犬木糖醇中毒機制研究進展

蔡麗媛,何玉英,夏兆飛

(中國農業大學動物醫學院,北京 海淀 100193)

木糖醇是一種戊糖醇,甜度與蔗糖相近,廣泛的存在于自然界的果蔬中。隨著木糖醇被廣泛的用作甜味劑和寵物業的發展使犬接觸到的機會增多,導致犬中毒的幾率增加。據美國動物中毒中心報道,在2004～2006年三年間,犬木糖醇中毒的病例逐年倍增[1],國內此類病例也逐年增多。由于木糖醇引起犬的中毒往往是急性的,而且病情嚴重,急需解毒和判斷預后。只有在了解中毒機理的情況下才能進行有效的救治,使犬恢復健康,也只有這樣才能準確的判斷預后。本文主要結合現有的研究,對犬木糖醇中毒機制予以闡述。

1 木糖醇對犬血糖的影響

有報道稱:犬在攝入含木糖醇的口香糖后出現低血糖癥狀,如倦怠、沉郁、昏迷等。在試驗研究中發現犬攝入4.0 g/kg體重,劑量木糖醇20 min血糖下降,50 min血糖達最低值[2],并出現動性下降、沉郁等臨床癥狀。這是由于木糖醇進入犬體內引起胰島素大量分泌造成低血糖。木糖醇是糖代謝的中間體,在動物體內通過糖醛酸途徑、磷酸戊糖途徑、糖酵解途徑分解供能,單位重量的木糖醇能量值為11.7～12.1 k J/g與葡萄糖產熱量相當[3],但木糖醇在犬體內的吸收率低,且分解供能所需的時間較葡萄糖長,所以在進入體內后不足以彌補葡萄糖的消耗,在葡萄糖被大量分解且沒有被及時補充的情況下導致了低血糖。木糖醇降低血糖的機制還可能與促進肝糖原合成使血糖降低、增加胰島素受體敏感性,促進葡萄糖在外周利用有關。

2 木糖醇對犬與胰島素和胰高血糖素分泌的影響

木糖醇在動物體內和體外試驗中均可引起胰島素分泌[4],可使犬、奶牛、山羊體內胰島素分泌激增,但不引起靈長類胰島素大量分泌。木糖醇不僅對胰島素分泌的兩個階段都有促進作用,而且可促進胰島素的合成[5-6]。當犬攝入較高劑量的木糖醇時,血清胰島素濃度升高幅度較大且持續時間長。木糖醇刺激胰島的分泌作用強單糖,也強于其他戊糖醇,如多羥基的阿拉伯糖醇、山梨醇、甘露醇等[7],木糖醇刺激犬胰島素的分泌量是葡萄糖刺激分泌量的2.5～7.0倍[8]。

木糖醇進入人或動物體內引起胰島素分泌的機制大致有3種:(1)磷酸戊糖途徑,即木糖醇進入胰島細胞后,經過磷酸戊糖途徑代謝,轉變為6-磷酸葡萄糖,可刺激胰島素分泌和釋放,并在這一程度上使血糖降低,這一途徑可能與胰島素的分泌有著重要關系。(2)木糖醇在體內代謝產生的6-磷酸葡萄糖對胰島素的分泌無促進作用,而是代謝產生的其他糖類促進了胰島素的分泌,這些糖與葡糖糖在機體內代謝產生的產物和終產物相同[9]。(3)木糖醇通過葡萄糖醛酸-木酮糖途徑代謝產生了大量還原型輔酶Ⅱ(NADPH2),NADPH2刺激胰島β-細胞分泌大量胰島素[10]。Prote,Jun D等人的體內試驗[11-12]和Coore H G等人的體內試驗[13]證明,腎上腺素可阻礙由葡萄糖引起的胰島素分泌。在Montagug W等人[14]的試驗中,腎上腺素也可阻礙木糖醇引起的胰島素分泌。這說明,木糖醇和葡萄糖是通過相似和相同的途徑引起胰島素分泌的,而這種途徑可被腎上腺素阻斷。

由于胰高血糖素是體內糖代謝的另一重要激素并與胰島素的作用拮抗,在糖代謝過程中兩種激素相互作用。在體外試驗中,當木糖醇進入胰島中不僅會引起β-細胞的分泌還會引起胰島中其他細胞的分泌,如引起胰島α-細胞分泌胰高血糖素。木糖醇在體內也可能對胰島其他細胞激素的分泌具有促進作用。

3 木糖醇對犬肝臟的影響

犬在木糖醇中毒后會發生急性肝臟損傷,一些相關生化指標發生變化。有試驗表明[2],谷氨酸氨基轉移酶(ALT)活性在中毒后的4 h內可升高10倍;天門冬氨酸氨基轉移酶(AST)對肝臟疾病更具有特異性,犬在木糖醇中毒后AS T的含量在4 h內達到峰值,其含量相當于中毒前的10倍;目前,沒有犬木糖醇中毒后堿性磷酸酶(A LP)含量變化的報道,但是由于肝臟疾病可能會造成ALP的升高,因此在犬木糖醇中毒時不排除會產生ALP含量的變化;肝膽系統是γ-谷氨酰轉移酶(GGT)的主要來源,可對肝臟的特異性高,但敏感性低,通常在ALT升高后的2～3 d才變化,木糖醇中毒后GG T含量會輕微上升。

犬攝入木糖醇后,胰島素大量分泌引起了犬體內原有的葡萄糖大量分解,而進入體內的木糖醇因異生緩慢不足以補充消耗的葡萄糖,這樣使得利用葡萄糖無氧酵解功能的紅細胞的不到充足的養料而受到破壞。紅細胞破壞后,其中的血紅素釋放入血,使直接膽紅素含量增加。由于肝臟受到損傷,排泄膽紅素的能力下降,使得原本過量產生的膽紅素得不到有效代謝,從而使試驗組血清直接膽紅素和總膽紅素含量增加。由于血清總膽汁酸可以同時反映肝臟分泌狀態、生成攝取、肝細胞損傷程度三個方面的血清總指標[16]據推測在木糖醇中毒時犬血清總膽汁酸(TBA)含量也會出現一定程度的升高。可通過膽汁酸酸排泄試驗來判斷是否引起肝臟實質的損傷和損傷程度。即通過測定犬在禁食12 h(餐前)和進食后2 h(餐后)血清中的總膽汁酸,以確定是否發生肝臟損傷。

4 木糖醇中毒機制研究展望

犬木糖醇中毒機制是復雜的,目前對這一機制的研究極少,現有報道多數以中毒后產生的臨床癥狀為主,少數也只對中毒后犬的某些生理生化指標進行了檢測。總的說來,這一機制的研究還處于起步階段。在今后對犬木糖醇中毒機制的研究可從以下幾方面開展:(1)從糖代謝的角度研究,研究木糖醇對犬正常糖代謝途徑的影響,特別是對糖代謝中間體在犬中毒后的變化進行研究,并與人攝入木糖醇后體內糖代謝的變化進行對比研究。(2)影響糖代謝的激素,如胰島素、胰高血糖素、糖皮質激素等,可以從離子通道水平對其釋放進行研究。(3)對中毒后犬內源性抗氧化機制進行研究。

隨著對這一中毒機制研究的深入,可以為臨床解毒提供更好方案,可對中毒犬進行更有效的救治。

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