分次大剂量L-精氨酸腹腔内注射致大鼠急性坏死性胰腺炎模型的研究
作者：尚宏清 李非 张再兴 孙家邦
单位：首都医科大学宣武医院普外科
关键词：胰腺炎；L-精氨酸；动物模型
首都医科大学学报000415 提要：为建立一种操作简单、病变典型且稳定性好的大鼠急性坏死性胰腺炎(ANP)模型，将大鼠腹腔内分次注射大剂量L-精氨酸(2×2.5 mg/g)，注射后12、24、48、72 h检测其血清淀粉酶、胰腺病理变化及胰腺组织湿/干质量比率的变化等。结果：分次注射大剂量L-精氨酸后，血清淀粉酶升高，胰腺变性坏死，胰腺组织湿/干质量比率增高。提示：腹腔内分次注射大剂量L-精氨酸诱发的大鼠急性坏死性胰腺炎模型操作简单、可重复性好。
中图分类号：R657.5；R576
Improvement of Experimental Animal Model of Acute Necrotizing Pancreatitis Induced by Excessive Dose of L-Arginine
, 百拇医药
Shang Hongqing,Li Fei,Zhang Zaixing,Sun Jiabang
(Department of General Surgery,Xuanwu Hospital,Affiliate of Capital University of Medical Sciences)
Abstract:To establish a simple,typical experimental animal model of acute necrotizing pancreatitis,rats were given 2.5 mg/g body weight of L-Arg intraperitoneal injection twice at an interval of 1h.Blood samples were collected for determination of serum amylase,and the pancreas were removed for the histological examination and the pancreatic wet/dry weight ratio delection.Result:The serum amylase of rats given L-Arg were significantly increased.The histological examination revealed that pancreas degeneration and necrosis,and the pancreatic wet/dry weight ratio were markedly increased.It shows that the administration of L-Arg overdoses seperately can induce a simple,reproductive experimental animal model of ANP.
, http://www.100md.com
Key words:pancreatitis;L-Arg;animal model
为了进一步研究急性坏死性胰腺炎(acute necrotizing pancreatitis,ANP)的病理特性及发病机制，以期获得更好的诊治方法，人们已经建立了多种急性坏死性胰腺炎的动物模型。腹腔内单次注射大剂量L-精氨酸诱发大鼠急性坏死性胰腺炎模型是新近建立的一种动物模型，但因死亡率高，病理改变不均一，可重复性差而限制其应用。为此，我们参照国外有关方法[1，2]，经反复摸索采用向大鼠腹腔内分次注射大剂量L-精氨酸的方法，建立了理想的ANP模型，现报道如下。
1 材料和方法
实验动物及分组：健康雄性Wistar大鼠64只(购自首都医科大学动物室)，体质量250～300 g。采用抽签法随机分成2大组：胰腺炎组(40只)，对照组(24只)。胰腺炎组再按抽签法随机分成4小组，每组各10只；对照组也分成4小组，每组各6只。
, http://www.100md.com
材料：L-精氨酸，分析纯级(美国Sigma公司产品)，使用时用生理盐水配成20% L-精氨酸溶液。淀粉酶试剂盒(首都医科大学临床医学科技中心产品)。
模型的制备：实验前大鼠禁食12 h，自由饮水。胰腺炎组大鼠分2次腹腔内注射20% L-精氨酸溶液(2×2.5 mg/g)，中间间隔1 h。对照组同法注射等量的生理盐水。
观察项目：将实验大鼠分别在注射后12、24、48、72 h处死，处死前采静脉血作血清淀粉酶测定。解剖所有的大鼠，观察胰腺大体变化，取胰头部胰腺组织，常规制成石蜡切片，HE染色，在光镜下观察组织学改变。取胰体部测定胰腺组织湿/干质量比率(测定方法：取约100 g组织称质量，为湿质量，60 ℃烘干24 h，至质量不再变化后再称质量，为干质量，计算湿/干质量比率)。
