高糖高脂饮食对兔肝、肾、心肌和胰腺纤维化的差异性影响(1)
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【摘要】 目的 研究长期高糖高脂饮食对新西兰兔肝、肾、心肌和胰腺纤维化进程的差异性影响。方法 雄性兔10只喂基础饲料为对照组，10只喂高糖高脂饲料为模型组。每月末测空腹血糖和甘油三酯(TG)。5个月后，分离肝、肾、心和胰，计算各脏器重量系数，测组织匀浆中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和羟脯氨酸(Hyp)水平，VG染色测组织中胶原纤维面积百分比以评价纤维化程度。结果 与对照组相比，模型组1个月后TG升高，3个月后血糖升高；5个月后肝的重量系数明显升高，而肾、心的差异不明显；肝、肾、心肌和胰腺组织匀浆中MDA含量增加，而SOD活性下降(P<0.01)；肝、肾和心肌组织中Hyp含量和胶原纤维面积升高(P<0.05或P<0.01)，而胰腺组织中升高不明显(P>0.05)。结论 高糖高脂饮食对新西兰兔肝、肾、心肌和胰腺纤维化进程的影响具有差异性，以肝、肾纤维化为显著，心肌纤维化次之，胰腺纤维化不明显。
【关键词】 高糖高脂饮食；器官纤维化；新西兰兔
肝、肾、心肌、胰腺等主要器官的纤维化是进一步向器官硬化发展，甚至功能衰竭的重要中间环节和必经途径，严重威胁人类健康和生命。不同器官发生纤维化的病因与机制不同，但其主要病理改变为组织器官内纤维结缔组织增多，实质细胞减少，持续进展可致器官结构破坏和功能减退，乃至衰竭[1]。研究证实，不同类型的高脂饮食可诱导动物发生肝纤维化[2]、肾小管间质纤维化[3]、心肌纤维化[4]和胰腺纤维化[5]。然而，饮食致肝、肾、心和胰腺等不同器官纤维化的横向比较，尚未有类似研究报道。因此，本实验拟观察高糖、高饱和脂肪饮食对兔肝、肾、心肌和胰腺纤维化的影响，为研究饮食与器官纤维化之间关系提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 动物分组 清洁级雄性新西兰兔，体重2 kg左右，购自南华大学实验动物学部。随机分为对照组和模型组，前者喂养基础饲料，后者喂养高糖高脂饲料(含37%蔗糖、10%猪油和53%基础饲料)，每组10只。每天喂食饲料100 g，自由饮水。
1.2 血浆生化检测 每月末从禁食过夜的兔耳缘静脉取血，肝素抗凝，在BECKMAN LX20全自动生化分析仪上检测血糖(Glu)、甘油三酯(TG)。
1.3 器官重量系数 5个月后放血处死动物，分离肝、肾、心和胰腺，剔除表面的脂肪和筋膜，滤纸吸去血液后称重，计算各脏器系数，即(脏器重量/体重)×100%。
1.4 组织匀浆生化检测 取肝、肾、心肌和胰腺组织，冰浴下制备10%匀浆，离心后取上清用双缩脲法测蛋白含量，按试剂盒的方法测超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)和羟脯氨酸(Hyp)的含量，试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。
1.5 VG染色 常规病理切片，Van Gieson(VG)染色，每张切片随机选10个低倍视野，Polaroid公司PIPS-2020病理图像系统测胶原纤维面积(即红染区域)百分比。
1.6 统计学处理 采用SPSS 17.0软件进行统计分析，计量数据用t检验，胶原纤维面积用Mann-Whitney检验，以x±s表示，P<0.05表示组间差异有统计学意义。
2 结果
2.1 空腹血糖和甘油三酯 如图1所示，模型组TG水平从第1个月末起即明显升高 (P<0.05)，Glu从第3个月末起显著升高 (P<0.05)，均于第5个月末达到高峰 (P<0.01)。
图1 高糖高脂饮食对新西兰兔空腹血糖和甘油三酯的影响(与对照组比较，* P<0.05，** P<0.01)
2.2 器官外观和重量系数 对照组肝脏外形正常，色红褐，质地柔软，重量为(102.37±11.42) g，重量系数为(4.31±0.67) %。模型组肝脏明显增大，外形饱满圆钝，色泽灰黄，切面油腻，质地较脆，重量为(146.58±13.27) g，重量系数为(7.62±1.50) %，明显高于对照组 (P<0.01)。而肾脏和心脏的外观、重量系数并无明显差异 (P>0.05)。兔胰腺分布较散，不易准确收集，故未测其重量。结果见表1。
2.3 组织匀浆生化指标 如表1所示，与对照组相比，模型组肝、肾、心肌和胰腺组织匀浆中SOD活性明显降低，而MDA含量明显升高，差异均有统计学意义 (P<0.01)。
模型组肝、肾和心肌组织Hyp含量与对照组相比明显增多 (P<0.01)，而胰腺组织中Hyp含量虽较对照组升高，但差异无统计学意义 (P>0.05)。
2.4 VG染色 模型组肝细胞间、肝小叶间和汇管区有大量红染的胶原纤维增生，形成纤维间隔，胶原纤维面积为(13.23±2.61)%；而对照组仅在血管周围和小叶间隔可见少许红染的胶原纤维，面积为(7.57±1.48)% (P<0.01)。
模型组肾间质纤维状细胞和胶原纤维显著增生，呈灶状分布，部分肾小球硬化、坏死；胶原纤维面积为(12.56±3.41)%，显著高于对照组(6.85±1.87)% (P<0.01)。
对照组可见排列整齐的心肌纤维，呈棕黄色，间质有少量红染的胶原纤维，面积为(5.19±1.34)%；而模型组心肌纤维排列较紊乱，间质的胶原纤维沉积明显增多，面积为(7.28±1.63)% (P<0.05)。
模型组胰腺腺泡和胰小叶间及血管周围可见红染的胶原纤维沉积，面积为(4.58±1.02)%；而对照组仅在血管周围可见少许红染的胶原纤维，面积为(3.69±0.87)% (P>0.05)。
3 讨论
器官纤维化是组织器官对损伤因素的一种修复反应，藉以保持器官的相对完整性。但在过度失控的修复过程中，过量的细胞外基质(ECM)沉积在组织内，导致器官纤维化的发生[1]。器官纤维化的病理基础就是胶原纤维增多，降解不足而导致ECM的过度沉积[6]。本实验中，运用VG染色可特异性将胶原纤维染成红色，结果显示模型组肝、肾组织胶原纤维面积比对照组分别增加74.77%和83.36%(P<0.01)；心肌组织胶原纤维面积比对照组增加40.27%(P<0.05)；而胰腺组织中胶原纤维增生虽有升高的趋势，但差异无统计学意义(P>0.05)。这说明高糖高脂饮食喂养新西兰兔5个月对肝、肾、心肌和胰腺纤维化进程的影响具有差异性，以肝、肾纤维化为显著，心肌纤维化次之，胰腺纤维化不明显。
羟脯氨酸(Hyp)是一种非必需氨基酸，为构成胶原蛋白的特有成分，而胶原是器官纤维化时细胞外基质的主要成分[7]，故检测组织中Hyp含量能客观反映胶原纤维的代谢情况和纤维化的程度。本实验中模型组肝、肾和心肌组织中Hyp含量明显增多(P<0.01) ......
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