急进高原大鼠胃肠型应激损伤及其机制#

李莲顺，康文娟，李永芳，杨 梅*

(1.青海省海东市乐都区人民医院；2.青海大学医学院)

高原低氧可引起机体复杂的病理生理变化，对机体产生各种不良影响，过去人们主要关注高原低氧对心、肺和脑等重要脏器的损伤，但现在越来越多的证据表明[1-3]，高原低氧会损伤胃肠功能，出现食欲下降、恶心、呕吐、腹痛、腹泻等消化系统症状，严重者还会出现胃十二指肠糜烂或溃疡出血，甚至穿孔，严重影响新入高原者。

胃肠功能受到神经和体液多层次的复杂调控。急进高原引起的机体消化系统功能损伤，可能与机体对低氧、寒冷的高原环境产生应激而导致神经体液系统功能紊乱、胃肠激素分泌异常等有关[4-6]。进一步加强高原低氧环境下对机体胃肠道粘膜损伤及胃肠激素变化的研究，对进驻高原人群所致胃肠应激性损伤的早期预防和治疗具有积极作用，对促进急进高原人群的高原习服并提高其生活质量具有重要意义。本研究主要观察急进高原(海拔4370m)大鼠在不同时间的胃粘膜损伤及血清胃泌素(gastrin，GAS)、内皮素(endothelin，ET)、磷脂酶A2(phospholipase A2，PLA2)、前列腺素E2(prostaglandin，PGE2)和血浆胃动素(motilin，MTL)水平的变化。

1 材料与方法

1.1 实验试剂及仪器选择

大鼠GAS、MTL、ET、PLA2和PGE2ELISA试剂盒均购自伊莱瑞特生物科技股份有限公司；pH S-2C型精密酸度计购自上海雷磁仪器厂，xMarkTM型酶标仪购自美国Bio-Rad公司。

1.2 实验动物及分组

清洁级SD大鼠60只，雌雄各半，体质量(220±20)g，购自西安交通大学实验动物中心[合格证号：SCXK(陕)2012-003]。将大鼠随机分为6组(每组10只)：对照组、急进高原2天组、急进高原4天组、急进高原6天组、急进高原8天组和急进高原10天组。对照组大鼠从西安运至西宁(海拔2260m)后，立即进行取材实验，其余各组第二天均运至果洛州玛沁县当洛乡(海拔4370m)，分别饲养 2、4、6、8、10 天时进行高原实地现场实验。

1.3 胃液量和胃液pH值测定

各组实验大鼠均以20%乌拉坦(0.5mL·100g-1体重)行腹腔注射麻醉，沿腹中线打开腹腔，结扎贲门和幽门，取出全胃。用注射器抽取胃液放入5 mL试管中离心(1500r/min)10 min，吸取上清液，测量其体积，精确记录胃液量，并采用精密酸度仪测pH值。

1.4 胃黏膜溃疡指数(Ulcer index，UI)测定

实验大鼠按上述方法取出全胃后，从幽门处向胃腔内注射10%甲醛5 mL固定，30 min后沿胃大弯剪开胃壁使黏膜面外翻，用冰生理盐水冲洗胃腔内残留物及黏膜表面上的血迹，将黏膜面向上展平于玻璃板上，在放大镜(10×)下观察胃黏膜损伤情况。按照Guth标准[7]计算溃疡指数，溃疡<1 mm为1分，1～2 mm为2分，2～3 mm为3分，3～4 mm为4分，大于4 mm将其分段计分，病灶宽度>1 mm时加倍计分，每只动物的所有积分相加得到的总分即为该动物的溃疡指数。

1.5 血清GAS、ET、PLA2、PGE2及血浆MTL测定

从大鼠腹主动脉取血，室温下静置30 min，离心(3000r/min)15 min，分离血清和血浆，采用ELISA法分别测定(操作按说明书进行)大鼠血清GAS、ET、PLA2、PGE2和血浆MTL含量。

1.6 统计学处理

2 结果

2.1 急进高原大鼠不同时间胃黏膜的变化

大鼠急进高原第2、4、6、8、10天的胃黏膜均有不同程度的点状或线状出血、糜烂及溃疡形成；对照组大鼠的胃黏膜表面光滑，皱襞整齐清晰(图1)。

图1急进高原不同时间大鼠胃黏膜的变化

Figure1Changesofgastricmucosainducedbyrapidenteringintotheplateauatdifferenttimesinrats

2.2 急进高原大鼠不同时间胃黏膜组织溃疡指数、胃液量和pH值的变化

与对照组相比，急进高原第2天的大鼠胃液量明显减少，胃液的pH值明显增大，胃黏膜溃疡指数升高(但无统计学意义)；而第4、6、8、10天胃液量无明显变化，胃液的pH值明显减小，胃黏膜溃疡指数明显升高；在高原现场的研究显示，急进高原对胃液量的影响不大，仅在第2天时减少；急进高原的4～10天内，大鼠胃液的pH值和胃黏膜溃疡指数明显升高(表1)。

Table 1Changes of gastric mucosal ulcer index， the volume and pH value of gastric juice induced by rapidentering into the plateau at different times in

*：与西宁对照组比，P<0.05，**：P<0.01。

2.3 急进高原大鼠不同时间血清GAS、ET及血浆MTL的变化

与西宁对照组相比，急进高原第2天的大鼠血清GAS水平明显升高，其余时间没有显著性差异；急进高原的第 2、4、10 天，大鼠血清ET均明显高于西宁对照组，其余时间没有显著性差异；急进高原的4～10天内，大鼠血浆MTL水平没有显著变化(表2)。

