模拟失重对大鼠实验性胃溃疡氧化应激状态的影响

模拟失重对大鼠实验性胃溃疡氧化应激状态的影响
张雯;唐合兰;李静;陈英;杜斌;韩全利;杨春敏
【摘要】目的探讨模拟失重对乙酸诱导的大鼠实验性胃溃疡氧化应激状态的影响及可能机制.方法 32只SD大鼠随机分为4组,即尾部悬吊7d组、尾部悬吊14 d 组和相应的同步对照组.采用乙酸烧灼法制备大鼠慢性胃溃疡模型,造模后第3天悬吊组大鼠采用尾悬吊法建立模拟失重动物模型.游标卡尺检测胃溃疡面积,生化比色法测定大鼠血清中丙二醛(MDA)含量,超氧化物岐化酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性.结果与对照7d组相比,悬吊7d组大鼠溃疡面积显著增大
(t=5.661,P＜0.01)；与对照14 d组比较,悬吊14d组溃疡面积显著增大
(t=4.233,P＜0.01),血清MDA含量及SOD活性显著增高(t=2.641,P＜
0.05,t=5.758,P＜0.01)；与悬吊7d组比较,悬吊14 d组溃疡面积显著减小
(t=3.805,P＜0.01),血清MDA含量及SOD活性显著增高.血清GSH-PX活性差异无统计学意义(P＜0.05).结论模拟失重可加重溃疡氧化应激反应,延迟溃疡愈合.%Objective To investigate the effect of simulated weightlessness on oxidative stress status of acetic acid-induced experimental gastric ulcer in rats and to explore potential mechanisms. Methods Thirty-two SD rats were randomly and equally divided into four groups; 7 d tail suspension group, 7 d control group, 14 d suspension group and 14 d tail control group. Gastric ulcer was induced in rats by acetic acid. Tail suspension was used to simulate the weightlessness condition 3 days after ulcer induction. The gastric ulcer area was measured with a vernier caliper. Malondialde-hyde (MDA) level, superoxidatase (SOD) and glutathione peroxidase (GSH-Px) activity in serum were determined by biochemical assay, respectively.
Results Compared with the 7 d control group, the ulcer area significantly increased (t =5. 661, P <0.01) in the 7 d suspension group. Compared with the 14 d control group, the ulcer area, MDA level and SOD activity significantly increased (t =4. 233 ,P <0. 01 ; t =2. 641, P<0.05; t =5.758, P <0.01) in the 14 d suspension group. Compared with the 7 d suspension group, the ulcer area significantly decreased (t =3. 559, P < 0.01), MDA level and SOD activity significantly increased in the 14 d suspension group. The difference of GSH-PX activity in serum was insignificant on statistics. Conclusion Simulated weightlessness may augment the oxidative stress in rats ulcer.
【期刊名称】《胃肠病学和肝病学杂志》
【年(卷),期】2012(021)003
【总页数】3页(P268-270)
【关键词】模拟失重;实验性胃溃疡;氧化应激
【作者】张雯;唐合兰;李静;陈英;杜斌;韩全利;杨春敏
【作者单位】中国人民解放军空军总医院东楼消化科,北京100142;中国人民解放军空军总医院东楼消化科,北京100142;中国人民解放军空军总医院东楼消化科,北京100142;中国人民解放军空军总医院东楼消化科,北京100142;中国人民解放军空军总医院东楼消化科,北京100142;中国人民解放军空军总医院东楼消化科,北京100142;中国人民解放军空军总医院东楼消化科,北京100142
【正文语种】中文
【中图分类】R573.1
随着载人航天事业的迅速发展，对于失重状态下航天员各个组织器官的生理功能变化的研究显得越来越重要，国内外的研究主要集中于骨骼、肌肉、心血管、神经、免疫等［1-5］，在消化系统方面的研究相对较少。

胃黏膜在化学物质作用或缺血等情况下可产生大量的自由基［6］，过量的自由基可以引起胃黏膜或黏膜细胞的脂质过氧化损伤，导致溃疡发生，清除自由基不但能防止胃黏膜损伤，还可促进损伤的修复。

故推测，失重是否参与消化性溃疡氧化应激反应的过程，加重氧化应激反应或者抑制抗氧化能力?本实验研究模拟失重对大鼠实验性胃溃疡愈合过程中氧化应激反应的影响及调节机制，为将抗氧化防护用于治疗航天员消化性溃疡病提供参考。

