缺铁对大鼠胃粘膜血流量的影响机制
作者：王新增 任文海 王振华 陈炳全 张霞
单位：王新增 任文海 陈炳全 中国人民解放军空军临潼疗养院 陕西省西安市 710600; 王振华 张霞 中国人民解放军第三军医大学西南医院消化科 重庆市 400038
关键词：缺血；胃粘膜；血流速度
中国图书馆分类号 R573中国图书馆分类号 R573
Subject headings ischemia; gastric mucosa; blood flow velocity
缺铁(iron deficiency, ID)不仅能引起贫血，还可导致一系列非血液系统功能异常[1]. 对缺铁性贫血(iron deficiency anemia, IDA)的胃肠道症状，我们[2]通过建立IDA大鼠模型，首次从胃肠运动功能改变的角度进行了研究报道. 目前，尚未见对IDA早期的胃肠症状从GMBF改变角度进行研究的报道. 鉴于此，本研究与文献[2]同步观察了IDA大鼠胃粘膜血流量(gastric mucosal blood flow, GMBF)的改变，并检测了胃窦组织的铁含量、cGMP水平及一氧化氮(nitric oxide, NO)含量，以期对ID所致胃肠功能异常及其机制深入探讨.
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1 材料 4wk龄健康Wistar大鼠60只(第三军医大学实验动物研究所提供)，雌雄各半，随机分为IDA模型组(IDA组)和正常对照组(对照组)各30只，按性别分离笼养，分别饲以低铁和正常铁饲料(参考美国AOAC配方[3]，含铁量分别为12.4mg/kg和385.5mg/kg)，自由饮用去离子水，每周测体重(BW)、Hb，8wk末IDA组Hb平均降至80.5g/L，禁食12h后开始实验.
1.2 方法 ①Hb测定：采用高铁氰化法. ②GMBF测定：每组各取10只大鼠，每只腹腔注射10g/L戊巴比妥钠2mL，麻醉后剖腹暴露胃，于大弯侧剪开胃壁0.5cm，插入LDF_Ⅲ(南开大学研制)探头，分别测定胃前后壁、大小弯、幽门部及贲门区GMBF，取均值. 随后剪取胃窦测其铁含量. ③胃窦组织铁含量测定：应用DCP_AES分析仪(美国Beckman公司产品)测定. ④胃窦组织cGMP含量测定：参照文献[4]. 每组各取10只大鼠，腹腔注射 10g/L戊巴比妥钠2mL，麻醉后剖腹取胃窦组织，称重后置入预冷的1mol/L高氯酸(10mL/g)，匀浆，2000r/min离心10min，取0.5mL上清液于试管内，先将cGMP与cAMP分开，即以阴离子交换柱(甲酸型Dowex 1×8)吸附样品，再用不同浓度洗脱(交换下cAMP)，减压，干燥后溶于反应缓冲液，然后行RIA分析. 试剂盒为中国军事医学科学院产品，标记物为3H_ScGMP，国产FJ-2008型液体闪烁计数仪测放射性. ⑤胃窦粘膜组织NO含量测定：采用752型分光光度计(上海分析仪器厂产品)进行比色法测定. 每组10只大鼠，采用上法钳取胃窦粘膜0.1g以手术刀切碎，加生理盐水0.5mL，匀浆，取0.1mL，去蛋白后按试剂盒(第三军医大学临床微生物教研室提供)说明书操作，计算NO含量.
, 百拇医药
统计学处理 采用分组资料t检验(方差不齐者用平方根值代换，直至达到方差齐性要求).
2 结果
IDA大鼠BW， Hb及胃窦组织含铁量的变化，IDA大鼠GMBF(mV)为458±46，显著少于对照组(500±40，P<0.05，表1). IDA大鼠胃窦组织cGMP水平(nmol/L)为2.04±0.68，显著低于对照组(2.78±0.42，P<0.01). IDA大鼠胃窦粘膜组织NO含量(μmol/L)为227±63，显著高于对照组(161±51，P<0.05).
