周红艳，单热爱

( 1.赣南医学院第一附属医院麻醉科，江西 赣州 341000；2.重庆市中医院麻醉科，重庆 400000)

急性胃粘膜损伤(acute gastric mucosa lesion, AGML )发生于严重创伤、重大手术、重度颅脑损伤、严重感染、多器官功能障碍等重症患者，一旦演变成急性胃溃疡或消化道大出血，则后果十分严重，甚至导致患者死亡。因手术、创伤、疾病进展等伤害的不可避免性和不确定性，及AGML防治的传统方法主要集中于胃粘膜层面，即使新药也离不开抑酸、防酸返弥散、抗氧自由基等胃粘膜终末端治疗[1-2]，况且预防手段有限，因此，迄今仍没有阻止AGML发生、发展和再发的特效药和十分有效的手段。近期有研究指出镁的使用有利于减轻非甾体类药物诱导的胃黏膜损伤，并指出其与镁离子减少壁细胞数量、增加粘液细胞数量有关[3-4]。镁离子作为人体内不可缺少的重要元素,具有较多的生理作用, 是很多主要的酶和激素作用所必须的物质之一，多项研究指出镁具有降低炎症反应、减轻氧自由基损伤的作用[5-7]。本文拟从氧自由基层面，探讨硫酸镁预处理对浸水束缚应激致大鼠急性胃黏膜损伤的影响及可能机制。

1 材料与方法

1.1主要试剂与器材

1.1.1主要试剂硫酸镁(MP Biomedicals)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和丙二醛(Malondialdehyde, MDA)检测试剂盒(南京建成)、BCA蛋白浓度试剂盒(碧云天)、镁离子测定试剂盒(Cohesion Biosciences)。

1.1.2主要器材酶标仪(中国南京华东电子集团)、低温离心机(日本HITACHI公司)、37℃恒温孵育箱(广东省医疗器械)、超低温冰箱(日本SANYO公司)、分光光度计(上海元析仪器有限公司)。

1.2实验动物成年雄性SPF级Wistar大鼠24只，体重180～220 g，南方医科大学动物实验中心提供。每4～5只大鼠放入1笼，适应1周后开始实验。饲养环境为光/暗周期为12/12 h(光照时间7∶00～19∶00)、温度为(23±1)℃，大鼠可自由获得饲料和饮水。

1.3实验步骤

1.3.1动物分组24只大鼠随机分为3组，分别为：正常组(NC组，n=8)、模型组(WIRS组，n=8)、实验组(MgSO4组，n=8)，实验组大鼠饮用的是加入硫酸镁的水(硫酸镁500 mg·kg-1·d-1)，连续14 d，正常对照组及模型组则正常饮水。14 d后，模型组和实验组大鼠制备浸水束缚应激模型，6 h后，3组大鼠均处死取材。

1.3.2造模采用经典的浸水束缚应激模型[8]：大鼠于造模前禁食24 h、禁饮2 h；室温控制在24℃恒温，温度计调控水温在(18±1)℃之间(酌情加冰)；将大鼠固定于自制的铁丝笼内，连同铁丝笼垂直放入恒温水中，液面达大鼠胸骨剑突位置；固定好铁丝笼，防止大鼠呛水。

1.3.3取材6 h后，麻醉取材，分别取血、胃液、胃组织备用。

1.3.4检测

1.3.4.1计数溃疡指数按Guth标准计数胃黏膜损伤指数(UI)：点状出血及糜烂<1 mm为1分，糜烂1～2 mm为2分，糜烂2～3 mm为3分，糜烂>3 mm为4分，糜烂>4 mm为5分，宽度>2 mm者分值×2，所有得分相加为UI。

1.3.4.2测定组织含水量用生理盐水冲洗胃组织，用组织剪剪取一块0.5 cm×0.5 cm大小组织块，吸干后称重，作为湿重(W)，置于37℃恒温箱，干燥48 h至恒重后称重，作为干重(D)，计算胃组织(湿重-干重)/湿重。

