不同模拟高度对大鼠营养状态的影响
作者：陈东升 杨家驹 石元刚 张乾勇 范晔 朱俊东
单位：陈东升 杨家驹 石元刚 张乾勇 朱俊东 第三军医大学预防医学系营养与食品卫生学教研室重庆，400038；范晔 成都军区军事医学研究所 昆明，650000
关键词：模拟高原；营养状态
Effects of different simulated altitude on nutritional status of ratsEffects of different simulated altitude on nutritional status of rats
提要 目的：观察大鼠在不同模拟高度下几种微量营养素状态的变化。方法：成年大白鼠按模拟实验高度分4组，采取股动脉放血致死，收集血液样品，测定全血谷胱甘肽还原酶活性系数(BGR-AC值)、全血转羟乙醛酶活性(TPP数应)、全血Vc、血清VE及血清微量元素Zn、Cu、Fe、Mn等。结果：随着高度的上升，大鼠全血BGR-AC值有上升趋势，0～4 000 m差别显著，但4 000～8 000 m差别不显著。TPP效应在6 000 m以下差别均显著。随高度上升血清Vc和VE有下降趋势，微量元素Zn、Fe也下降，Zn最明显，Mn则上升，Cu变化不明显。结论：海拔越高营养素需要量越大。
, http://www.100md.com
中图法分类号 R153.4
已有的研究表明，高原缺氧对动物的营养代谢有明显的影响，补充相应的营养素能提高动物的缺氧耐力[1]，但关于动物在不同模拟高度条件下的营养状态研究报道较少。本研究观察了在不同模拟海拔高度下大鼠的几种重要微量营养素状态的变化，为进一步研究提高人体高原缺氧耐力的途径提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 动物及减压方法
实验采用成年Wister大鼠，每组10只，体重为196±17 g，常备饲料喂养，自然摄取水和食物。模拟海拔高度5 000 m以下时，上升速度为1 000 m/min，上升到5 000 m时，停留3 min,以后按500 m/min上升到各实验高度，在各实验高度上停留8 h。受试动物采用股动脉放血处死，进行各项实验指标的测定。
, 百拇医药
1.2 样品测定方法
全血谷胱甘肽还原酶活性系数(BGR-AC值)采用NADPH法[2]，全血转羟乙醛酶活性(TPP)用苔黑酶比色法测定，以TPP效应表示[3]，全血维生素C(Vc)采用2，4-二硝基苯肼比色法；血清维生素E(VE)采用微量荧光分光法测定；血清微量元素Zn、Cn、Fe、Mn采用原子吸收光谱法测定。
1.3 统计学处理
结果以x±s表示，采用SPLM软件作Student′s t检验。
2 结果
2.1 不同模拟高度对大鼠全血BGR-AC值和TPP效应的影响
随着模拟高度的上升，大鼠全血BGR-AC值有上升的趋势，但从4 000 m到8 000 m间，差别不显著(P>0.05)；TPP效应的变化更加明显，仅6 000 m以上与0 m相比差别显著(P<0.01)
, 百拇医药
2.2 不同模拟高度对大鼠全血Vc含量的影响
全血Vc随高度的上升而明显下降，8 000 m模拟高度与0 m时对照组差别显著(P<0.05)。
2.3 不同模拟高度对大鼠血清VE含量的影响
大鼠血清VE含量随模拟高度的上升而下降，从0～6 000 m均有下降，但差别不显著(P>0.05)。6 000～8 000 m时下降的幅度较大(P<0.05)。
2.4 不同模拟高度对大鼠血清Zn、Cu、Fe和Mn含量的影响
微量元素Zn和Fe含量随高度的升高呈下降趋势，其中Zn含量下降最为显著；各组中Cu的变化不显著，而Mn元素含量随高度的上升而上升，而且在0 m与4 000 m，6 000 m及3 000 m间差异显著，见表1。
, 百拇医药
表1 不同模拟高度对大鼠血清Zn、Cu、Fe、Mn含量的影响(x±s，μg%)
模拟高度(m)
n
Zn
Cu
Fe
Mn
0
10
303.3±47.6
189.7±11.1
859.1±141.0
, http://www.100md.com
7.1±3.3
4 000
7
248.0±42.6*