表1 IDA大鼠BW,Hb和胃窦组织铁含量
(
±s)
, 百拇医药
分组
n
BW(g)
Hb(g/L)
铁含量(μg/g)
IDA组
10
242.1±21.1
80.9±12.5b
30.4±8.5b
对照组
10
, http://www.100md.com
246.4±17.8
145.2±11.4
310.8±68.7
bP<0.01，vs 对照组.
3 讨论
对于IDA的胃肠道症状，以往多从外胚层组织、粘膜和肌层组织缺铁及其所致的萎缩性病变加以解释[1]. 我们也观察到IDA大鼠胃肠粘膜存在淋巴细胞浸润兼或萎缩，但程度较轻，可能与模型形成时间较短有关. 结果还表明，IDA大鼠GMBF显著减少，造模后期我们尚观察到部分IDA大鼠大便稀烂，且次数增多，触摸其腹部时挣扎、尖叫程度都与对照组形成明显比较，这除了与其胃肠及幽门括约肌收缩亢进乃至痉挛有关[2]，还提示其胃粘膜处于缺血状态，这些都可以解释临床上IDA患者出现的腹部绞痛、呕吐和腹泻等症状.
, 百拇医药
cGMP是NO的效应物质，能降低平滑肌细胞内Ca2+水平，进而引起平滑肌的舒张. 本研究中IDA大鼠的cGMP显著降低，可使细胞内Ca2+水平升高，这可能是IDA大鼠胃粘膜血管平滑肌收缩亢进、血供减少的分子学基础之一. NO是新发现的一种抑制性终末神经递质，能使血管平滑肌产生舒张反应[5]，且是通过提高效应细胞的cGMP水平而发挥作用. 本研究中IDA大鼠胃粘膜组织NO显著增多，似乎与以上结论矛盾. 已知在鸟苷酸环化酶(guanylatecyclase, GC)中，Fe2+构成其活性中心，NO与其结合并激活GC[6]，从而启动cGMP-Ca2+效应，而本研究显示IDA大鼠胃窦组织铁含量显著减少，故推断胃窦组织缺铁亦造成其血管壁GC活性抑制、进而cGMP产生减少，另外在正常情况下细胞内Ca2+浓度过高时，通过激活NOS，启动NO-GC机制[7]，使cGMP水平升高，Ca2+水平下降，而维持平滑肌细胞的良好舒张性，一旦GC活性抑制，这种反馈调节作用受限，则平滑肌处于过度兴奋状态. 而IDA大鼠粘膜组织中NO较正常大鼠增多，可能属一种代偿反应.
, http://www.100md.com
通讯作者：王新增
参考文献
1 秦振庭，王如文，主编. 小儿血液病学. 第2版. 上海：上海科学技术出版社，1982：441-451
2 任文海，王新增，王振华，李明登. 缺铁性贫血大鼠小肠推进功能的改变及其相关机制的研究. 华人消化杂志，1998；6：1030-1032
3 Horwitz W. Official methods of analysis of the association of official analytical chemists 14thed. Washington: Association of Official Analytic Chemists, 1984:880-882
4 李仪奎主编. 中药药理实验方法学. 第1版. 上海：上海科学技术出版社，1991：260-264
, http://www.100md.com
5 Schemann M, Schaaf C. Differential projection of cholinergic and nitroxidergic neurons in the myenteric plexus of guinea pig stomach. Am J Physiol, 1995;269:G186-G195
6 Graven PA, DeRubeRtis FR. Restoration of the responsiveness of purified guanylate cyclase to nitrosoguanidine, nitric oxide, and related activators for involvement of the paramagnetic nitrosyl heme complex in enzyme activation. J Biol Chem, 1978;253:8433-8443
7 Busse R, Mulsch A. Calcium_dependent nitric oxide synthesis in endothelial cytosol is mediated by calmodulin. FEBS Lett, 1990;265:133-136ISSN 1007-9319 CN 14-1218/R 世界华人消化杂志，1999;7(10):894
收稿日期 1999-07-14 修回日期 1999-08-14, http://www.100md.com
单位：王新增 任文海 陈炳全 中国人民解放军空军临潼疗养院 陕西省西安市 710600; 王振华 张霞 中国人民解放军第三军医大学西南医院消化科 重庆市 400038
关键词：缺血；胃粘膜；血流速度
中国图书馆分类号 R573中国图书馆分类号 R573
Subject headings ischemia; gastric mucosa; blood flow velocity
缺铁(iron deficiency, ID)不仅能引起贫血，还可导致一系列非血液系统功能异常[1]. 对缺铁性贫血(iron deficiency anemia, IDA)的胃肠道症状，我们[2]通过建立IDA大鼠模型，首次从胃肠运动功能改变的角度进行了研究报道. 目前，尚未见对IDA早期的胃肠症状从GMBF改变角度进行研究的报道. 鉴于此，本研究与文献[2]同步观察了IDA大鼠胃粘膜血流量(gastric mucosal blood flow, GMBF)的改变，并检测了胃窦组织的铁含量、cGMP水平及一氧化氮(nitric oxide, NO)含量，以期对ID所致胃肠功能异常及其机制深入探讨.
