出生后早期维生素 D 暴露改善脑瘫成年早期大鼠的结肠完整性并降低氧化应激

《Archives of Medical Research》:Early Postnatal Vitamin D Exposure Improves Colonic Integrity and Reduces Oxidative Stress in Young Adult Rats Subjected to Cerebral Palsy

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月25日 来源:Archives of Medical Research 3.6

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   背景与目的脑瘫(CP)是由围产期中枢神经系统损伤引起的永久性运动障碍,常伴有全身性改变,包括胃肠道功能障碍。维生素D(VD)是一种具有抗氧化和抗炎作用的类激素,对肠道完整性至关重要。本研究考察了出生后早期VD暴露对实验性CP模型中体格发育、进食行为、肠道组织形态计量和氧化应激

  

背景与目的

脑瘫(CP)是由围产期中枢神经系统损伤引起的永久性运动障碍,常伴有全身性改变,包括胃肠道功能障碍。维生素D(VD)是一种具有抗氧化和抗炎作用的类激素,对肠道完整性至关重要。本研究考察了出生后早期VD暴露对实验性CP模型中体格发育、进食行为、肠道组织形态计量和氧化应激的影响。

方法

32只雄性Wistar幼鼠被随机分为四组(对照/CP+VD/溶剂)。CP模型包括围产期缺氧联合后肢限制(P2–P28)。从P2–P30开始腹腔注射VD(5 μg/kg/d)或溶剂。评估的参数包括:体格生长、间接量热法、饱腹行为、结肠组织形态计量和氧化应激(MDA、羰基、SOD、CAT)。数据采用ANOVA分析,以p <0.05为显著性水平。

结果

VD部分缓解了早期生长障碍,在补充期间增加了体重。CPD动物表现出较低的RQ和更早的饱腹启动(第5次 vs 第8次)。VD保留了结肠形态,增加了黏膜厚度(p <0.0001)。此外,VD通过降低MDA水平(p = 0.0080)和蛋白质羰基水平(p <0.0001)减少了结肠氧化应激,同时增加了过氧化氢酶活性(p <0.0001)。

结论

出生后早期VD给药可调节实验性CP中的代谢和肠道参数。VD部分缓解了早期生长障碍,提前了饱腹启动,保留了结肠结构并降低了氧化应激。这些发现提供了临床前证据,表明出生后早期VD补充可能部分减轻与CP相关的全身性改变。

引言

脑瘫(CP)被定义为一组归因于胎儿或围产期中枢神经系统(CNS)损伤的永久性运动和姿势发育障碍(1)。在发达国家,其估计患病率约为每1000例活产中2至3例,在发展中国家则高达每1000例活产中7例(2)。CP的病因具有异质性,包括产前因素(如先天性感染和子宫内缺氧)以及围产期因素,特别是新生儿缺氧,这些都会损伤发育中的中枢神经系统(3)。CP主要以运动缺陷为特征,如痉挛和肌无力,常伴有认知障碍、癫痫、进食困难和营养不良等合并症(4,5)。除神经学表现外,CP还造成了相当大的全身性负担,需要对维持个体稳态的外周器官的病理生理改变进行调查(6)。在缺乏治愈方法的情况下,目前的治疗集中在早期和对症干预,旨在改善功能和提高生活质量,这推动了新的神经保护和康复策略的探索(7)。
继中枢神经系统病变之后,常常观察一系列全身性改变。肠道问题如菌群失调和慢性便秘非常常见,通常反映低肌肉活动度和结肠转运缓慢及近端结肠段的滞留(8,9)。此外,由运动功能障碍导致的口咽部吞咽困难在CP患者中极为普遍,并导致经口摄入量减少。相关的胃肠道表现如反流、呕吐、进食时间延长和肠便秘也很常见;这些进一步加剧了营养缺乏并损害整体健康状况(10),导致营养和能量稳态受损(11)。结肠转运缓慢和经口摄入量减少与代谢紊乱和肌肉痉挛所增加的能量需求相叠加(12,13)。这种代谢负担加剧了营养不良状态,并突显了迫切需要调查该病理中肠道的结构和功能完整性。
近年来,许多研究考察了维生素D(VD)对健康和疾病的影响。VD是一种脂溶性营养素,对机体稳态至关重要,更准确地应归类为类激素(14)。它在钙磷代谢中发挥核心作用。它属于一组源自7-脱氢胆固醇(7-DHC)的促性腺酮类化合物,其主要形式为维生素D?(胆钙化醇)和D?(麦角钙化醇)(15)。除其在促进钙磷吸收以维持骨骼健康和组织矿化方面的经典作用外,VD通过与肠道上皮表达的VD受体(VDRs)相互作用,发挥必需的"非经典"作用(16)。这种相互作用对维持肠道屏障至关重要,调节紧密连接蛋白(如E-钙黏蛋白和occludin-1)的表达(17)。它还调节微生物群组成并调控低度局部炎症反应(18., 19., 20.)。此外,一些研究表明VD在结肠黏膜线粒体功能和氧化还原平衡维持中发挥关键作用(21,22)。其抗氧化潜力通过增强酶促抗氧化防御得以体现,使其成为减少肠道氧化应激并保护黏膜细胞活力免受全身性损伤的有前途的药物(23)。考虑到CP中神经和胃肠道障碍常共存,这些综合特性突显了VD作为早期生命期干预手段的潜力,可同时靶向这两个系统。
为探究这一潜力,必须使用能够复制CP病理生理学的实验模型。结合围产期缺氧和新生大鼠后肢感觉运动限制的模型可复制痉挛型截瘫——最常见的CP亚型——的关键特征,包括运动缺陷、认知和进食障碍(24,25)。这种方法已被广泛用于评估早期发育窗口的干预措施,这一时期以高度神经可塑性和对环境及营养因素的显著易感性为特征(26,27)。健康与疾病的发育起源(DOHaD)框架强调了环境因素在关键时期如何塑造长期健康轨迹和对慢性非传染病的易感性(28)。在此期间进行的早期生命干预可能引发持久的生理适应,影响代谢稳态并改变日后患病的易感性。在此背景下,我们的研究将出生后早期VD给药作为一种干预策略进行考察。这种方法使我们能够探索VD对生理系统的调节潜力,特别是肠道,从而强化了其在DOHaD视角下的策略意义。
关于早期生命期VD干预对肠道特异性的影响知之甚少。虽然已知营养因素对CP的临床结局有显著影响(29,30),但肠道的角色仍未被充分探索。在CP模型中研究VD作为神经免疫调节因子的潜力可能有助于填补这一知识空白并为新的治疗策略提供依据。因此,本研究旨在评估出生后早期VD暴露对实验性CP模型中体格发育、进食行为、结肠组织形态计量和肠道氧化应激谱的影响。我们假设出生后早期VD给药将通过减轻CP诱导的结构损伤和氧化应激、调节黏膜完整性并增强酶促抗氧化防御来保护结肠屏障。具体而言,我们预测VD将增加超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,从而促进体格发育和代谢效率。