数据统计及处理：数据以均值±标准误表示，计量资料的组间差异显著性采用双侧t检验法和单因素方差分析法。
, 百拇医药
2 结果
胰腺炎组大鼠在注射L-精氨酸后12、24、48、72 h死亡数分别为0、1、1、1，总病死率为7.5%。
病理结果：大体观，胰腺炎组在注射后12 h，胰腺轻度充血水肿；24 h胰腺充血水肿明显；48 h胰腺出现坏死，胰周脂肪皂化，伴血性腹水；72 h胰腺坏死明显，胰腺组织变薄。光镜下，胰腺炎组在注射后12 h，可见胰腺轻度水肿，24 h胰腺充血明显，出现少量胰腺坏死；48 h胰腺实质大片凝固性坏死，间质炎性细胞浸润；72 h胰腺组织结构模糊。
大鼠血清淀粉酶的时相性变化：12、24、48、72 h 4个时间点胰腺炎组及对照组大鼠血清淀粉酶的时相性变化见表1。
表1 胰腺炎组和对照组大鼠血清淀粉酶测定值 组别
12 h
, http://www.100md.com
24 h
48 h
72 h
n
淀粉酶/(U*L-1)
n
淀粉酶/(U*L-1)
n
淀粉酶/(U*L-1)
n
淀粉酶/(U*L-1)
, 百拇医药 胰腺炎组
10
2 104±149* △
9
3 715±301* * #
9
1 740±71* *
9
1 391±80
对照组
6
1 611±89
, 百拇医药
6
1 504±77
6
1 279±98
6
1 443±52
与对照组比较* P<0.05，* * P<0.01；# 与其他3组比较P<0.05；△ 与72 h组比较P<0.05
从表1可见，与对照组相比胰腺炎组大鼠12 h血清淀粉酶就已升高(P<0.05)，24 h升高最为明显(P<0.01)，48 h开始下降，72 h接近正常水平。
大鼠胰腺组织湿/干质量比率的变化：12、24、48、72 h 4个时间点胰腺炎组及对照组大鼠胰腺组织湿/干质量比率的变化见表2。
, 百拇医药
表2 胰腺炎组和对照组大鼠胰腺组织湿/干质量比率的变化 组别
12 h
24 h
48 h
72 h
n
湿/干质量比率
n
湿/干质量比率
n
湿/干质量比率
n
, http://www.100md.com 湿/干质量比率
胰腺炎组
10
4.98±0.23#
9
5.94±0.36* * △
9
7.09±0.32* *
9
7.33±0.29* *
对照组
, http://www.100md.com 6
4.29±0.29
6
4.24±0.26
6
4.32±0.18
6
4.47±0.11
* *与对照组比较P<0.01；# 12 h胰腺炎组与其他3组比较P<0.05；
△ 24 h组与48、72 h组相比较P<0.05
从表2可见，胰腺炎组大鼠胰腺组织湿/干质量比率呈逐渐升高趋势，12 h虽升高，但与对照组相比无显著性差异，24 h开始显著升高(P<0.01)，到72 h达最高(P<0.01)。
, 百拇医药
3 讨论
1984年，Mizunuma等建立了一种新的大鼠急性胰腺炎模型[3]：腹腔内注射大剂量L-精氨酸引起胰腺腺细胞损伤。1990年，Tani在此基础上提出了一种非侵入性的急性坏死性胰腺炎的实验模型[4]，即腹腔内单次注射大剂量L-精氨酸(5 mg/g)。其发病机制目前尚不清楚，Tani认为可能与大剂量L-精氨酸能减少多胺合成，抑制核酸及蛋白质合成，而胰腺细胞的蛋白质合成最为活跃，因此极易受损伤[4]。Czako认为与氧自由基及细胞因子的作用有关[2]。我们在尝试该模型时发现，当L-精氨酸剂量大于4 mg/g时实验大鼠几乎均在数小时内死亡，剂量在3～4 mg/g时病理改变欠均一，而低于3 mg/g时胰腺病变则不明显。为此，我们设计在大鼠腹腔内分次注射大剂量L-精氨酸(2×2.5 mg/g，间隔1 h)的方法，建立了理想的ANP模型。
从本实验观察到：腹腔内分次注射大剂量L-精氨酸后，大鼠胰腺病变逐渐加重而呈时相性变化，48 h即出现典型的急性坏死性胰腺炎病理改变，72 h病变达高峰。胰腺细胞坏死十分明显，而出血少见是该模型的显著的病理特点。血清淀粉酶12 h已显著增高，24 h达高峰，为对照组的2.5倍，此后开始下降，72 h接近正常水平。胰腺组织湿/干质量比率是表示胰腺水肿程度的良好指标，测定结果显示胰腺组织水肿呈逐渐加重趋势。以上病理过程与急性坏死性胰腺炎实际的临床表现极其相似。
, 百拇医药
通过该模型的制作，我们体会该模型具有如下特点：制作方法简单，价廉，不需特殊材料及设备，可重复性好，损伤小，病变程度在不同的胰腺部位比较均匀一致，克服了其他模型需行剖腹术等缺点，大大减少了外源性细菌污染机会，且与人类急性坏死性胰腺炎的病程及组织学改变相似。因此认为它是目前研究急性胰腺炎发病机制及防治措施较为理想、值得推广的动物模型。