153.6±28.1
895.0±62.0
14.6±1.7*
6 000
7
219.3±45.7*
166.0±14.3
, http://www.100md.com
601.0±71.1*
18.9±4.7*
8 000
8
155.9±33.7**
173.2±31.8
573.0±77.2**
22.0±5.7**
*：P<0.05,**：P<0.01与0 m比较
3 讨论
, 百拇医药
维生素B1、B2在体内以焦磷酸硫素(TPP)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的形式作为辅酶参与机体的能量代谢和氧化呼吸链的电子传递。机体在高原缺氧条件下，代偿反应导致VB1和VB2的需要量增加[4]，以提高细胞内丙酮酸脱羧和氧化还原反应的效率。本实验测定以TPP为辅酶的红细胞转羟乙醛酶和以FAD为辅酶的谷胱甘肽还原酶的活性系数，直接反映了在不同缺氧条件下FAD和TPP的变化情况。结果表明，随模拟高度的上升，TPP和FAD的缺乏程度越来越大。较以前采用测用尿中VB1和VB2排出量得出的结论更加精确[5]。并进一步说明了用VB1和VB2预防缺氧效应、提高缺氧耐力的可行性。
本实验采用自身能合成Vc的大鼠为对象，在不同模拟高度下，大鼠全面Vc含量随高度上升呈递减趋势，并在上升到8 000 m时，与0 m比较差异显著。说明了缺氧的程度与Vc的需要量相关，同时对大鼠Vc合成能力有损害作用。可能与缺氧条件下脂质过氧化增强有关[6]。
, http://www.100md.com
VE的主要生理作用是抗氧化和维持生物膜的正常功能。高原缺氧条件下VE含量的降低，说明缺氧条件下机体对VE的需要量是增大的，这也与缺氧导致机体脂质过氧化增强有关，因为VE具有消除自由基和脂质过氧化物的功能。
Zn、Cu、Fe和Mn是机体内多种金属酶的组成成分和激活因子。本结果显示，机体缺氧时，体内Zn和Fe水平下降较为显著，Zn水平的降低可能与机体脂质过氧化增强有关，因为锌对机体的脂质过氧化反应有抑制作用[7]，机体缺氧时，组织的脂质过氧化作用增强，这促使Zn从血液向组织的转移。Fe水平的降低可能是：①缺氧导致Hb代偿性的合成增强，需要大量的Fe供给；②一些与能量代谢密切相关的酶代偿性的活性增高，而这些酶的成分含有Fe，如细胞色素氧化酶和琥珀酸脱氢酶。
Cu的水平在急性缺氧下无明显变化，而Mn的水平随缺氧程度加重呈升高趋势，这种变化趋势的原因尚不清楚，可能的解释是：急性高原缺氧对机体主要影响是能量代谢障碍和脂质过氧化增强，在代偿反应过程中，含Zn和Fe的酶对氧的反应较快，而以Cu和Mn为辅基的酶(如铜蓝蛋白、Mn-SOD酶)反应较慢，因此Cu的水平在急性缺氧变化不明显，Mn的升高可能是组织中的Mn向血中转移所致。
, http://www.100md.com
军队医学科研基金资助项目，No.199卫联字第146号
参考文献
1 Belakorskii M S. Vitamins in the process of adaptation to high altitude.Kosm Biol Aoiakosm Med,1984,18(3):4
2 顾景范，陈玉珍，王宗印，等.血清谷胱甘肽还原酶活性系数LGBR-AC值测定方法.营养学报，1982，4(1)：59
3 华西医科大学主编.营养与食品卫学实验教程.成都：华西医科大学出版社，1986.75～77
4 方允中，顾景范 编.高原营养.北京：解放军出版社，1989.105～109
, 百拇医药 5 于志琛，顾景范 编.特殊营养学.北京：科学出版社，1991.62～71
6 陈东升，杨家驹，朱俊东，等.急性缺氧对大鼠血清MDA和多核粒细胞活性氧产生的影响及补充VE的效应.营养学报，1997，19(1)：28
7 Sutkovoi D A. Lipid peroxidation and atpha-tocopherol concentration of the blood in hypoxiadapted rabbits uneryoing acute decompression. Fiziol Zh,1994,38(4):93
