高能量飲食對小鼠應激性潰瘍的預防作用

李周霏

(中山大學中山醫學院，廣州 510080)

應激性潰瘍(SU)是指在各種應激狀態下胃和十二指腸發生的急性多發性黏膜糜爛和潰瘍，嚴重時可伴消化道穿孔、大出血等病變。SU是臨床危重疾病的常見并發癥，伴有大出血的發生率為0.1%～39.0%(平均6.0%)，大出血一旦發生，病死率高達50%～77%，為ICU患者常見死亡原因之一。

SU的發生是多種因素綜合作用的結果，涉及胃酸分泌、胃黏膜血液供應、胃腸運動功能、胃腸激素分泌、氧自由基等多方面。已有實驗證實制動大鼠模型中胃內高滲葡萄糖完全保護了胃黏膜免于因應激而發生胃潰瘍，并提出猜想，其機制可能為葡萄糖直接向胃黏膜提供能量底物而起到增強自由基清除、保護胃黏膜屏障的作用。因此，通過給予高能量飲食設計相關實驗來考察能量物質對應激性潰瘍的預防作用，為應激性胃潰瘍的預防提供一種簡便易行的方法，并為消化道潰瘍的新藥研究提供了一種新思路，具有臨床實用價值。

1 材料與儀器

1.1 實驗動物

健康清潔級昆明雄性小鼠60只，體重24～36 g，由中山大學動物實驗中心提供。小鼠每15只飼養于籠中(30×15×20 cm)。

1.2 主要試劑

標準飼料購自蘇州格勒實驗室設備有限公司，三種高能量飼料均為自制，具體配方：高脂飼料由標準飼料+10%脂肪(購自上海藝焙商貿有限公司)；高糖飼料由標準飼料+21.8%糖(上海藝焙商貿有限公司生產)；高蛋白飼料由標準飼料+14.2%蛋白質(廣州晶東貿易有限公司生產)。每種飼料所添加的能量均控制在372.185 KJ/100 g。

1.3 儀器

實驗室小型粉碎機；電子天平；實驗室恒溫鼓風干燥箱，均由中山大學動物實驗中心提供。

2 方法

2.1 動物分組及模型制作

將60只雄鼠分4組：高糖飼料組(n=15)、高脂飼料組(n=15)、高蛋白飼料組(n=15)、正常對照組(n=15，簡稱對照組)，并予以相應飼料。其中對照組予以標準飼料。每日檢測體重，記錄數據。

水束應激 (WIRS) 方法復制應激性潰瘍模型。造模前禁食不禁水，24 h后將鼠束縛于鼠板上，頭部向上垂直浸入于水槽中，液面維持在劍突水平。8 h后將各組小鼠同時取出并取材。適應性喂養1 d后開始計時，分別于實驗開始的第1 d、第6 d、第12d每組隨機抽樣5只小鼠進行造模。

2.2 取材

頸椎脫臼法處死小鼠，剪開小鼠腹腔，分離胃與其他腹腔臟器，結扎幽門與賁門，取出胃體置于甲醛溶液中固定15 min。沿胃大彎剪開，生理鹽水沖洗后展開，觀察胃黏膜損傷。

2.3 觀測指標與方法

按Guth標準計算潰瘍指數：直尺測量出胃出血點的直徑或出血條帶的長、寬度并記分，病灶寬度<1 mm按1 mm計，從而得出胃潰瘍指數(潰瘍指數(mm2)=∑潰瘍長徑×潰瘍寬徑)以及潰瘍抑制率(%)=(對照組潰瘍指數-實驗組潰瘍指數)/模型組潰瘍指數×100%[2]。

2.4 統計學方法

利用SPSS 2.0統計軟件進行分析，各組數據用(平均值)±s(標準差)表示，對實驗組和對照組采用單因素方差分析，檢驗水準α=0.05，即P<0.05為有顯著性差異。