1.1 实验动物与分组清洁级成年健康雄性SD大鼠32只，体质量200～230 g，购自北京维通利华实验动物技术有限公司。

随机分为四组:模拟失重7 d组、14 d 组和相应的同步对照组，每组8只。

大鼠适应性饲养1周后开始实验，每组大鼠均单笼饲养，自由饮食及水，动物室室温维持在23℃ ±2℃，12 h循环光照。

1.2 实验设备及试剂模拟失重模型专用鼠笼(航天医学工程研究所)，动物手术器械，游标卡尺，SOD测定试剂盒、MDA测定试剂盒、GSH-PX测定试剂盒(南京建成生物工程研究所)，戊巴比妥钠，庆大霉素，100%乙酸。

1.3 实验方法
1.3.1 大鼠慢性胃溃疡模型制备:每组参照 Okabe方法［7］造模，大鼠造模前24 h禁食不禁水，2%戊巴比妥钠
2.3 mL/kg腹腔麻醉。

腹部剃毛、消毒，于剑突下腹正中线打开腹腔，手术切口长约2 cm，暴露出胃，将内径约5 mm，长约30 mm的硅胶管紧贴在胃前壁浆膜面胃小弯角切迹下方约5 mm处(避开血管)，向管内注入100%的乙酸0.1 mL，1 min后迅速吸去残存的乙酸，用生理盐水冲洗受乙酸侵蚀的胃壁，将大网膜缝在乙酸涂抹处表面，缝合腹壁。

1.3.2 大鼠模拟失重模型制备:造模后第3天悬吊组大鼠开始尾部悬吊。

参照陈杰等［8］的方法采用尾悬吊法建立模拟失重模型。

每只吊笼内1只大鼠，尾部悬于笼顶，使大鼠前肢踏于笼底的塑料棒上，后肢悬空，身体纵轴与水平面成30°，自由采食和饮水。

对照组除不悬吊外，其他条件与模拟失重组相同。

1.3.3 标本处理:悬吊7 d和14 d后，各组大鼠禁食24 h，2%戊巴比妥钠
2.3 mL/kg腹腔麻醉，立即剖开腹壁，分离腹主动脉，采血约5 mL，静置后离心，3 500 r/min，20 min，分离出血清，置EP管中，于－80℃冰箱内保存，留待MDA含量、SOD及GSH-PX活性测定。

1.3.4 溃疡面积的测定:悬吊组大鼠分别悬吊7 d和14 d后，禁食24 h，2%戊巴比妥钠
2.3 mL/kg腹腔麻醉，剖开腹壁，结扎贲门、幽门，注入2%福尔马林溶液10 mL，取出全胃，拭去表面附着物，置2%福尔马林溶液中。

30 min后，沿大弯剪开展平，生理盐水冲去胃内容物。

用游标卡尺(精确度0.02 mm)测量通过溃疡中心的最大纵径和横径，分别记为d1、d2。

根据公式，溃疡面积
S=π×(d1/2)×(d2/2)，π取3.14，计算溃疡面积。

1.3.5 MDA含量、SOD及GSH-PX活性测定:采用生化比色法测定大鼠血清中SOD(羟氨法)、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-PX(二硫代二硝基苯甲酸法)、MDA(硫代巴比妥酸法)，操作步骤按测试盒说明书进行。

1.4 统计学处理数据采用SPSS 13.0统计软件进行分析，计量资料以均数±标准差(± s)表示，组间比较采用t检验。

以P＜0.05为差异有统计学意义。

2.1 尾部悬吊大鼠GU溃疡面积的变化与对照7 d组比较，悬吊 7 d组溃疡面积明显增大(6.0 mm2±1.7 mm2vs 2.2 mm2±0.7 mm2，t=5.661，P ＜0.01);与对照14 d组比较，悬吊14 d组溃疡面积明显增大(
3.0 mm2 ± 1.2 mm2vs 1.1 mm2 ± 0.4 mm2，t=
4.233，P ＜0.01);与悬吊 7 d组比较，悬吊 14 d组溃疡面积明显减小(3.0 mm2±1.2 mm2vs 6.0 mm2±1.7 mm2，t=3.805，P ＜0.01)，
但仍较对照 7 d 组大。

2.2 尾部悬吊大鼠血清MDA含量的变化与对照14 d组比较，悬吊14 d组MDA含量显著增高(t=2.641，P ＜0.05);与悬吊 7 d组比较，悬吊 14 d组MDA 含量显著增高(t= －2.353，P ＜0.05，见表1)。