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1 材料和方法
1.1 材料 4wk龄健康Wistar大鼠60只(第三军医大学实验动物研究所提供)，雌雄各半，随机分为IDA模型组(IDA组)和正常对照组(对照组)各30只，按性别分离笼养，分别饲以低铁和正常铁饲料(参考美国AOAC配方[3]，含铁量分别为12.4mg/kg和385.5mg/kg)，自由饮用去离子水，每周测体重(BW)、Hb，8wk末IDA组Hb平均降至80.5g/L，禁食12h后开始实验.
1.2 方法 ①Hb测定：采用高铁氰化法. ②GMBF测定：每组各取10只大鼠，每只腹腔注射10g/L戊巴比妥钠2mL，麻醉后剖腹暴露胃，于大弯侧剪开胃壁0.5cm，插入LDF_Ⅲ(南开大学研制)探头，分别测定胃前后壁、大小弯、幽门部及贲门区GMBF，取均值. 随后剪取胃窦测其铁含量. ③胃窦组织铁含量测定：应用DCP_AES分析仪(美国Beckman公司产品)测定. ④胃窦组织cGMP含量测定：参照文献[4]. 每组各取10只大鼠，腹腔注射 10g/L戊巴比妥钠2mL，麻醉后剖腹取胃窦组织，称重后置入预冷的1mol/L高氯酸(10mL/g)，匀浆，2000r/min离心10min，取0.5mL上清液于试管内，先将cGMP与cAMP分开，即以阴离子交换柱(甲酸型Dowex 1×8)吸附样品，再用不同浓度洗脱(交换下cAMP)，减压，干燥后溶于反应缓冲液，然后行RIA分析. 试剂盒为中国军事医学科学院产品，标记物为3H_ScGMP，国产FJ-2008型液体闪烁计数仪测放射性. ⑤胃窦粘膜组织NO含量测定：采用752型分光光度计(上海分析仪器厂产品)进行比色法测定. 每组10只大鼠，采用上法钳取胃窦粘膜0.1g以手术刀切碎，加生理盐水0.5mL，匀浆，取0.1mL，去蛋白后按试剂盒(第三军医大学临床微生物教研室提供)说明书操作，计算NO含量.
, 百拇医药
统计学处理 采用分组资料t检验(方差不齐者用平方根值代换，直至达到方差齐性要求).
2 结果
IDA大鼠BW， Hb及胃窦组织含铁量的变化，IDA大鼠GMBF(mV)为458±46，显著少于对照组(500±40，P<0.05，表1). IDA大鼠胃窦组织cGMP水平(nmol/L)为2.04±0.68，显著低于对照组(2.78±0.42，P<0.01). IDA大鼠胃窦粘膜组织NO含量(μmol/L)为227±63，显著高于对照组(161±51，P<0.05).