Table 2Changes of serum GAS，ET and plasma MTL induced by rapid entering into theplateau at different times in

*：与西宁对照组比，P<0.05。

2.4 急进高原大鼠不同时间血清PLA2、PGE2的变化

与西宁对照组相比，急进高原第2、4、10天的大鼠血清PLA2水平明显降低；急进高原第2、4、6、8、10天的大鼠血清PGE2水平无明显差别(表3)。

Table 3Changes of serum PLA2 and PGE2 induced by rapid entering into theplateau at different times in

*：与西宁对照组比，P<0.05。

3 讨论

急进高原时，短期低氧、寒冷的刺激可诱发机体产生应激性损伤，主要表现为急性肺水肿、脑水肿等[8]。高原胃肠应激反应可导致胃黏膜糜烂、溃疡等急性胃黏膜损伤[9-10]。本研究发现，大鼠急进高原的第2、4、6、8、10天，胃黏膜均有不同程度的点状或线状出血、糜烂及溃疡形成，而且从第4天开始，胃黏膜溃疡指数明显增加，而在6～10天时溃疡指数相对稳定。进一步证实了急进高原可引起高原低氧应激性溃疡，尤其是急进高原的第8天最明显。胃酸分泌增多是应激性溃疡的主要特征，也是导致消化道黏膜应激损伤的重要因素。本实验中，随着大鼠急进高原时间增加(4～10天)其胃液的pH值逐渐减小，第10天时最小，提示高原低氧可引起胃酸分泌增多，使过量H+反流入细胞内，胃黏膜内酸碱平衡失调，导致急性胃黏膜损伤。但急进高原对胃液量的影响不大，仅在第2天时出现减少现象。

越来越多的证据表明[11-12]，高原低氧所致急性胃黏膜损伤与低氧应激引起的胃肠激素分泌紊乱有关。目前国内外已发现的胃肠激素有60多种，广泛分布于人体内，对胃肠生理功能有重要的调节作用。

GAS是由胃窦和十二指肠粘膜G细胞分泌的一种重要的胃肠激素，除分布于胃液和肠液中外，也存在于血液中，主要作用有刺激胃酸分泌，促进胃黏膜增生，使幽门括约肌和胃窦收缩[13-14]。本研究发现，急进高原第2天大鼠的血清GAS水平明显升高，而至第4、6、8、10天时再无明显变化，这说明高胃泌素血症可能是高原低氧应激性胃黏膜损伤的发病原因之一，尤其是在急进高原的早期。

MTL是由肠黏膜 M细胞分泌，多分布于胃肠黏膜和神经系统，属于兴奋胃肠运动的一种脑肠肽，可强烈刺激消化道机械运动和电活动，诱发胃强烈收缩及小肠分节运动，促进胃排空和小肠平滑肌推进活动，对胃肠道起清扫作用。研究发现[15-16]，高原低氧环境可引起机体血浆MTL水平下降。但本实验显示，急进高原第2、4、6、8、10天大鼠的血浆MTL水平无明显变化，可能与实验的样本量少或机体存在代偿有关。

ET是由内皮细胞合成分泌的一种脑肠肽，存在于整个胃肠道，具有强烈的缩血管作用，可引起胃黏膜血管持续强烈的收缩，减少胃黏膜血流量，导致胃黏膜缺血、糜烂及溃疡的发生。国内外研究表明，大鼠应激状态下ET-1明显升高，胃黏膜血流量明显减少，ET-1可能参与了应激性溃疡发生的病理生理过程，是应激性溃疡的重要致病因子[17-19]。本实验发现，急进高原的第2、4、10天大鼠的血清ET明显升高，进一步佐证了ET是高原低氧应激诱发急性胃黏膜损伤的重要机制之一。

PLA2是花生四烯酸、前列腺素等生物活性物质生成的一种重要限速酶，细胞膜中的磷脂在PLA2的催化下释放出花生四烯酸，花生四烯酸继而在环氧化酶的作用下形成PGE2等前列腺素类[20]。有研究证明[21-23]，PGE2有很强的抑制胃酸和胃蛋白酶原分泌，刺激黏液和碳酸氢盐分泌，扩张血管，增加胃黏膜血流量，促进胃黏膜上皮细胞更新、增殖等作用，在胃黏膜防御机制中起重要作用。本研究中，急进高原第2、4、10天大鼠的血清PLA2水平明显降低，但血清PGE2水平无明显改变。说明急进高原环境可降低血清PLA2水平，PLA2的下降可能使花生四烯酸释放减少，从而引起前列腺素类物质生成减少，但本实验结果中PGE2的生成并没有明显减少，有可能其他前列腺素类物质如前列环素PGI2等减少，使胃黏膜失去了前列腺素的保护作用，胃黏膜屏障功能下降，导致急性胃黏膜损伤。

综上所述，大鼠急进高原后，由于高原低氧等环境的刺激致机体处于严重的应激反应状态，使胃肠激素分泌紊乱，引起胃黏膜屏障功能受损，胃酸分泌增多，致急性胃黏膜损伤。因此，对急进高原者可通过调节胃肠激素分泌降低胃肠型高原反应的发生。