毒后 1 8个月龄和 4个月龄大鼠脑组织SOD活力低于对照组 (P <0 0 5 ) ;经Mn2 + 染毒后 ,1 8个月龄和 4个月龄大鼠肝SOD活力明显低于对照组 (P <0 0 5 ) ;经Mn3 + 染毒后 ,1 8个月龄大鼠肝SOD活力明显低于对照组 (P <0 0 5 )。低剂量锰体外染毒可促进大鼠脑组织SOD活力 ;较高剂量锰则抑制SOD活力 ,且与对照组比较差异均有显著性 (P <0 0 5 )。结论　不同价态、不同剂量锰染毒不同月龄大鼠对其不同组织SOD活力的影响是不同的     

锰染毒12周大鼠体内锰分布及纹状体的病理损伤

[目的]研究锰染毒12周大鼠体内锰的组织分布特点,以及高锰蓄积对纹状体的病理损伤。[方法]SD雄性大鼠(n=10)腹腔注射Mn Cl·4H2 2O,15 mg/kg体重,1次/d,5 d/周,持续染毒12周,同时设置对照组(n=10),腹腔内注射与染毒组等体积的生理盐水,周期相同。染毒结束,采用透射电镜观察两组大鼠(n=2)大脑纹状体病理改变;采用电感耦合等离子体发射光谱检测两组大鼠(n=8)各组织内锰含量。[结果]与对照组相比,染毒组大鼠体重增长缓慢。染毒12周后,除肺、小脑外,肝、胃、小肠、结肠、直肠、脾、肾、大脑、睾丸、心脏、毛发均有锰含量增高(P<0.05)。染毒组大鼠大脑组织锰含量[(1.29±0.05)μg/g组织]高于对照组[(0.65±0.13)μg/g组织](P=0.001)。透射电镜观察可见纹状体神经元内大量脂褐素沉积。[结论]锰在慢性锰中毒大鼠多组织贮留,主要影响消化系统、肾脏、睾丸以及大脑。锰的神经毒性可能与氧化损伤有关。     

锰对新生鼠肝组织微量元素的影响

目的研究大鼠染锰后对其子代新生鼠肝组织内微量元素的影响。方法 :将妊娠雌性大鼠随机分为 4组 ,腹腔注射氯化锰 ,剂量分别为 0、7.5、1 5和 30 mg/kg,待其自然分娩后采用原子吸收光谱法测定子代新生鼠肝组织内微量元素锰、铜、锌和铁含量。结果 :与对照组相比 ,实验各组肝组织内锰含量明显增高 ( P<0 .0 1 ) ;锌含量则低于对照组 ( P<0 .0 5,P<0 .0 1 ) ;实验各组铜含量与对照组间差异无显著性 ( P>0 .0 5) ;1 5mg/kg和 30 mg/kg组铁含量高于对照组 ( P<0 .0 5,P<0 .0 1 )。结论 :大鼠孕期染锰 ,使其新生鼠肝组织内锰、锌、铁等微量元素的含量发生明显变化 ,影响了锰、锌、铁在体内的代谢 ,从而对其子代的生长发育可能产生不利影响     

Ginger Root Extract Improves GI Health in Diabetic Rats by Improving Intestinal Integrity and Mitochondrial Function

Background Emerging research suggests hyperglycemia can increase intestinal permeability. Ginger and its bioactive compounds have been reported to benefit diabetic animals due to their anti-inflammatory and antioxidant properties. In this study, we revealed the beneficial effect of gingerol-enriched ginger (GEG) on intestinal health (i.e., barrier function, mitochondrial function, and anti-inflammation) in diabetic rats. Methods Thirty-three male Sprague Dawley rats were assigned to three groups: low-fat diet (control group), high-fat-diet (HFD) + streptozotocin (single low dose 35 mg/kg body weight (BW) after 2 weeks of HFD feeding) (DM group), and HFD + streptozotocin + 0.75% GEG in diet (GEG group) for 42 days. Glucose tolerance tests (GTT) and insulin tolerance tests (ITT) were conducted at baseline and prior to sample collection. Total pancreatic insulin content was determined by ELISA. Total RNA of intestinal tissues was extracted for mRNA expression using qRT-PCR. Results Compared to the DM group, the GEG group had improved glucose tolerance and increased pancreatic insulin content. Compared to those without GEG (DM group), GEG supplementation (GEG group) increased the gene expression of tight junction (Claudin-3) and antioxidant capacity (SOD1), while it decreased the gene expression for mitochondrial fusion (MFN1), fission (FIS1), biogenesis (PGC-1α, TFAM), mitophagy (LC3B, P62, PINK1), and inflammation (NF-κB). Conclusions Ginger root extract improved glucose homeostasis in diabetic rats, in part, via improving intestinal integrity and mitochondrial dysfunction of GI health.     