参考文献
1，Hegyi P,Takacs T,Jarmay K,et al.Spontaneous and cholecystokinin-octapeptide-promoted regeneration of the pancreas following L-arginine-induced pancreatitis in rat.Int J Pancretol,1997,22(3)193～200
2，Czako L,Takacs T,Varga I S,et al.The pathogenesis of L-carginine-induced acute necrotizing pancreatitis:Inflammatory mediators and endogenous cholecystokinin.J Physiol Paris,2000,94(1):43～50
3，Mizunuma T,Kawamura S,Kishino Y.Effects of injecting excess arginine on rat pancreas.J Nutr,1984,114:467～471
4，Tani S,Itoh H,Okadayash Y,et al.New model of acute necrotizingp pancreatitis induced by excessive doses of arginine of rats.Dig Dis Sci,1990,35:367～374
收稿日期：2000-06-10, 百拇医药
单位：首都医科大学宣武医院普外科
关键词：胰腺炎；L-精氨酸；动物模型
首都医科大学学报000415 提要：为建立一种操作简单、病变典型且稳定性好的大鼠急性坏死性胰腺炎(ANP)模型，将大鼠腹腔内分次注射大剂量L-精氨酸(2×2.5 mg/g)，注射后12、24、48、72 h检测其血清淀粉酶、胰腺病理变化及胰腺组织湿/干质量比率的变化等。结果：分次注射大剂量L-精氨酸后，血清淀粉酶升高，胰腺变性坏死，胰腺组织湿/干质量比率增高。提示：腹腔内分次注射大剂量L-精氨酸诱发的大鼠急性坏死性胰腺炎模型操作简单、可重复性好。
中图分类号：R657.5；R576
Improvement of Experimental Animal Model of Acute Necrotizing Pancreatitis Induced by Excessive Dose of L-Arginine
, 百拇医药
Shang Hongqing,Li Fei,Zhang Zaixing,Sun Jiabang
(Department of General Surgery,Xuanwu Hospital,Affiliate of Capital University of Medical Sciences)
Abstract:To establish a simple,typical experimental animal model of acute necrotizing pancreatitis,rats were given 2.5 mg/g body weight of L-Arg intraperitoneal injection twice at an interval of 1h.Blood samples were collected for determination of serum amylase,and the pancreas were removed for the histological examination and the pancreatic wet/dry weight ratio delection.Result:The serum amylase of rats given L-Arg were significantly increased.The histological examination revealed that pancreas degeneration and necrosis,and the pancreatic wet/dry weight ratio were markedly increased.It shows that the administration of L-Arg overdoses seperately can induce a simple,reproductive experimental animal model of ANP.
