戰爭應激環境對大鼠胃腸功能影響的研究

魯建國,包國強,王勝智,袁利娟,魏 剛,劉灃濤

(第四軍醫大學唐都醫院普通外科，陜西 西安 710038)

·基礎與轉化醫學·

戰爭應激環境對大鼠胃腸功能影響的研究

魯建國,包國強,王勝智,袁利娟,魏 剛,劉灃濤

(第四軍醫大學唐都醫院普通外科，陜西 西安 710038)

目的：研究戰爭應激環境對大鼠胃腸功能的損傷和影響并探討其機理. 方法：將SD大鼠分為睡眠剝奪應激組、槍擊音應激組、復合環境應激組(睡眠障礙和槍擊音應激)和對照組4組，應激組分別給予應激處理36 h和72 h，正常給食，對照組正常飼養. 檢測不同組大鼠血清激素水平的變化，包括內啡肽、丙二醛、SOD、促腎上腺皮質激素、腎上腺素、生長抑素、胃動素、皮質醇、胃泌素、血管活性腸肽. 結果：睡眠剝奪組大鼠、槍擊音應激組大鼠和復合環境應激組(睡眠障礙和槍擊音應激)大鼠血清中內啡肽、生長抑素及SOD與對照組相比，活性顯著升高，差異具有統計學意義(P<0.01)，且與應激時間長短呈正相關；丙二醛、促腎上腺皮質激素、腎上腺素、胃動素、皮質醇、胃泌素及血管活性腸肽與對照組相比，濃度降低，差異具有統計學意義(P<0.01)，且與應激時間呈負相關；不同應激組間比較，以上激素的變化均具有統計學意義(P<0.01). 結論：戰爭應激條件下，會導致胃腸道相關激素發生變化，進而引起胃腸道功能的紊亂.

戰爭應激；血清激素；胃腸道激素；胃腸功能

0 引言

隨著科技的進步及大量高新技術在戰爭中的應用，現代戰爭無論在強度上還是廣度上，都達到前所未有的程度，世界各國在發展高精尖武器的同時，也在大力研究如何加強對自身指戰員的防護. 其中，研究在戰爭條件下如何防護各類刺激因素對參戰人員的心理及機體生理功能的不利影響是其重要方面. 在戰爭環境下，除了各類武器造成的物理性損傷外，如噪音、溫度、海拔等環境因素也都會對機體各系統功能造成廣泛的影響，導致機體各種功能失調紊亂，嚴重者甚至導致非戰斗減員的發生. 研究資料表明，胃腸功能紊亂和消化性潰瘍在戰時的發病率很高. 槍擊噪音與睡眠障礙是戰時對戰士產生重大影響的重要環境應激原.

雖然學者們在應激對胃腸道的影響上做了較大量的實驗和臨床研究，并對其相關的機理進行了探討，但既往人們多應用單一應激因素對胃腸道的生物學效應進行研究[1-4]. 而且，對于戰爭環境對胃腸道的生物學效應的基礎研究也相對較少，尤其對于多種、復合應激因素的影響目前研究報道者鮮見. 因而本研究對單一應激和復合應激等戰爭應急環境對大鼠消化功能的損傷和影響進行分析，并探討其機理. 而后給予相應的預防和治療措施，探索戰爭環境相關消化疾病的防治方法，為預防未來戰爭應激提供可靠的理論依據和實驗基礎，提高部隊戰斗力.

我們以往研究證實，槍擊噪音與睡眠障礙可引起大鼠胃粘膜的損傷，嚴重影響實驗動物的生存質量. 海軍總院的李仲孝等[5]模擬艦船機艙內的噪音環境，發現強噪音暴露可以導致大鼠記性胃粘膜損傷，同時，對潰瘍的愈合起明顯的負性作用. 許濤等[6]通過進一步的研究發現研究組中的新兵血漿胃腸激素濃度的變化參與了軍事應激導致胃腸疾病的發生機制. 以上這些證據說明軍事應激對胃腸道的影響是多方面的，本研究初步探索了槍擊噪音和睡眠障礙對大鼠胃腸道相關激素水平的影響.