1.3.4.3H-E染色将切好的胃组织切片进行苏木素-伊红染色。

1.3.4.4胃液pH值测定结扎贲门和幽门，取下整个胃，收集胃液于干燥管内，通过pH计直接测定并记录，取测定3次的平均值。

1.3.4.5血清SOD、MDA的检测取好的血室温静置2 h后，3 000转/min离心10 min，取上清按照南京建成试剂盒操作说明进行操作。

1.3.4.6血清Mg的测定采用原子吸收分光光度法测定血清中Mg2+的含量。

1.4统计学分析采用SPSS 19.0统计软件分析，各组数据用均数±标准差表示，3组间同一指标的比较采用单因素方差分析(One-way ANOVA)；P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1胃黏膜组织形态学改变正常组大鼠胃组织内壁光滑，未见损伤性改变，胃黏膜结构正常，黏膜上皮细胞层保存良好，胃腺及固有层未见浸润；模型组大鼠胃内壁可见黏膜糜烂、出血、坏死，镜下可见细胞排列紊乱，部分黏膜上层及固有层缺失，黏膜下层大量炎性细胞浸润；实验组大鼠胃黏膜呈深红色，可见明显充血、水肿，镜下见细胞排列紊乱，黏膜下层有大量炎症细胞浸润及出血。见图1(a～c)及(A～C)。

图1 各组胃黏膜大体(a～c)及镜下观(A～C，HE×100)

a：正常组，未见胃黏膜损伤性改变，内壁光滑；b：模型组，黏膜糜烂、出血、坏死(见黑色箭头)；c：实验组，胃黏膜呈深红色，可见明显充血、水肿，可见白色溃疡(见黑色箭头)。A：正常组，胃黏膜结构正常，黏膜上皮细胞层保存良好，胃腺及固有层未见浸润；B：模型组，镜下可见细胞排列紊乱，部分黏膜上层及固有层缺失(见白色箭头)，黏膜下层大量炎性细胞浸润(绿色箭头)及出血(蓝色箭头)；C：实验组，镜下见细胞排列紊乱，黏膜下层有大量炎症细胞浸润(绿色箭头)及出血(蓝色箭头)。

2.2各组胃黏膜溃疡指数、组织含水量及胃液pH值与正常组相比，其余两组均有不同程度的胃黏膜损伤，溃疡指数及组织含水量均升高(P<0.01)，相对于模型组，实验组大鼠溃疡指数及组织含水量均降低(P<0.01)，说明硫酸镁预处理可以减轻大鼠浸水束缚应激所致的急性胃黏膜损伤；与正常组相比，余两组胃液pH降低明显(P<0.01)，而与模型组相比，实验组胃液pH值明显升高(P<0.01)，这表示硫酸镁预处理减轻大鼠急性胃黏膜损伤与减少胃液酸度有关。见表1。

表1 各组大鼠溃疡指数、组织含水量和胃液pH的变化

注：与正常组相比，*P<0.01；与模型组相比，#P<0.01。

2.3各组大鼠血清SOD、MDA值研究结果显示：与正常组相比，余两组大鼠血清SOD值降低，MDA值升高(见表2)，说明浸水束缚应激所致大鼠急性胃黏膜损伤与降低血清SOD、升高MDA有关。与模型组相比，实验组大鼠血清SOD明显升高(158.3±11.7 vs 122.7±8.22，P<0.01)，血清MDA则明显降低(8.16±1.25 vs 14.6±2.1，P<0.01)，说明硫酸镁预处理减轻急性胃黏膜损伤与升高血清SOD、降低MDA有关。

表2 各组大鼠血清Mg2+、SOD、MDA值

注：与正常组相比，*P<0.01；与模型组相比，#P<0.01。

2.4各组大鼠血清Mg2+浓度检测各组大鼠血清Mg2+浓度发现：与正常组大鼠相比，模型组大鼠血清Mg2+浓度稍有降低，但无统计学意义(P>0.05)，而实验组大鼠血清Mg2+浓度稍有升高，也无统计学意义(P>0.05)；但与模型组相比，实验组大鼠血清Mg2+浓度明显升高，且具有统计学意义(P<0.05)。见表2。

3 讨 论

急性胃黏膜损伤是临床上危重症患者常见并发症，尤其发生在严重烧创伤、重大手术、严重颅脑伤、严重感染等急危重人群。经过长期以来国内外学者的研究指出急性胃黏膜损伤主要与以下几方面相关：神经内分泌失调、胃酸分泌增多、前列腺素(prostaglandin，PG)及一氧化氮等保护性因子减少、活性氧生成增多、胃黏膜细胞增殖/凋亡失衡等，其中胃酸及氧自由基损伤均是引起急性胃黏膜损伤发生的重要原因[9-10]。镁是一种微量营养物质，被认为是体内300多种酶作用的重要因子。据报道，镁可以预防心血管疾病，缓解哮喘，改善睡眠及减轻炎症反应等[11-13]，同时它也是抗酸剂的重要组成部分，尽管证据有限，但它用于便秘和消化不良被认为是标准的治疗方法。已知的具有抗溃疡潜力的金属元素很少，镁就是其中之一，镁化合物被用作泻药，在许多情况下帮助稳定异常的神经兴奋和血管痉挛。它是许多酶的共同因子，特别是利用高磷酸键的酶，它被用于抗酸剂的配方，通过中和胃酸和减少胃酸的分泌，从而为愈合提供合适的介质，除此之外，本文还从氧自由基层面探讨镁的抗溃疡机制。