3 實驗結果

3.1 高能量飲食對小鼠應激性潰瘍胃黏膜形態的影響

高糖組生理鹽水沖洗后，糜爛、出血點較對照組(右側)(P<0.05)減少；高脂飲食組小鼠胃黏膜表面光滑，未見損傷性改變；高蛋白組小鼠胃黏膜部分可見點狀或線狀出血灶。圖1箭頭所指方向為潰瘍出血點。

對照組小鼠胃腔內可見大量血性積液，黏膜面附有較多出血點，生理鹽水沖洗后，見黏膜上有大量點線狀出血灶。由于對小鼠胃構造認識不足，導致第一、第二次取材時未取得有效實驗數據，故不作討論。

3.2 第三批水浸小鼠胃潰瘍模型的潰瘍抑制率及組間比較

胃潰瘍指數及抑制率測定結果表明，與對照組相比，高糖飲食組和高脂飲食組動物潰瘍指數明顯降低，潰瘍抑制率明顯升高(P<0.05)；高蛋白飲食組有降低實驗動物潰瘍指數趨勢，但趨勢無統計學意義(P>0.05)，結果見表 1、2。

圖1 高糖、高脂、高蛋白組胃大體形態改變Fig.1 Morphological change of stomach of high glucose, high fat and high protein group

表1 第三次造模各組小鼠潰瘍指數Tab.1 Mice ulcer index after three times of modelling

表2 第三次造模各組小鼠平均體重、潰瘍點數和潰瘍抑制率Tab.2 Middleweight, ulcer points and ulcer inhibition rate of the third time modelling

4 討論

應激性潰瘍(SU)如能在臨床早期發現，給予積極合理的治療，預后良好。現已有研究證實進食可以預防SU，因為食物不僅能夠提供能量底物，還可以中和胃酸，促進黏液分泌及黏膜上皮更新，同時能促進內臟血液循環和分泌，有助于防止胃腸黏膜萎縮，促進胃腸蠕動，減少繼發感染的機會。

本實驗發現，應激前給予一段時間高糖、高脂飲食也可以有效預防SU的發生，其機制可能是由于高能量飲食小鼠體內存儲的能量較多，提高胃黏膜易損傷區的能量代謝，一定程度恢復其解毒能力。同時，高能飲食可以使胃黏膜細胞的增殖細胞帶(generative cell zone)活化，使鱗狀上皮細胞分泌的黏液內膠性PAS陽性物質、AB陽性物質、氨基己糖等有所增加，這類物質對胃黏膜可以起到一定程度的保護作用，防御炎癥因子以及氧自由基，抑制應激性潰瘍的發生。

而高蛋白飼料組未達到預期效果，其機制可能是由于小鼠攝取過量蛋白質時，一方面通過有氧代謝產生了NADH、NADPH和FADH2，它們通過線粒體電子傳遞系統被氧化，產生超氧化物，成為氧自由基的來源。另一方面，氨基酸氧化的增加與線粒體呼吸鏈電子流的增加有關，結果使線粒體自由基的產生增加進而導致氧化應激。在實驗過程中，高蛋白飲食組小鼠體重較實驗開始時有大幅增加，其增加程度顯著大于對照組及其他實驗組而導致過多能量攝入，超過預防作用的最大限度，使得預防作用消失。

小鼠的體重可能與應激性潰瘍的發生程度存在相關性。在實驗初期，小鼠體重的穩步增長屬于正常生理現象，其在食物充足的情況下可長至40 g，與攝入營養正相關。而在后期由于高能量飼料中添加了豬油、蛋白粉等符合小鼠偏好的物質，導致小鼠進食量增加，而高能量飼料提供的能量大于小鼠維持正常生命活動所需的能量，因此除對照組，各組小鼠平均體重均呈增長趨勢，但具體數據并未表明其內在聯系，故不作討論。

本實驗條件下，高糖、高脂飲食對應激性潰瘍有預防作用，而高蛋白飲食對其有一定預防趨勢(但結果無統計學意義)。該結論具有一定臨床價值，但其具體機制尚不明確，且實驗數據缺失造成結論有不確定性，所以仍需進一步討論與研究。