表1 IDA大鼠BW,Hb和胃窦组织铁含量
(
±s), 百拇医药
分组
n
BW(g)
Hb(g/L)
铁含量(μg/g)
IDA组
10
242.1±21.1
80.9±12.5b
30.4±8.5b
对照组
10
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246.4±17.8
145.2±11.4
310.8±68.7
bP<0.01，vs 对照组.
3 讨论
对于IDA的胃肠道症状，以往多从外胚层组织、粘膜和肌层组织缺铁及其所致的萎缩性病变加以解释[1]. 我们也观察到IDA大鼠胃肠粘膜存在淋巴细胞浸润兼或萎缩，但程度较轻，可能与模型形成时间较短有关. 结果还表明，IDA大鼠GMBF显著减少，造模后期我们尚观察到部分IDA大鼠大便稀烂，且次数增多，触摸其腹部时挣扎、尖叫程度都与对照组形成明显比较，这除了与其胃肠及幽门括约肌收缩亢进乃至痉挛有关[2]，还提示其胃粘膜处于缺血状态，这些都可以解释临床上IDA患者出现的腹部绞痛、呕吐和腹泻等症状.
, 百拇医药
cGMP是NO的效应物质，能降低平滑肌细胞内Ca2+水平，进而引起平滑肌的舒张. 本研究中IDA大鼠的cGMP显著降低，可使细胞内Ca2+水平升高，这可能是IDA大鼠胃粘膜血管平滑肌收缩亢进、血供减少的分子学基础之一. NO是新发现的一种抑制性终末神经递质，能使血管平滑肌产生舒张反应[5]，且是通过提高效应细胞的cGMP水平而发挥作用. 本研究中IDA大鼠胃粘膜组织NO显著增多，似乎与以上结论矛盾. 已知在鸟苷酸环化酶(guanylatecyclase, GC)中，Fe2+构成其活性中心，NO与其结合并激活GC[6]，从而启动cGMP-Ca2+效应，而本研究显示IDA大鼠胃窦组织铁含量显著减少，故推断胃窦组织缺铁亦造成其血管壁GC活性抑制、进而cGMP产生减少，另外在正常情况下细胞内Ca2+浓度过高时，通过激活NOS，启动NO-GC机制[7]，使cGMP水平升高，Ca2+水平下降，而维持平滑肌细胞的良好舒张性，一旦GC活性抑制，这种反馈调节作用受限，则平滑肌处于过度兴奋状态. 而IDA大鼠粘膜组织中NO较正常大鼠增多，可能属一种代偿反应.
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通讯作者：王新增
参考文献
1 秦振庭，王如文，主编. 小儿血液病学. 第2版. 上海：上海科学技术出版社，1982：441-451
2 任文海，王新增，王振华，李明登. 缺铁性贫血大鼠小肠推进功能的改变及其相关机制的研究. 华人消化杂志，1998；6：1030-1032
3 Horwitz W. Official methods of analysis of the association of official analytical chemists 14thed. Washington: Association of Official Analytic Chemists, 1984:880-882
4 李仪奎主编. 中药药理实验方法学. 第1版. 上海：上海科学技术出版社，1991：260-264
, http://www.100md.com
5 Schemann M, Schaaf C. Differential projection of cholinergic and nitroxidergic neurons in the myenteric plexus of guinea pig stomach. Am J Physiol, 1995;269:G186-G195
6 Graven PA, DeRubeRtis FR. Restoration of the responsiveness of purified guanylate cyclase to nitrosoguanidine, nitric oxide, and related activators for involvement of the paramagnetic nitrosyl heme complex in enzyme activation. J Biol Chem, 1978;253:8433-8443
7 Busse R, Mulsch A. Calcium_dependent nitric oxide synthesis in endothelial cytosol is mediated by calmodulin. FEBS Lett, 1990;265:133-136ISSN 1007-9319 CN 14-1218/R 世界华人消化杂志，1999;7(10):894
收稿日期 1999-07-14 修回日期 1999-08-14, http://www.100md.com