浸水束缚应激是一种强度较大的复合刺激，短时间内即可导致胃黏膜损伤、甚至形成胃溃疡，已被广泛用来研究应激性胃黏膜损伤的发生及治疗的研究。从胃黏膜的大体形态及组织学改变，我们发现与正常对照组大鼠相比，模型组和实验组大鼠均出现了胃黏膜糜烂、出血、溃疡，均发生了急性胃黏膜损伤(见表1)，模型组和实验组大鼠溃疡指数及胃组织水肿明显增加(P<0.01)。而与模型组相比，实验组大鼠胃黏膜损伤明显减轻，溃疡指数级组织水肿明显降低(P<0.01)(见表1)，说明硫酸镁预处理可以减轻大鼠浸水束缚应激所致急性胃黏膜损伤。同时研究还发现与正常组相比，模型组和实验组胃液pH值均明显降低(P<0.01)，而与模型组相比，实验组胃液pH值则明显升高(P<0.01)，说明硫酸镁预处理可以升高胃液pH值，这与之前的大多数报道一致，研究指出口服镁化合物是最常用、最有效的抗酸药物之一，因其可以减少顶叶细胞数量，从而减少胃酸的分泌[14-15]。

我们的研究中发现，与正常组比较，模型组大鼠血清Mg2+浓度下降，虽然结果没有统计学意义，但是与模型组相比，实验组大鼠血清Mg2+浓度则明显升高，这或许与实验组大鼠胃黏膜损伤减轻存在相关性。早有研究指出：应激会导致血清Mg2+浓度降低，这与应激导致血中儿茶酚胺和糖皮质激素类分泌增加，从而明显增加尿中Mg2+的排泄，导致血液中Mg2+水平降低[16-17]。相反地，低血镁浓度会增加释放这些与压力相关的激素，导致一个正反馈循环，增强压力荷尔蒙的释放和镁的消耗。动物实验证实，缺乏镁会诱发或增强炎症和氧化应激[18-19]，这或许与模型组胃黏膜损伤的发生存在相关性，相反，当补充镁以后，这种炎症反应会相应减轻[5-7,13]，我们的实验也证实了这一点，使用硫酸镁预处理后，大鼠血清Mg2+浓度升高，同时其胃黏膜损伤程度也相应的减轻了。

活性氧(reactive oxygen species, ROS)被认为是氧化应激引起黏膜损伤的原因之一。自由基通过引起上皮基底成分的降解、改变细胞代谢和促进脱氧核糖核酸(DNA)的损伤来诱导胃黏膜损伤。因此，增强抗氧化活性、清除自由基可能是防止溃疡形成的保护机制。SOD是一种交替催化超氧化物(O2-)自由基分解为普通氧分子(O2)或过氧化氢(H2O2)的酶。生成的过氧化氢被过氧化氢酶等其他酶降解。因此，SOD是一种重要的细胞自由基清除剂，是细胞内抗氧化防御机制的一部分。本研究结果提示，经浸水束缚应激后，模型组和实验组均发生了胃黏膜损伤，且这两组的大鼠血清SOD均较正常组下降，但是与模型组相比，实验组大鼠血清SOD明显升高，且胃黏膜损伤明显减轻，这与Hans等的研究一致[20]。MDA是机体脂质过氧化反应的产物，通过检测MDA的量可反应机体受氧自由基攻击、细胞遭受损伤的程度，故MDA可作为氧化应激反应的生物标记。我们的研究发现，浸水束缚应激后血清MDA值升高，但用硫酸镁预处理后，大鼠血清MDA值的升高会明显减少。以上结果提示：硫酸镁预处理可以减轻大鼠浸水束缚应激所致胃黏膜损伤可能与升高SOD、减少MDA产生有关。

综上所述，本研究表明，在正常动物中，镁预处理可能具有胃保护和抗溃疡的特性。它的胃保护作用除了与其抗酸能力外，还与镁提高抗氧活性及降低脂质过氧化物产生有关。