(收稿：1998-03-27；修回：1998-09-27), 百拇医药
单位：陈东升 杨家驹 石元刚 张乾勇 朱俊东 第三军医大学预防医学系营养与食品卫生学教研室重庆，400038；范晔 成都军区军事医学研究所 昆明，650000
关键词：模拟高原；营养状态
Effects of different simulated altitude on nutritional status of ratsEffects of different simulated altitude on nutritional status of rats
提要 目的：观察大鼠在不同模拟高度下几种微量营养素状态的变化。方法：成年大白鼠按模拟实验高度分4组，采取股动脉放血致死，收集血液样品，测定全血谷胱甘肽还原酶活性系数(BGR-AC值)、全血转羟乙醛酶活性(TPP数应)、全血Vc、血清VE及血清微量元素Zn、Cu、Fe、Mn等。结果：随着高度的上升，大鼠全血BGR-AC值有上升趋势，0～4 000 m差别显著，但4 000～8 000 m差别不显著。TPP效应在6 000 m以下差别均显著。随高度上升血清Vc和VE有下降趋势，微量元素Zn、Fe也下降，Zn最明显，Mn则上升，Cu变化不明显。结论：海拔越高营养素需要量越大。
, http://www.100md.com
中图法分类号 R153.4
已有的研究表明，高原缺氧对动物的营养代谢有明显的影响，补充相应的营养素能提高动物的缺氧耐力[1]，但关于动物在不同模拟高度条件下的营养状态研究报道较少。本研究观察了在不同模拟海拔高度下大鼠的几种重要微量营养素状态的变化，为进一步研究提高人体高原缺氧耐力的途径提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 动物及减压方法
实验采用成年Wister大鼠，每组10只，体重为196±17 g，常备饲料喂养，自然摄取水和食物。模拟海拔高度5 000 m以下时，上升速度为1 000 m/min，上升到5 000 m时，停留3 min,以后按500 m/min上升到各实验高度，在各实验高度上停留8 h。受试动物采用股动脉放血处死，进行各项实验指标的测定。
, 百拇医药
1.2 样品测定方法
全血谷胱甘肽还原酶活性系数(BGR-AC值)采用NADPH法[2]，全血转羟乙醛酶活性(TPP)用苔黑酶比色法测定，以TPP效应表示[3]，全血维生素C(Vc)采用2，4-二硝基苯肼比色法；血清维生素E(VE)采用微量荧光分光法测定；血清微量元素Zn、Cn、Fe、Mn采用原子吸收光谱法测定。
1.3 统计学处理
结果以x±s表示，采用SPLM软件作Student′s t检验。
2 结果
2.1 不同模拟高度对大鼠全血BGR-AC值和TPP效应的影响
随着模拟高度的上升，大鼠全血BGR-AC值有上升的趋势，但从4 000 m到8 000 m间，差别不显著(P>0.05)；TPP效应的变化更加明显，仅6 000 m以上与0 m相比差别显著(P<0.01)
, 百拇医药
2.2 不同模拟高度对大鼠全血Vc含量的影响
全血Vc随高度的上升而明显下降，8 000 m模拟高度与0 m时对照组差别显著(P<0.05)。
2.3 不同模拟高度对大鼠血清VE含量的影响
大鼠血清VE含量随模拟高度的上升而下降，从0～6 000 m均有下降，但差别不显著(P>0.05)。6 000～8 000 m时下降的幅度较大(P<0.05)。
2.4 不同模拟高度对大鼠血清Zn、Cu、Fe和Mn含量的影响
微量元素Zn和Fe含量随高度的升高呈下降趋势，其中Zn含量下降最为显著；各组中Cu的变化不显著，而Mn元素含量随高度的上升而上升，而且在0 m与4 000 m，6 000 m及3 000 m间差异显著，见表1。
, 百拇医药
表1 不同模拟高度对大鼠血清Zn、Cu、Fe、Mn含量的影响(x±s，μg%)
模拟高度(m)
n
Zn
Cu
Fe
Mn
0
10
303.3±47.6
189.7±11.1
859.1±141.0
, http://www.100md.com
7.1±3.3
4 000
7
248.0±42.6*
153.6±28.1
895.0±62.0
