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高能量饮食对小鼠应激性溃疡的预防作用

2020-12-23李周霏

黑龙江科学 2020年24期
关键词:高能量性溃疡高脂

李周霏

(中山大学中山医学院,广州 510080)

应激性溃疡(SU)是指在各种应激状态下胃和十二指肠发生的急性多发性黏膜糜烂和溃疡,严重时可伴消化道穿孔、大出血等病变。SU是临床危重疾病的常见并发症,伴有大出血的发生率为0.1%~39.0%(平均6.0%),大出血一旦发生,病死率高达50%~77%,为ICU患者常见死亡原因之一。

SU的发生是多种因素综合作用的结果,涉及胃酸分泌、胃黏膜血液供应、胃肠运动功能、胃肠激素分泌、氧自由基等多方面。已有实验证实制动大鼠模型中胃内高渗葡萄糖完全保护了胃黏膜免于因应激而发生胃溃疡,并提出猜想,其机制可能为葡萄糖直接向胃黏膜提供能量底物而起到增强自由基清除、保护胃黏膜屏障的作用。因此,通过给予高能量饮食设计相关实验来考察能量物质对应激性溃疡的预防作用,为应激性胃溃疡的预防提供一种简便易行的方法,并为消化道溃疡的新药研究提供了一种新思路,具有临床实用价值。

1 材料与仪器

1.1 实验动物

健康清洁级昆明雄性小鼠60只,体重24~36 g,由中山大学动物实验中心提供。小鼠每15只饲养于笼中(30×15×20 cm)。

1.2 主要试剂

标准饲料购自苏州格勒实验室设备有限公司,三种高能量饲料均为自制,具体配方:高脂饲料由标准饲料+10%脂肪(购自上海艺焙商贸有限公司);高糖饲料由标准饲料+21.8%糖(上海艺焙商贸有限公司生产);高蛋白饲料由标准饲料+14.2%蛋白质(广州晶东贸易有限公司生产)。每种饲料所添加的能量均控制在372.185 KJ/100 g。

1.3 仪器

实验室小型粉碎机;电子天平;实验室恒温鼓风干燥箱,均由中山大学动物实验中心提供。

2 方法

2.1 动物分组及模型制作

将60只雄鼠分4组:高糖饲料组(n=15)、高脂饲料组(n=15)、高蛋白饲料组(n=15)、正常对照组(n=15,简称对照组),并予以相应饲料。其中对照组予以标准饲料。每日检测体重,记录数据。

水束应激 (WIRS) 方法复制应激性溃疡模型。造模前禁食不禁水,24 h后将鼠束缚于鼠板上,头部向上垂直浸入于水槽中,液面维持在剑突水平。8 h后将各组小鼠同时取出并取材。适应性喂养1 d后开始计时,分别于实验开始的第1 d、第6 d、第12d每组随机抽样5只小鼠进行造模。

2.2 取材

颈椎脱臼法处死小鼠,剪开小鼠腹腔,分离胃与其他腹腔脏器,结扎幽门与贲门,取出胃体置于甲醛溶液中固定15 min。沿胃大弯剪开,生理盐水冲洗后展开,观察胃黏膜损伤。

2.3 观测指标与方法

按Guth标准计算溃疡指数:直尺测量出胃出血点的直径或出血条带的长、宽度并记分,病灶宽度<1 mm按1 mm计,从而得出胃溃疡指数(溃疡指数(mm2)=∑溃疡长径×溃疡宽径)以及溃疡抑制率(%)=(对照组溃疡指数-实验组溃疡指数)/模型组溃疡指数×100%[2]。

2.4 统计学方法

利用SPSS 2.0统计软件进行分析,各组数据用(平均值)±s(标准差)表示,对实验组和对照组采用单因素方差分析,检验水准α=0.05,即P<0.05为有显著性差异。