章节摘要

动物与伦理考量

来自巴西伯南布哥联邦大学营养系动物设施的繁育群中,获得初产雌鼠,年龄90–120天,以雌雄2:1的比例与雄性繁殖鼠交配。通过监测体重增加确认怀孕。此后,妊娠雌鼠单独饲养直至分娩。来自8只母鼠的32只雄性白化Wistar幼鼠被随机分配至四个实验组:对照+溶剂(CV)、对照+VD

统计分析

首先使用Shapiro-Wilk正态性检验评估数据分布。统计分析使用GraphPad Prism 8进行。对于包括体重、NAL、腹部周长和胸围在内的纵向变量,使用具有重复测量的限制性最大似然(REML)混合效应模型进行分析,必要时采用Tukey事后检验进行多重比较。间接量热法、饱腹行为序列和

体重与体格发育

体重采用具有重复测量的混合效应模型评估,结果显示时间(PND:F [1.782, 72.71] = 2,212,p <0.0001)、实验组(组:F [3, 204] = 122.8,p <0.0001)以及PND×组交互作用(F [15, 204] = 13.56,p <0.0001)存在显著效应。这些结果表明各组在整个出生后发育过程中具有不同的生长轨迹(图1A)。Tukey多重比较检验显示,接受实验性CP模型的动物

讨论

本研究评估了接受实验性CP模型和出生后早期VD给药的大鼠的体格发育、能量代谢、饱腹行为、结肠形态和氧化应激。据我们所知,这是首次同时研究这些结局的研究报告。总体而言,CP引发了显著的生长障碍、能量代谢改变、肠道形态紊乱和结肠氧化应激增加。早期VD给药减轻了

结论

实验性CP模型在体格生长、能量代谢、饱腹感、结肠完整性和氧化还原平衡方面引起了显著改变,复现了与该临床状况相关的多个特征。出生后早期VD给药减轻了初期体重下降,增加了EE和氧化效率,提前了饱腹感,保留了结肠结构并改善了氧化还原平衡。这通过氧化应激生物标志物的变化得以证实,提示对

资助

本研究得到"巴西国家科学与技术发展委员会(CNPq)"资助(项目编号#400059/2025-8和#409165/2024-7);"伯南布哥科学与技术创新基金会"[资助项目#PBPG-0644-4.05/22和#PBPG-0965-4.05/24];以及巴西高等专业人员培训协调局(CAPES)资助(财务代码001和1238/2022 /88881.707895/2022-01)。该资助来源在研究设计、实施、数据分析和解释中未发挥作用
Luan Kelwyny Thayw? Marques da Silva|Raul Manh?es-de-Castro|Márcia Maria da Silva|Henrique José Cavalcanti Bezerra Gouveia|Thallyany Lieuthiana dos Santos Gentil|Gabrielly Layssa dos Santos|Julianny Amália Gomes Pereira da Silva|Maria Daniele Teixeira Beltr?o de Lemos|Ana Elisa Toscano
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