孕期高果糖攝入對胚胎發育和胎盤血管因子的研究

趙迪迪，韓 磊，賀 娟，梁 惠，馬愛國，肖子義

(1 青島大學公共衛生學院，山東青島 266021；2 青島大學附屬醫院，山東青島 266021)

孕期高果糖攝入對胚胎發育和胎盤血管因子的研究

趙迪迪1，韓 磊2，賀 娟2，梁 惠1，馬愛國1，肖子義1

(1青島大學公共衛生學院，山東青島 266021；2青島大學附屬醫院，山東青島 266021)

目的：探討孕期高果糖攝入對胚胎發育的影響及胎盤血管因子對其影響的機制。方法：成年雌性SD大鼠與正常飲食雄性大鼠進行交配，孕鼠隨機分為5組，分別是對照組、正常劑量果糖組、高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組，在孕期分別給予1mL去離子水、1.6g/kg、4.8g/kg、4.5g/kg和8.0g/kg的果糖水和蔗糖水灌胃，連續干預3w，于第3w末處死孕鼠，麻醉、取血并剖取胎鼠，檢查胎鼠的一般狀況、著床、死胎、吸收胎、外觀畸形等，制作子代內臟和骨骼標本，觀察內臟和骨骼的情況；稱量胎重和胎盤重，觀察各組間胎盤血管內皮生長因子(VEGF)、血管內皮生長因子受體-1(sFlt-1)和一氧化氮(NO)的變化。結果：對孕鼠連續進行3w的果糖干預后，超高劑量果糖組子代出生體重顯著低于對照組(P<0.05)；高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組子代與對照組和正常劑量果糖組相比，死胎數和吸收胎數顯著增加(P<0.05)；但各組子代并沒有發生骨骼畸形和內臟出血。超高劑量果糖組胎盤重量顯著低于對照組(P<0.05)；高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組胎盤中VEGF和NO水平顯著低于對照組和正常劑量果糖組(P<0.05)；胎盤中sFlt-1水平明顯高于對照組和正常劑量果糖組(P<0.05)。結論：孕期高果糖攝入可增加子代發生死胎和吸收胎等不良結局的風險，胎盤中VEGF、NO的水平降低和sFlt-1水平增高可能是導致子代發生不良結局的原因，具體機制值得深入研究。

果糖；子代；可溶性血管內皮生長因子受體-1；血管內皮生長因子；一氧化氮

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM)是妊娠期發生或首次發現的不同程度的葡萄糖耐量異常[1]。孕期膳食調查發現妊娠糖尿病的發生與水果的攝入量密切相關[2]。文獻報道，孕期高果糖攝入可導致子代出現高血壓和肥胖[3-4]。然而，大多數實驗關注的是對子代成年期的影響，孕期過量果糖攝入對子代生命更早期是否存在影響仍不清楚。因此，本研究旨在觀察孕期高果糖攝入對子代胚胎期發育的影響。

文獻指出，在子代胚胎期的生長發育過程中胎盤的促血管生成因子和抗血管生成因子起關鍵作用[5]。血管內皮生長因子(VEGF)是一種重要的促血管生成因子[6]，可溶性血管內皮生長因子受體-1(sFlt-1)是抗血管生成因子，是VEGF的高親和力受體[7]，二者之間的平衡可促進胎盤血管的形成，維持血管的通透性，兩者結合可介導一氧化氮(NO)的釋放，對胎盤的生長和血流調控中起重要作用[8]，三者之間存在密切關系。那么，孕期高果糖攝入對胚胎的影響與胎盤血管生長因子之間是否相關，有待繼續深入研究。因此，本研究通過模擬孕婦果糖攝入情況，給予大鼠同等劑量的果糖，旨在觀察孕期高果糖攝入對子代胚胎期發育的影響，同時探討胎盤VEGF、sFlt-1和NO對胚胎影響的初步機制。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物 選擇10w齡SD雌性大鼠(SPF級)40只、雄性大鼠(SPF級)20只，體重250±20g。購于青島市實驗動物和動物實驗中心，生產合格證號SCXK(魯)20140001。