1 材料和方法

1.1 睡眠障礙及復合應激模型[7]實驗用光照培養箱，長為50 cm，寬為20 cm，高為60 cm，每箱裝1只大鼠. 睡眠剝奪組大鼠分別置于直徑為6 cm，高8 cm的玻璃小站臺上,，周圍是水環境，水深 3 cm,平臺在水面以上5 cm，培養箱壁上固定卡子，于平臺之上14 cm 處放籠罩, 籠罩以平行的不銹鋼絲制成, 兩側擺放上面放水和食物. 水溫和室溫保持在25℃,每日換水并打掃實驗箱. 睡眠剝奪組大鼠在小臺上屈曲而立,在睡眠時,由于伴隨全身肌肉松弛和節律性垂頭,大鼠落入水中而驚醒,再爬上站臺. 培養箱內給予40 W日光燈持續照射，溫度維持在25℃左右. 培養箱頂部有將一層格擋，可放置小型音響，音箱內錄有槍炮聲音.

實驗分為4組，睡眠剝奪應激組、槍擊音應激組、復合環境應激組(睡眠障礙和槍擊音應激)和對照組. 每組10只SD大鼠，應激組分別給予應激處理36 h、72 h，正常給食，對照組正常飼養.

1.2 ELISA 檢測不同分組大鼠血清激素水平的變化

1.2.1 血清的分離 取大鼠外周血，室溫靜置3 h，4000 r/m，離心10 min，取上層血清.

1.2.2 ELISA 檢測激素水平 激素水平的檢測通過酶聯免疫分析(ELISA)試劑盒(西安科昊生物技術公司).

2 結果

與對照組相比較，睡眠障礙組、槍擊應激組、復合應激組大鼠血清中的內啡肽、生長抑素含量，SOD活性顯著升高，差異有統計意義(P<0.01)，且隨著應激時間的延長，升高幅度越大. 丙二醛、促腎上腺皮質激素、腎上腺素、胃動素、皮質醇、胃泌素、血管活性腸肽濃度降低，差異有統計學意義(P<0.01)(表1、2)，應激時間越長，降低幅度越大(圖1).

應激組之間，睡眠剝奪組與槍擊應激組比較，以上激素變化水平具有統計學意義(P<0.01)，睡眠剝奪組和槍擊應激組分別與復合應激組比較，以上激素變化水平均具有統計學意義(P<0.01，表1、2).

表1 不同應激狀況對胃腸相關激素水平變化的影響±s)

bP<0.01vs對照組;dP<0.01vs睡眠剝奪組；.fP<0.01vs槍擊音組.

表2 不同應激狀況對大鼠血清中丙二醛與SOD濃度變化的影響±s)

bP<0.01vs對照組;dP<0.01vs睡眠剝奪組;fP<0.01vs槍擊音組.

3 討論

應激對機體的損傷作用機制和防治措施的研究已經成為基礎和臨床研究的熱點而受到廣泛的關注[8]. 應激是機體在生存環境不利因素的適應過程中，實際與認識上的要求與適應和應對能力之間的不平衡導致的身心緊張狀態及其反應[9]. 應激是多方面的，主要包括生理變化和心理變化. 軍事應激主要以心理應激為主，心理應激主要通過下丘腦-垂體-腎上腺腺皮質軸(hypothalamic-pitutiary-adrenal, HPA)和下丘腦-垂體-交感神經系統(sympathetic nervous system, SNS)對胃腸功能產生影響. 其具體產生效應及程度與胃腸道的部位、應激的方式、強度及集體和胃腸道所處的狀態等多種因素有關[10-12].

皮質醇是應激反應過程中產生的一種重要激素，可以更確切地反應出軍事應激過程中的神經內分泌的變化. 其對消化系統的影響主要表現為可以使胃壁細胞增多，促進胃酸和胃蛋白酶分泌. 大劑量使用糖皮質激素或長時間應激可能誘發胃潰瘍，因而在戰時應激性潰瘍的發病過程中具有重要作用.

圖1 不同組激素隨應激時間變化水平

內啡肽是一類與應激相關的阿片肽，但變化不如皮質醇明顯，應激反應可激發下丘腦-垂體-腎上腺軸系統，而內啡肽效應可能是觸發機制之一. 在本實驗中，應激組與對照組內啡肽差異有統計學意義(P<0.01)，應激時升高，充分說明內啡肽參與了應激反應過程. 在韓翠華等[13]的研究中，新戰士在進行實彈射擊考核之后，內啡肽和皮質醇濃度升高，充分說明皮質醇和內啡肽參與了應激反應過程.