2.3 尾部悬吊大鼠血清SOD活性的变化与对照14 d组比较，悬吊14 d组 SOD 活性显著增高(t=5.758，P ＜0.01);与悬吊7 d组比较，悬吊14 d组 SOD活性显著增高(t= －4.320，P ＜0.01，见表1)。

2.4 尾部悬吊大鼠血清GSH-PX活性的变化对照7 d组、14 d组分别与悬吊7
d组、14 d组比较，GSHPX活性差异无统计学意义(P＞0.05，见表1)。

胃黏膜具有丰富的血供，在各种应激反应、胃黏膜缺血或化学物质作用时，可产生大量的氧自由基，导致胃黏膜细胞凋亡率增加，加重胃黏膜损害和促进溃疡形成。

此外，在许多种系中，胃肠道黄嘌呤脱氢酶的含量远高于其他任何组织，故一旦有条件，胃肠黏膜将产生大量氧自由基［9-10］。

SOD、GSH-PX及MDA是目前
公认的较好反映体内自由基损伤的指标。

乙酸烧灼法诱导的胃溃疡模型，主要是通过外源性酸直接腐蚀胃壁组织，使胃黏膜局部微循环障碍，胃黏膜组织缺血、缺氧，坏死脱落，造成溃疡形成。

许多研究证明空间飞行会增加机体的氧化应激水平［13-14］。

尾吊模拟微重力效应导致了大鼠小脑、大脑皮层和海马组织的氧化应激［15］;大鼠尾悬吊模拟失重
使大鼠脑组织脂质过氧化作用产物MDA、4-HNE增加［16］;3周模拟失重可增
加大鼠的心肌氧化应激水平，抗氧化能力下降［17］;模拟失重通过增强氧化应激
导致神经元起始大鼠PC12细胞衰老［18］。

虽然机体受到应激后，产生的自由
基大量增加，氧化作用加强，同时清除自由基系统的抗氧化酶系统活性也出现代偿性增大，但随着应激时间的延长，该系统活性呈消耗性降低［19］。

研究显示，
失重早期机体自身抗氧化能力增强，使机体脂质过氧化相对稳定，随着失重时间的
延长，机体产生氧自由基增加，抗氧化能力下降，从而使机体脂质过氧化增强［20］。

本实验研究结果显示，悬吊组大鼠溃疡面积明显大于相应对照组，说明模拟失重使大鼠溃疡愈合延迟。

悬吊14 d组与对照14 d组相比，SOD活性显著增高，反映黏膜脂质过氧化的 MDA含量增高，提示模拟失重使机体氧自由基产生增多，细胞膜脂质过氧化增强，机体清除自由基能力出现代偿性升高。

与悬吊7 d组相比，
悬吊14 d组SOD活性显著增高，MDA含量增高，表明随着模拟失重时间的延长，机体氧化应激加重。

悬吊组7 d组、14 d组与对照组相比，GSH-PX活性虽降低
但无明显差异，悬吊14 d组与悬吊7 d组相比，GSH-PX活性虽有增强但差异无统计学意义，可能是由于模拟失重初期清除过多过氧化氢和脂质过氧化物，消耗使其活性降低，而对于失重应激没有SOD敏感，未出现明显的代偿性增加。

提示本模型中，胃黏膜抗氧化能力代偿性增高主要与SOD活性增高有关，与GSH-PX变化无明显关系。

氧化和抗氧化共同作用于溃疡修复的整个过程。

溃疡形成后，中性粒细胞、巨噬细胞等炎症细胞的浸润，组织局部大量炎症介质的释放，在溃疡局部产生大量的氧自由基，通过多种机制引起组织和细胞的氧化损伤。

模拟失重则加重了溃疡机体的氧化应激反应，使自由基产生增多，虽然抗氧化系统如SOD出现代偿性增加，但并未能完全拮抗增多的氧自由基，氧化代谢产物增多，胃黏膜损害加重。

综上所述，大鼠尾部悬吊模拟失重导致胃黏膜氧化应激水平增加，抗氧化能力降低，这可能是胃溃疡愈合延迟的因素之一。

加用抗氧化剂可减少氧自由基的产生，进而减少胃黏膜细胞的凋亡，起到保护胃黏膜的作用［21］。

因此，加强胃黏膜对氧
自由基及脂质过氧化产物的清除能力，对模拟失重状态下增强胃溃疡愈合起到积极作用。

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