1.1.2 主要試劑與儀器 血管內皮生長因子 ELISA 試劑盒，南京建成；可溶性血管內皮生長因子受體-1 ELISA 試劑盒，南京建成；一氧化氮試劑盒，南京建成；D-果糖：美國Amresco公司，純度>99%；蔗糖：美國Amresco公司，純度>99%；電子天平：奧豪斯儀器(上海)有限公司；ELx808型酶標儀，美國BioTek公司；分光光度計(V-1800)，北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 方法

1.2.1 動物分組與飼養 將40只雌性大鼠適應性喂養1w，按雌雄2：1合籠，次晨發現陰栓或者陰道涂片發現精子者定為孕0d，標記懷孕雌鼠，記錄懷孕時間，兩周后未受孕的雌鼠棄之。孕鼠按體質量隨機5組，每組8只，每天通過灌胃的方式連續干預3w。對照組(1mL去離子水)、正常劑量果糖組(1.6g/kg果糖水)、高劑量果糖組(4.8g/kg果糖水)、高劑量蔗糖組(4.5g/kg蔗糖水)、超高劑量果糖組(8.0g/kg果糖水)。

1.2.2 觀察指標和檢測方法 (1)胎鼠的一般狀況：著床數、活胎數、死胎數、吸收胎、胎重等。(2)胎鼠骨骼畸形的檢查：每窩胎鼠的1/2數量作此檢查。(3)胎鼠內臟的檢查：隨機法將胎鼠的1/2 置于鮑音氏液中固定1～2w 后，用徒手切片觀察方法檢查。(4)胎盤勻漿后，收集上清放置于-80℃冰箱中備用。酶聯免疫吸附法(ELISA)測定胎盤中VEGF和sFlt-1的濃度，硝酸還原酶法測定胎盤中NO濃度，嚴格按試劑盒說明書進行操作。

1.3 統計學分析

采用SPSS17.0統計軟件進行統計學分析，多組間均數比較采用單因素方差分析，組內比較采用LSD-t 檢驗。死胎數、吸收胎數采用卡方檢驗的連續校正法，以α=0.05為檢驗水準。

2 結果與分析

2.1 胎鼠一般情況比較

表1顯示，與對照組、正常劑量果糖組、高劑量果糖組和高劑量蔗糖組相比，超高劑量果糖組胎重和胎盤重顯著下降(P<0.05)。

表1 胎重和胎盤重的比較

注：與對照組相比，aP<0.05；F、P為各組間的統計值；P1為組內比較，正常果糖組、高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組分別與對照組比較。

2.2 胎數和著床數的比較

各組活胎數和著床數無統計學差異(P>0.05，表2)。

表2 活胎數和著床數的比較

注：F、P為組間的統計值。

2.3 各組間死胎和吸收胎的比較

表3顯示，與對照組和正常劑量果糖組相比，高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組子代死胎明顯增加(P<0.05)，而高劑量果糖組和超高劑量果糖組子代吸收胎數增加(P<0.05)。

2.4 組間胎盤VEGF、sFlt-1和NO的比較

表4顯示，高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組孕鼠胎盤的VEGF和NO水平顯著低于對照組和正常劑量果糖組(P<0.05)；高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組孕鼠胎盤中sFlt-1水平顯著高于對照組和正常劑量果糖組(P<0.05)。

表3 各組間死胎和吸收胎的比較±s)

注：與對照組相比，aP<0.05；與正常劑量果糖組相比，bP<0.05；各組死胎和吸收胎的χ2為7.2、28.3，P值均<0.01；P1為組內比較，正常果糖組、高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組分別與對照組比較；P2為組內比較，高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組分別與正常劑量果糖組比較。

