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目的本研究在运用代谢组学方法了解加速度露机体代谢变化特点的基础上,分析丙酮酸蓄积在加速度暴露所致脑体功能下降中的作用及其机制,为进一步开展加速度暴露脑体功能下降防治措施研究提供科学依据。方法 (1)用六自由度舰船运动模拟器或Crampton加速度暴露装置分别进行人体或大鼠加速度暴露;(2)用旷场实验、Morris水迷宫和负重游泳实验评估大鼠的脑体功能;(3)用GC-TOF/MS分析加速度暴露个体血清代谢产物含量变化;(4)用放免法检测血清胰岛素、胰高血糖素、糖皮质激素等应激激素的含量;(5)用ELISA法检测血清丙酮酸含量;(6)用试剂盒检测大鼠海马、前额皮层、肝脏和肌肉组织中ATP含量和PDH活性。结果 (1)无论是人群还是实验动物,加速度暴露后均出现明显的脑体功能下降并伴有多种血清代谢产物含量变化,其中丙酮酸含量升高幅度最大(与对照组比上升了3~4倍);(2)加速度暴露后机体血清胰岛素含量明显下降,血糖明显升高;(3)外源性给予丙酮酸可导致实验动物脑体功能下降;(4)暴露前注射胰岛素可以明显缓解实验动物加速度暴露后血清丙酮酸含量升高幅度,并明显抑制脑体功能下降幅度;(5)暴露前灌胃特殊营养素可明显缓解加速度暴露血清胰岛素含量降低幅度和血清丙酮酸含量升高幅度,同时可明显缓解脑体功能下降程度;(6)无论是加速度暴露还是外源性给予丙酮酸,在引起脑体功能下降的同时可见实验动物海马、前额皮层、肝脏和肌肉组织ATP含量和PDH酶活性明显下降;(7)采用注射胰岛素或灌胃营养素刺激胰岛素分泌等方法缓解加速度暴露后血清丙酮酸蓄积程度、提高加速度暴露后脑体功能的同时,可见实验动物海马、前额皮层、肝脏和肌肉组织ATP含量和PDH酶活性下降幅度得到明显改善。结论加速度暴露引起机体应激反应,进而导致胰岛素分泌减少、能量代谢异常、丙酮酸蓄积是加速度暴露致脑体功能下降的重要原因。采用外源性给予或采用营养素刺激内源性胰岛素分泌等措施提高加速度暴露机体的血清胰岛素水平,可有效阻止加速度暴露所致的丙酮酸蓄积,进而缓解加速度暴露所致的脑体功能下降。