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Key words:pancreatitis;L-Arg;animal model
为了进一步研究急性坏死性胰腺炎(acute necrotizing pancreatitis,ANP)的病理特性及发病机制，以期获得更好的诊治方法，人们已经建立了多种急性坏死性胰腺炎的动物模型。腹腔内单次注射大剂量L-精氨酸诱发大鼠急性坏死性胰腺炎模型是新近建立的一种动物模型，但因死亡率高，病理改变不均一，可重复性差而限制其应用。为此，我们参照国外有关方法[1，2]，经反复摸索采用向大鼠腹腔内分次注射大剂量L-精氨酸的方法，建立了理想的ANP模型，现报道如下。
1 材料和方法
实验动物及分组：健康雄性Wistar大鼠64只(购自首都医科大学动物室)，体质量250～300 g。采用抽签法随机分成2大组：胰腺炎组(40只)，对照组(24只)。胰腺炎组再按抽签法随机分成4小组，每组各10只；对照组也分成4小组，每组各6只。
, http://www.100md.com
材料：L-精氨酸，分析纯级(美国Sigma公司产品)，使用时用生理盐水配成20% L-精氨酸溶液。淀粉酶试剂盒(首都医科大学临床医学科技中心产品)。
模型的制备：实验前大鼠禁食12 h，自由饮水。胰腺炎组大鼠分2次腹腔内注射20% L-精氨酸溶液(2×2.5 mg/g)，中间间隔1 h。对照组同法注射等量的生理盐水。
观察项目：将实验大鼠分别在注射后12、24、48、72 h处死，处死前采静脉血作血清淀粉酶测定。解剖所有的大鼠，观察胰腺大体变化，取胰头部胰腺组织，常规制成石蜡切片，HE染色，在光镜下观察组织学改变。取胰体部测定胰腺组织湿/干质量比率(测定方法：取约100 g组织称质量，为湿质量，60 ℃烘干24 h，至质量不再变化后再称质量，为干质量，计算湿/干质量比率)。
数据统计及处理：数据以均值±标准误表示，计量资料的组间差异显著性采用双侧t检验法和单因素方差分析法。
, 百拇医药
2 结果
胰腺炎组大鼠在注射L-精氨酸后12、24、48、72 h死亡数分别为0、1、1、1，总病死率为7.5%。
病理结果：大体观，胰腺炎组在注射后12 h，胰腺轻度充血水肿；24 h胰腺充血水肿明显；48 h胰腺出现坏死，胰周脂肪皂化，伴血性腹水；72 h胰腺坏死明显，胰腺组织变薄。光镜下，胰腺炎组在注射后12 h，可见胰腺轻度水肿，24 h胰腺充血明显，出现少量胰腺坏死；48 h胰腺实质大片凝固性坏死，间质炎性细胞浸润；72 h胰腺组织结构模糊。
大鼠血清淀粉酶的时相性变化：12、24、48、72 h 4个时间点胰腺炎组及对照组大鼠血清淀粉酶的时相性变化见表1。
表1 胰腺炎组和对照组大鼠血清淀粉酶测定值 组别
12 h
, http://www.100md.com
24 h
48 h
72 h
n
淀粉酶/(U*L-1)
n
淀粉酶/(U*L-1)
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淀粉酶/(U*L-1)
n
淀粉酶/(U*L-1)
, 百拇医药 胰腺炎组
10
2 104±149* △
9
3 715±301* * #
9
1 740±71* *
9
1 391±80
对照组
6
1 611±89
, 百拇医药
6
1 504±77
6
1 279±98
6
1 443±52
与对照组比较* P<0.05，* * P<0.01；# 与其他3组比较P<0.05；△ 与72 h组比较P<0.05
从表1可见，与对照组相比胰腺炎组大鼠12 h血清淀粉酶就已升高(P<0.05)，24 h升高最为明显(P<0.01)，48 h开始下降，72 h接近正常水平。
大鼠胰腺组织湿/干质量比率的变化：12、24、48、72 h 4个时间点胰腺炎组及对照组大鼠胰腺组织湿/干质量比率的变化见表2。
, 百拇医药
表2 胰腺炎组和对照组大鼠胰腺组织湿/干质量比率的变化 组别
12 h
24 h
48 h
72 h
n
湿/干质量比率
n
湿/干质量比率
n
湿/干质量比率
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, http://www.100md.com 湿/干质量比率