表4 各組孕鼠胎盤中VEGF、sFlt-1和NO的比較

注：與對照組相比，aP<0.05；與正常劑量果糖組相比，bP<0.05；與高劑量果糖組相比，cP<0.05；與高劑量蔗糖組相比，dP<0.05；各組的VEGF、sFlt-1和NO的F值分別為7.40、17.06和17.21；P值為5組的組間比較；P1為組內比較，正常果糖組、高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組分別與對照組比較；P2為組內比較，高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組分別與正常劑量果糖組比較。

3 討論

膳食中70%的果糖來源于以果糖為甜味劑的軟飲料加工食品中，另外30%來源于蔬菜水果中，我國孕期婦女的果糖攝入主要來源于后者。研究表明，高果糖攝入可使機體發生非酒精性脂肪肝等疾病[9]。然而，大多實驗設計主要是用果糖代替部分或全部碳水化合物飲食，與孕期婦女日常攝取果糖的方式完全不同。因此，本實驗根據實驗動物與人之間的劑量“等效”換算常用原則[10]，分別給予孕鼠不同劑量的果糖干預模擬孕婦不同劑量的果糖攝入情況，觀察孕期果糖攝入對胎鼠的影響并探討胎盤血管因子對其影響的機制。

實驗結果表明，連續3w的果糖干預后，超高劑量果糖組胎重、胎盤重與其他4組相比均顯著下降。在以往研究[3]及本次實驗觀察到孕期高果糖攝入會導致孕鼠血糖升高，可使胎鼠胰島增生和β細胞高活性[11]，然而β細胞獲得的刺激過度時，其結構會遭到破壞，分泌胰島素的功能受損，導致低出生體重兒的發生[12]；胎盤重量下降可能因為過多果糖的攝入影響了礦物質的吸收、利用[13]，胎盤血流減少，營養不足使其重量減輕，造成胎兒營養不足，影響胚胎的生長發育。另外，研究發現，孕期高果糖攝入對大鼠的胚胎數、著床數、子代的內臟和骨骼無明顯影響。高劑量果糖組與高劑量蔗糖組相比對子代造成的影響沒有顯著差異。但是，與對照組和正常劑量果糖組相比，高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組子代吸收胎數和死胎數顯著增加，這與之前的研究結果一致[14]。動物實驗表明，連續11w給予大鼠等熱量的果糖和蔗糖喂養，蔗糖引起更為嚴重的肝臟炎癥和脂質沉積[15]，長期高劑量果糖和蔗糖攝入都能夠對機體造成不同程度的影響。

VEGF是一種重要的血管活性因子和內皮細胞存活因子，在血管擴張和抗血管凋亡中發揮著關鍵作用，具有促進內皮細胞分化和增加血管通透性的功能，在胎兒胎盤的血管形成中起著重要的作用[6，14]。實驗表明，體內VEGF表達水平減少的動物常伴隨著胚胎在妊娠早期的死亡，原因是缺乏早期的血管形成[16]，VEGF基因缺失或減少導致胎盤血管受損，胚胎出生畸形甚至死亡[17]。Barth等人[18]的研究指出在胎兒生長受限母親的血清中VEGF的水平低于正常妊娠組。研究結果表明，在高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組VEGF的水平均明顯低于對照組和正常劑量果糖組。同時，研究結果顯示高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組胎盤中sFlt-1的水平顯著高于對照組和正常劑量果糖組。Ana Cristina Perez Zamarian等人[19]通過前瞻性病例對照研究發現，在胎兒生長受限組中母親的sFlt-1水平顯著高于對照組，sFlt-1在循環中可阻礙VEGF與受體結合，抑制VEGF的生物學活性，引起血管生成障礙影響血管壁的完整性和通透性[7]，胎盤血流灌注不足，從而導致胚胎缺血、缺氧，影響其生長發育，出現低體重兒、死胎和吸收胎等不良結局。