14.6±1.7*
6 000
7
219.3±45.7*
166.0±14.3
, http://www.100md.com
601.0±71.1*
18.9±4.7*
8 000
8
155.9±33.7**
173.2±31.8
573.0±77.2**
22.0±5.7**
*：P<0.05,**：P<0.01与0 m比较
3 讨论
, 百拇医药
维生素B1、B2在体内以焦磷酸硫素(TPP)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的形式作为辅酶参与机体的能量代谢和氧化呼吸链的电子传递。机体在高原缺氧条件下，代偿反应导致VB1和VB2的需要量增加[4]，以提高细胞内丙酮酸脱羧和氧化还原反应的效率。本实验测定以TPP为辅酶的红细胞转羟乙醛酶和以FAD为辅酶的谷胱甘肽还原酶的活性系数，直接反映了在不同缺氧条件下FAD和TPP的变化情况。结果表明，随模拟高度的上升，TPP和FAD的缺乏程度越来越大。较以前采用测用尿中VB1和VB2排出量得出的结论更加精确[5]。并进一步说明了用VB1和VB2预防缺氧效应、提高缺氧耐力的可行性。
本实验采用自身能合成Vc的大鼠为对象，在不同模拟高度下，大鼠全面Vc含量随高度上升呈递减趋势，并在上升到8 000 m时，与0 m比较差异显著。说明了缺氧的程度与Vc的需要量相关，同时对大鼠Vc合成能力有损害作用。可能与缺氧条件下脂质过氧化增强有关[6]。
, http://www.100md.com
VE的主要生理作用是抗氧化和维持生物膜的正常功能。高原缺氧条件下VE含量的降低，说明缺氧条件下机体对VE的需要量是增大的，这也与缺氧导致机体脂质过氧化增强有关，因为VE具有消除自由基和脂质过氧化物的功能。
Zn、Cu、Fe和Mn是机体内多种金属酶的组成成分和激活因子。本结果显示，机体缺氧时，体内Zn和Fe水平下降较为显著，Zn水平的降低可能与机体脂质过氧化增强有关，因为锌对机体的脂质过氧化反应有抑制作用[7]，机体缺氧时，组织的脂质过氧化作用增强，这促使Zn从血液向组织的转移。Fe水平的降低可能是：①缺氧导致Hb代偿性的合成增强，需要大量的Fe供给；②一些与能量代谢密切相关的酶代偿性的活性增高，而这些酶的成分含有Fe，如细胞色素氧化酶和琥珀酸脱氢酶。
Cu的水平在急性缺氧下无明显变化，而Mn的水平随缺氧程度加重呈升高趋势，这种变化趋势的原因尚不清楚，可能的解释是：急性高原缺氧对机体主要影响是能量代谢障碍和脂质过氧化增强，在代偿反应过程中，含Zn和Fe的酶对氧的反应较快，而以Cu和Mn为辅基的酶(如铜蓝蛋白、Mn-SOD酶)反应较慢，因此Cu的水平在急性缺氧变化不明显，Mn的升高可能是组织中的Mn向血中转移所致。
, http://www.100md.com
军队医学科研基金资助项目，No.199卫联字第146号
参考文献
1 Belakorskii M S. Vitamins in the process of adaptation to high altitude.Kosm Biol Aoiakosm Med,1984,18(3):4
2 顾景范，陈玉珍，王宗印，等.血清谷胱甘肽还原酶活性系数LGBR-AC值测定方法.营养学报，1982，4(1)：59
3 华西医科大学主编.营养与食品卫学实验教程.成都：华西医科大学出版社，1986.75～77
4 方允中，顾景范 编.高原营养.北京：解放军出版社，1989.105～109
, 百拇医药 5 于志琛，顾景范 编.特殊营养学.北京：科学出版社，1991.62～71
6 陈东升，杨家驹，朱俊东，等.急性缺氧对大鼠血清MDA和多核粒细胞活性氧产生的影响及补充VE的效应.营养学报，1997，19(1)：28
7 Sutkovoi D A. Lipid peroxidation and atpha-tocopherol concentration of the blood in hypoxiadapted rabbits uneryoing acute decompression. Fiziol Zh,1994,38(4):93
(收稿：1998-03-27；修回：1998-09-27), 百拇医药