胰腺炎组
10
4.98±0.23#
9
5.94±0.36* * △
9
7.09±0.32* *
9
7.33±0.29* *
对照组
, http://www.100md.com 6
4.29±0.29
6
4.24±0.26
6
4.32±0.18
6
4.47±0.11
* *与对照组比较P<0.01；# 12 h胰腺炎组与其他3组比较P<0.05；
△ 24 h组与48、72 h组相比较P<0.05
从表2可见，胰腺炎组大鼠胰腺组织湿/干质量比率呈逐渐升高趋势，12 h虽升高，但与对照组相比无显著性差异，24 h开始显著升高(P<0.01)，到72 h达最高(P<0.01)。
, 百拇医药
3 讨论
1984年，Mizunuma等建立了一种新的大鼠急性胰腺炎模型[3]：腹腔内注射大剂量L-精氨酸引起胰腺腺细胞损伤。1990年，Tani在此基础上提出了一种非侵入性的急性坏死性胰腺炎的实验模型[4]，即腹腔内单次注射大剂量L-精氨酸(5 mg/g)。其发病机制目前尚不清楚，Tani认为可能与大剂量L-精氨酸能减少多胺合成，抑制核酸及蛋白质合成，而胰腺细胞的蛋白质合成最为活跃，因此极易受损伤[4]。Czako认为与氧自由基及细胞因子的作用有关[2]。我们在尝试该模型时发现，当L-精氨酸剂量大于4 mg/g时实验大鼠几乎均在数小时内死亡，剂量在3～4 mg/g时病理改变欠均一，而低于3 mg/g时胰腺病变则不明显。为此，我们设计在大鼠腹腔内分次注射大剂量L-精氨酸(2×2.5 mg/g，间隔1 h)的方法，建立了理想的ANP模型。
从本实验观察到：腹腔内分次注射大剂量L-精氨酸后，大鼠胰腺病变逐渐加重而呈时相性变化，48 h即出现典型的急性坏死性胰腺炎病理改变，72 h病变达高峰。胰腺细胞坏死十分明显，而出血少见是该模型的显著的病理特点。血清淀粉酶12 h已显著增高，24 h达高峰，为对照组的2.5倍，此后开始下降，72 h接近正常水平。胰腺组织湿/干质量比率是表示胰腺水肿程度的良好指标，测定结果显示胰腺组织水肿呈逐渐加重趋势。以上病理过程与急性坏死性胰腺炎实际的临床表现极其相似。
, 百拇医药
通过该模型的制作，我们体会该模型具有如下特点：制作方法简单，价廉，不需特殊材料及设备，可重复性好，损伤小，病变程度在不同的胰腺部位比较均匀一致，克服了其他模型需行剖腹术等缺点，大大减少了外源性细菌污染机会，且与人类急性坏死性胰腺炎的病程及组织学改变相似。因此认为它是目前研究急性胰腺炎发病机制及防治措施较为理想、值得推广的动物模型。
参考文献
1，Hegyi P,Takacs T,Jarmay K,et al.Spontaneous and cholecystokinin-octapeptide-promoted regeneration of the pancreas following L-arginine-induced pancreatitis in rat.Int J Pancretol,1997,22(3)193～200
2，Czako L,Takacs T,Varga I S,et al.The pathogenesis of L-carginine-induced acute necrotizing pancreatitis:Inflammatory mediators and endogenous cholecystokinin.J Physiol Paris,2000,94(1):43～50
3，Mizunuma T,Kawamura S,Kishino Y.Effects of injecting excess arginine on rat pancreas.J Nutr,1984,114:467～471
4，Tani S,Itoh H,Okadayash Y,et al.New model of acute necrotizingp pancreatitis induced by excessive doses of arginine of rats.Dig Dis Sci,1990,35:367～374
收稿日期：2000-06-10, 百拇医药