NO是體內的一種血管舒張因子，由一氧化氮合酶催化L-精氨酸生成，參與胎兒—胎盤間血循環的過程[20]。在胎兒生長受限的研究中指出，胎兒生長受限組母體血清中NO水平減少[21]，在正常妊娠期間，NO水平的增加可以降低胎盤血管阻力[22]，保證胎兒—胎盤循環中有效的血液循環，維持胎兒足夠的營養和氧氣[21]。研究結果指出，高劑量果糖組、高劑量蔗糖組和超高劑量果糖組胎盤中NO水平顯著低于對照組和正常劑量果糖組。實驗推測孕期高果糖攝入造成母體胎盤NO水平下降導致胎兒在宮內無法保證充足的血液和營養供應，導致子代不良結局的發生。

綜上所述，實驗展示了孕期高果糖攝入對胚胎產生了嚴重影響，從而對高果糖攝入引起的危害有進一步的了解，為人均每天安全合理的攝入果糖提供一定的參考依據，尤其是孕產婦更應該嚴格限制高果糖的攝入，以改善圍產期結局以及降低孕期不合理飲食對子代健康造成的不利影響。◇

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(責任編輯 李婷婷)

關于開展2017年全民營養周(NNW)活動的通知

各省市縣營養學會、營養師協會及相關單位：

2017年“全民營養周”將在5月14-20日舉行，邀請各個相關學會、協會和分支機構共同參與。 2017年全民營養周(National Nutrition Week,NNW)活動，中國營養學會聯合中國疾病預防控制中心營養與健康所、農業部食物與營養發展研究所、中國科學院營養科學研究所共同主辦。現將有關事項通知如下：

一、活動時間和主題

2017年NNW活動時間：5月14-20日2017年NNW以《中國居民膳食指南》的宣傳教育為主，集中在第一條“食物多樣，谷類為主”為主要內容，“全谷物，營養+ ，開啟營養健康谷物新時代”為主題和宣傳語。

二、活動方式

(一)組織和發動各級省市營養學會、營養師協會和相關學會要積極承擔組織和發動工作，號召專家和營養師積極參與到行動中來。(二) 應各地應總結以往經驗，把營養周辦成營養工作者的貢獻周、消費者、大眾的營養實踐周。面向廣大消費者、社區、群眾、家庭，深入開展營養健康等科普主題宣傳活動。(三)2017年NNW的重點項目“中國好谷物”遴選和“第一屆全國營養師膳食營養知識與技能大賽”請各單位積極配合。 (四)2017年由衛計委組織的健康中國行活動，將以合理膳食為主題，以宣傳《中國居民膳食指南(2016)》為基礎，在當地衛生系統的領導之下開展科普活動，請各營養學會積極配合。

三、工作總結和獎勵

2017年全民營養周活動結束后，全民營養周辦公室將會同專家工作組(選擇各省市理事長參與),對各級營養學會、營養師協會及各地各有關單位組織開展的全民營養周活動情況進行工作考核。對活動組織工作扎實、成績突出的單位給予表彰和獎勵。

請于6月15日之前報送考核表(于4月底網站下載)，照片需單獨命名報送。2017年NNW總結表彰會將于8月初舉行。

四、聯系方式

聯系人：虞培麗 丁昕 電話：83554781-805/825

郵箱：nnw@cnsoc.org

全民營養周辦公室

中國營養學會

2017年3月10日

Effects of High Fructose Consumption During Pregnancy on Embryonic Development and Placental Vascular Factors

ZHAO Di-di1，HAN Lei2，HE Juan2，LIANG Hui1，MA AI-guo1，XIAO Zi-yi1

(1Public Health College of Qingdao University，Qingdao of Shandong Province，Qingdao 266021，China；2Affiliated Hospital of Qingdao University，Qingdao of Shan dong Province，Qingdao 266021，China)

fructose；fetal；sFlt-1；VEGF；NO

趙迪迪(1990— )，女，在讀碩士研究生，研究方向：臨床營養。

韓磊(1964— )，女，碩士生導師，主任醫師，研究方向：臨床營養。