职业性锰暴露对锰冶炼厂男性工人认知能力的影响

[目的]探讨不同职业锰暴露水平对锰冶炼厂工人认知能力的影响及其他可能影响其认知能力的因素.[方法]选择广西某锰冶炼厂240名男性冶炼工人为暴露组,按锰累积暴露指数(CEI)分为高暴露组(CEI≥2.000,86名)和低暴露组(CEI＜ 2.000,154名),以同一地区某糖厂240名男性工人为对照组,调查其一般情况,并采用北京版蒙特利尔认知评估调查问卷对认知能力进行调查. [结果]该厂锰作业男性工人CEI与认知能力呈负相关(r=-0.324,P＜0.05).控制年龄、婚姻状况等协变量后,暴露组工人认知能力低于对照组人群(P＜0.01),且高暴露组工人认知能力低于低暴露组(P＜0.05).多重线性回归分析显示,影响锰暴露工人认知能力的因素有:年龄、文化水平、CEI、吸烟指数(均P＜0.05).[结论]职业性锰暴露可能降低锰冶炼厂男性工人认知能力;此外,年龄、文化水平、吸烟也可影响锰冶炼工人的认知能力.     

锰对镉致孕鼠毒性的拮抗作用研究

目的：为探讨锰对镉致孕鼠毒性的拮抗作用。方法：把Wistar孕鼠孕机分为镉中毒组、补充锰组和正常对照组,在大鼠妊娠第7、9、11天时称体重并给前两组孕鼠注射氯化镉使其中毒,于妊娠第20天处死时,取心脏血,观察胎鼠发育情况,同时取孕鼠肝和肾脏制作组织切片,分别在光学显微镜和电子显微镜下观察组织,细胞形态,并检测血液、肝和肾脏中镉和锰含量。结果：补充锰组孕鼠体重增长率,正常活胎的比例及平均体重均显大于镉中毒组：而畸胎和吸收胎发生率则明显降低（P＜0．01）;补充锰组孕鼠肝、肾组织结构接近正常;血液、肝和肾脏中镉含量显低于镉中毒组（P＜0．01）,而锰含量变化不大。结论：适量补充锰对镉中毒所致孕鼠生长发育障碍和肝、肾组织细胞损伤具有拮抗作用。     

Nutrients to Improve Mitochondrial Function to Reduce Brain Energy Deficit and Oxidative Stress in Migraine

The mechanisms of migraine pathogenesis are not completely clear, but ³¹P-nuclear magnetic resonance studies revealed brain energy deficit in migraineurs. As glycolysis is the main process of energy production in the brain, mitochondria may play an important role in migraine pathogenesis. Nutrition is an important aspect of migraine pathogenesis, as many migraineurs report food-related products as migraine triggers. Apart from approved anti-migraine drugs, many vitamins and supplements are considered in migraine prevention and therapy, but without strong supportive evidence. In this review, we summarize and update information about nutrients that may be important for mitochondrial functions, energy production, oxidative stress, and that are related to migraine. Additionally, we present a brief overview of caffeine and alcohol, as they are often reported to have ambiguous effects in migraineurs. The nutrients that can be considered to supplement the diet to prevent and/or ameliorate migraine are riboflavin, thiamine, magnesium ions, niacin, carnitine, coenzyme Q10, melatonin, lipoic acid, pyridoxine, folate, and cobalamin. They can supplement a normal, healthy diet, which should be adjusted to individual needs determined mainly by the physiological constitution of an organism. The intake of caffeine and alcohol should be fine-tuned to the history of their use, as withdrawal of these agents in regular users may become a migraine trigger.