氧自由基是氧代謝的中間產物，具有較強的生物學活性，正常生理狀態下，氧自由基的產生與被清除處于生理動態平衡，當失衡時，大量的氧自由基在體內蓄積，引起多種組織細胞的病理性損傷. 丙二醛(malondialdehyde, MDA)是脂質過氧化反應產物，代表機體內脂質或氧化反應的結果. 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)是機體清除氧自由基免遭其攻擊的特異酶，活性高低間接反映集體抗損傷能力. 本實驗中，與對照組相比，應激組血清MDA明顯降低，差異有統計學意義(P<0.01)，SOD明顯升高，差異有統計學意義(P<0.01)，反映了大鼠胃腸道氧化損傷情況，表明應激反應影響大鼠體內氧化還原反應和自由基水平.

促腎上腺皮質激素(adrenocorticotropic hormone, ACTH)是腦垂前葉分泌的激素，刺激腎上腺皮質發育和機能. 主要作用于腎上腺皮質束狀帶，刺激糖皮質類固醇的分泌. 在應激情況下，如燒傷、損傷、中毒，以及遇到攻擊使全身做出警戒性反應時，ACTH的分泌都會增加，隨機激發腎上腺皮質激素的釋放，增加抵抗力. ACTH水平降低，可能導致抵抗力降低.

腎上腺素一般作用是使心臟收縮力上升，心臟、肝、筋骨的血管擴張，皮膚、粘膜的血管收縮. 生長抑素是作用比較廣泛的一種神經激素，它的主要作用是抑制垂體生長激素(growth hormone, GH)的基礎分泌，也抑制腺垂體對多種刺激所引起的GH分泌反應，包括運動、進餐、應激、低血糖等. 本實驗中經過應激處理后，與對照組比較大鼠血清中生長抑素明顯升高(P<0.01)，說明經過應激處理后，生長抑素升高，抑制了生長激素的分泌.

胃動素由Mo細胞分泌，分布于小腸，近年來的研究指出，MMC的發生和移行主要受到腸道神經系統和胃腸激素的調節. 胃動素濃度升高，可能與胃腸功能受到影響有關. 胃泌素主要是由胃竇及小腸的G細胞分泌的一種重要的肽類激素，其最主要作用是刺激胃酸分泌[6]. 本實驗表明，經過應激處理大鼠胃泌素水平降低，致潰瘍因素減弱，但是持續低胃泌素血癥則失去胃泌素滋養作用,胃粘膜萎縮,胃血流量下降，胃排空減慢，可發生十二指腸液返流，加重粘膜損傷，導致潰瘍不易愈合. 血管活性腸肽也是一種重要的胃腸激素，其主要作用是擴張血管，以及使胃腸粘膜充血，并刺激小腸液分泌，可以導致腹痛、腹瀉等癥狀[7].

在本實驗研究中，出現應激反應后相反的應激激素(促腎上腺皮質激素、皮質醇、腎上腺素、胃泌素、胃動素和生長抑素)變化情況，通過分析，認為造成這種情況的原因可能有以下幾種情況：①可能與人體與動物接受外界刺激強度差異性有關，但是在開始進行應激處理的時候，大鼠在聽到槍擊聲明顯受到驚嚇，四處亂竄，顯現出不安的精神狀態；另外，在解剖經過應激處理大鼠的時候，可以看到大鼠胃腸脹氣，胃內基本沒有食物，而正常大鼠沒有胃腸脹氣，食欲正常. 因此，該可能因素可以排除. ②可能與人體與動物受到刺激后激素水平變化時間、持續時間的差異性有關，導致錯過了檢測應激反應后相關激素變化最佳時間窗口. ③應激處理時間過長，使大鼠能夠適應實驗中的應激原(光照和槍擊聲)，導致大鼠的應激反應消失，進而影響應激相關激素的變化水平.

綜上所述，消化道功能損傷及功能防護是保證部隊戰斗力的基礎. 在戰爭環境下，槍炮噪音及睡眠障礙為主要誘發應激反應產生的應激源. 在應激狀態下，對實驗動物激素水平的初步研究表明單因素應激與多因素應激對于胃腸功能的影響具有一定的意義，有助于進一步深入研究的開展.

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2016-08-26；接受日期：2016-09-10

魯健國. E-mail:635326969@qq.com

2095-6894(2016)10-06-04

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