氢对动物热应激的作用

热应激是当动物受到超过自身调节能力的过高温度刺激时产生的非特异性反应的总和。夏季的高温天气给畜牧业造成了非常大的影响。一般来说,家畜对高温都比较敏感,夏季的高温天气容易造成家畜机体的代谢紊乱、免疫力下降,消化功能紊乱等疾病。氢气是一种具有还原性的双原子气体分子,其分子量较小,可以穿过脂膜到达线粒体、细胞核等细胞器中。近年来,随着对氢气研究的不断深入,氢气被发现具有抗炎、抗氧化、抗凋亡等作用,且已经成为一种发展潜力巨大的治疗性气体。

为了探究氢气是否对于家畜热应激具有缓解作用,本实验以MAC-T细胞和小鼠为研究对象,建立热应激模型。为了明确高温对细胞的影响,本研究首先将MAC-T细胞在42.5℃处理1h建立热应激模型,并在热应激之后的不同时间检测了细胞活性及细胞内热休克蛋白的表达情况。结合检测结果,本实验选择高温处理1h之后,在37℃恢复6h作为实验条件。为了探究氢气对高温引起的MAC-T细胞的热应激反应的作用,本实验将细胞随机分为对照组（CON）、氢气组（H2）、热应激组（HS）、热应激氢气组（HS+H2）。首先通过检测细胞存活率来确定氢气对高温引起的MAC-T细胞活力下降是否具有缓解作用。然后通过Western Blot检测细胞内热休克蛋白70（HSP70）和热休克蛋白27（HSP27）的表达情况,探究氢气对MAC-T细胞热应激反应的影响。通过流式细胞术分析高温刺激后细胞内ROS的水平,利用Western Blot检测细胞内Nrf2的表达情况判断氢气对细胞氧化应激的作用。通过检测发现,氢气缓解了高温造成的MAC-T细胞的活性下降,减轻了高温刺激后细胞内热休克蛋白的表达水平,同时氢气清除了高温刺激后细胞内过多的ROS,减轻了高温对Nrf2的抑制作用,缓解了细胞的氧化应激。为了探究氢气的临床应用效果,本研究建立了KM小鼠的热应激模型。将40只小鼠随机分为四组,分别是对照组（CON）、氢气组（H2）、热应激组（HS）、热应激氢气组（HS+H2）。模型建立方法是:将小鼠每天置于42℃环境中1h,连续处理小鼠七天,HS+H2组小鼠在实验期间饮用富氢水。试验结束后称取小鼠体重,并收集小鼠的肝脏和血清进行相关指标的检测。此外,另取40只小鼠进行热应激试验,试验结束后,将小鼠置于代谢笼中48h进行指标监测。试验结果证明,氢气缓解了高温引起的小鼠体重下降,恢复了热应激小鼠的呼吸商和产热。同时,氢气降低了热应激小鼠的肝脏指数,减少了热应激小鼠肝脏中热休克蛋白的表达,减轻了血清中MDA的积累,增加了GSH的含量和SOD的活性。综上所述,本研究表明氢气可以减轻高温引起的细胞和小鼠模型的热应激反应,缓解氧化应激。证实了氢气对于动物热应激的临床应用价值,为氢气在畜牧业的应用提供了依据。