3 实验结果

3.1 高能量饮食对小鼠应激性溃疡胃黏膜形态的影响

高糖组生理盐水冲洗后,糜烂、出血点较对照组(右侧)(P<0.05)减少;高脂饮食组小鼠胃黏膜表面光滑,未见损伤性改变;高蛋白组小鼠胃黏膜部分可见点状或线状出血灶。图1箭头所指方向为溃疡出血点。

对照组小鼠胃腔内可见大量血性积液,黏膜面附有较多出血点,生理盐水冲洗后,见黏膜上有大量点线状出血灶。由于对小鼠胃构造认识不足,导致第一、第二次取材时未取得有效实验数据,故不作讨论。

3.2 第三批水浸小鼠胃溃疡模型的溃疡抑制率及组间比较

胃溃疡指数及抑制率测定结果表明,与对照组相比,高糖饮食组和高脂饮食组动物溃疡指数明显降低,溃疡抑制率明显升高(P<0.05);高蛋白饮食组有降低实验动物溃疡指数趋势,但趋势无统计学意义(P>0.05),结果见表 1、2。

图1 高糖、高脂、高蛋白组胃大体形态改变Fig.1 Morphological change of stomach of high glucose, high fat and high protein group

表1 第三次造模各组小鼠溃疡指数Tab.1 Mice ulcer index after three times of modelling

表2 第三次造模各组小鼠平均体重、溃疡点数和溃疡抑制率Tab.2 Middleweight, ulcer points and ulcer inhibition rate of the third time modelling

4 讨论

应激性溃疡(SU)如能在临床早期发现,给予积极合理的治疗,预后良好。现已有研究证实进食可以预防SU,因为食物不仅能够提供能量底物,还可以中和胃酸,促进黏液分泌及黏膜上皮更新,同时能促进内脏血液循环和分泌,有助于防止胃肠黏膜萎缩,促进胃肠蠕动,减少继发感染的机会。

本实验发现,应激前给予一段时间高糖、高脂饮食也可以有效预防SU的发生,其机制可能是由于高能量饮食小鼠体内存储的能量较多,提高胃黏膜易损伤区的能量代谢,一定程度恢复其解毒能力。同时,高能饮食可以使胃黏膜细胞的增殖细胞带(generative cell zone)活化,使鳞状上皮细胞分泌的黏液内胶性PAS阳性物质、AB阳性物质、氨基己糖等有所增加,这类物质对胃黏膜可以起到一定程度的保护作用,防御炎症因子以及氧自由基,抑制应激性溃疡的发生。

而高蛋白饲料组未达到预期效果,其机制可能是由于小鼠摄取过量蛋白质时,一方面通过有氧代谢产生了NADH、NADPH和FADH2,它们通过线粒体电子传递系统被氧化,产生超氧化物,成为氧自由基的来源。另一方面,氨基酸氧化的增加与线粒体呼吸链电子流的增加有关,结果使线粒体自由基的产生增加进而导致氧化应激。在实验过程中,高蛋白饮食组小鼠体重较实验开始时有大幅增加,其增加程度显著大于对照组及其他实验组而导致过多能量摄入,超过预防作用的最大限度,使得预防作用消失。

小鼠的体重可能与应激性溃疡的发生程度存在相关性。在实验初期,小鼠体重的稳步增长属于正常生理现象,其在食物充足的情况下可长至40 g,与摄入营养正相关。而在后期由于高能量饲料中添加了猪油、蛋白粉等符合小鼠偏好的物质,导致小鼠进食量增加,而高能量饲料提供的能量大于小鼠维持正常生命活动所需的能量,因此除对照组,各组小鼠平均体重均呈增长趋势,但具体数据并未表明其内在联系,故不作讨论。

本实验条件下,高糖、高脂饮食对应激性溃疡有预防作用,而高蛋白饮食对其有一定预防趋势(但结果无统计学意义)。该结论具有一定临床价值,但其具体机制尚不明确,且实验数据缺失造成结论有不确定性,所以仍需进一步讨论与研究。

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