奶业是我国畜牧业的重要组成部分,对我国的经济发展起着重要作用。奶牛乳头损伤对奶牛产奶量具有较大影响,威胁奶业的健康发展。冬季恶劣的气候条件以及药浴液的频繁使用是引起奶牛乳头损伤的主要因素。因此奶牛场中奶牛乳头损伤问题需要引起重视。近年来,随着对氢气研究的不断深入,发现氢通过清除毒性自由基而具有选择性抗氧化的作用,在促进伤口愈合方面也有显著的疗效。因此氢已经成为一种发展潜力巨大的治疗性气体。鉴于氢的治疗特性,本研究通过MAC-T细胞和KM小鼠模型以及荷斯坦奶牛临床试验,探究氢气对于奶牛乳头皮肤的氧化损伤和创伤的保护作用。为了探究氢气对聚维酮碘(PVP-I)引起的MAC-T细胞的氧化应激反应的作用,本试验将细胞随机分为对照组(Control)、氢气组(H2)、氧化应激组(PVP-I)、氧化应激+氢气组(PVP-I+H2)。
首先是明确PVP-I对细胞的影响,先将MAC-T细胞在不同浓度的PVP-I下处理2h建立氧化损伤模型,并使用CCK8测定了不同浓度情况下的细胞活力。根据细胞活力变化程度,本试验选择PVP-I浓度为12.8mmo L,处理时间为2小时的试验条件。其次,使用富氢细胞培养液处理细胞2h,检测相关指标的变化。通过蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测细胞内核因子相关因子2(Nrf2)和血红素加氧酶1(HO1)的表达情况;通过流式细胞术分析由PVP-I刺激后细胞内活性氧ROS的水平以及细胞死亡情况;同时用试剂盒检测丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GSH)的变化。根据试验结果得出,氢气缓解了PVP-I造成的MAC-T细胞的活性下降,减少了细胞内ROS的积累,抑制了PVP-I所致的氧化应激。说明氢通过维持氧化还原系统的平衡缓解了PVP-I引起的MAC-T细胞氧化损伤。为了评估氢气的应用效果,本研究将甘油作为富氢载体制备含氢甘油以增加对皮肤的渗透性,同时通过小鼠皮肤创伤模型和奶牛临床试验进一步探索氢气对奶牛乳头皮肤的氧化损伤和创伤的保护作用。首先将30只小鼠随机分为三组,分别是对照组(Control),甘油组(Gly),富氢甘油组(HRG)。处理方式为对皮肤创口进行涂抹,早、中、晚各涂抹一次,连续涂抹一周,观察皮肤愈合状态。根据皮肤愈合率对比结果得出,富氢甘油涂抹可以加速小鼠皮肤创口的愈合。同时,将30头荷斯坦奶牛分为三个组,分别是药浴液组(PVP-I)、药浴液+甘油组(HRG+PVP-I)、药浴液+富氢甘油组(PVP-I+HRG)。处理方式为奶牛乳头涂抹,早、中、晚各涂抹一次,连续涂抹两个月,然后观察奶牛乳头皮肤的状态。根据各组之间的皮肤状态对比得出,药浴液+富氢甘油组的奶牛乳头皮肤褶皱减少、表面更光滑,表明富氢甘油可以减轻由药浴液引起乳头皮肤的氧化损伤。综上所述,氢可以通过维持氧化还原系统的平衡缓解PVP-I引起的MAC-T细胞氧化损伤,富氢甘油可以促进小鼠皮肤创口的愈合以及改善药浴液引起的奶牛乳头皮肤状态。本研究证明了氢对于动物临床皮肤氧化损伤和创伤的临床应用价值,为氢气在畜牧业的应用奠定了基础。