戰(zhàn)爭(zhēng)應(yīng)激環(huán)境對(duì)大鼠胃腸功能影響的研究

魯建國(guó),包國(guó)強(qiáng),王勝智,袁利娟,魏 剛,劉灃濤

(第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院普通外科，陜西 西安 710038)

·基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)·

戰(zhàn)爭(zhēng)應(yīng)激環(huán)境對(duì)大鼠胃腸功能影響的研究

魯建國(guó),包國(guó)強(qiáng),王勝智,袁利娟,魏 剛,劉灃濤

(第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院普通外科，陜西 西安 710038)

目的：研究戰(zhàn)爭(zhēng)應(yīng)激環(huán)境對(duì)大鼠胃腸功能的損傷和影響并探討其機(jī)理. 方法：將SD大鼠分為睡眠剝奪應(yīng)激組、槍擊音應(yīng)激組、復(fù)合環(huán)境應(yīng)激組(睡眠障礙和槍擊音應(yīng)激)和對(duì)照組4組，應(yīng)激組分別給予應(yīng)激處理36 h和72 h，正常給食，對(duì)照組正常飼養(yǎng). 檢測(cè)不同組大鼠血清激素水平的變化，包括內(nèi)啡肽、丙二醛、SOD、促腎上腺皮質(zhì)激素、腎上腺素、生長(zhǎng)抑素、胃動(dòng)素、皮質(zhì)醇、胃泌素、血管活性腸肽. 結(jié)果：睡眠剝奪組大鼠、槍擊音應(yīng)激組大鼠和復(fù)合環(huán)境應(yīng)激組(睡眠障礙和槍擊音應(yīng)激)大鼠血清中內(nèi)啡肽、生長(zhǎng)抑素及SOD與對(duì)照組相比，活性顯著升高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，且與應(yīng)激時(shí)間長(zhǎng)短呈正相關(guān)；丙二醛、促腎上腺皮質(zhì)激素、腎上腺素、胃動(dòng)素、皮質(zhì)醇、胃泌素及血管活性腸肽與對(duì)照組相比，濃度降低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，且與應(yīng)激時(shí)間呈負(fù)相關(guān)；不同應(yīng)激組間比較，以上激素的變化均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01). 結(jié)論：戰(zhàn)爭(zhēng)應(yīng)激條件下，會(huì)導(dǎo)致胃腸道相關(guān)激素發(fā)生變化，進(jìn)而引起胃腸道功能的紊亂.

戰(zhàn)爭(zhēng)應(yīng)激；血清激素；胃腸道激素；胃腸功能

0 引言

隨著科技的進(jìn)步及大量高新技術(shù)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的應(yīng)用，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)無(wú)論在強(qiáng)度上還是廣度上，都達(dá)到前所未有的程度，世界各國(guó)在發(fā)展高精尖武器的同時(shí)，也在大力研究如何加強(qiáng)對(duì)自身指戰(zhàn)員的防護(hù). 其中，研究在戰(zhàn)爭(zhēng)條件下如何防護(hù)各類(lèi)刺激因素對(duì)參戰(zhàn)人員的心理及機(jī)體生理功能的不利影響是其重要方面. 在戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境下，除了各類(lèi)武器造成的物理性損傷外，如噪音、溫度、海拔等環(huán)境因素也都會(huì)對(duì)機(jī)體各系統(tǒng)功能造成廣泛的影響，導(dǎo)致機(jī)體各種功能失調(diào)紊亂，嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致非戰(zhàn)斗減員的發(fā)生. 研究資料表明，胃腸功能紊亂和消化性潰瘍?cè)趹?zhàn)時(shí)的發(fā)病率很高. 槍擊噪音與睡眠障礙是戰(zhàn)時(shí)對(duì)戰(zhàn)士產(chǎn)生重大影響的重要環(huán)境應(yīng)激原.

雖然學(xué)者們?cè)趹?yīng)激對(duì)胃腸道的影響上做了較大量的實(shí)驗(yàn)和臨床研究，并對(duì)其相關(guān)的機(jī)理進(jìn)行了探討，但既往人們多應(yīng)用單一應(yīng)激因素對(duì)胃腸道的生物學(xué)效應(yīng)進(jìn)行研究[1-4]. 而且，對(duì)于戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境對(duì)胃腸道的生物學(xué)效應(yīng)的基礎(chǔ)研究也相對(duì)較少，尤其對(duì)于多種、復(fù)合應(yīng)激因素的影響目前研究報(bào)道者鮮見(jiàn). 因而本研究對(duì)單一應(yīng)激和復(fù)合應(yīng)激等戰(zhàn)爭(zhēng)應(yīng)急環(huán)境對(duì)大鼠消化功能的損傷和影響進(jìn)行分析，并探討其機(jī)理. 而后給予相應(yīng)的預(yù)防和治療措施，探索戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境相關(guān)消化疾病的防治方法，為預(yù)防未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)應(yīng)激提供可靠的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力.

我們以往研究證實(shí)，槍擊噪音與睡眠障礙可引起大鼠胃粘膜的損傷，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生存質(zhì)量. 海軍總院的李仲孝等[5]模擬艦船機(jī)艙內(nèi)的噪音環(huán)境，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)噪音暴露可以導(dǎo)致大鼠記性胃粘膜損傷，同時(shí)，對(duì)潰瘍的愈合起明顯的負(fù)性作用. 許濤等[6]通過(guò)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)研究組中的新兵血漿胃腸激素濃度的變化參與了軍事應(yīng)激導(dǎo)致胃腸疾病的發(fā)生機(jī)制. 以上這些證據(jù)說(shuō)明軍事應(yīng)激對(duì)胃腸道的影響是多方面的，本研究初步探索了槍擊噪音和睡眠障礙對(duì)大鼠胃腸道相關(guān)激素水平的影響.

1 材料和方法

1.1 睡眠障礙及復(fù)合應(yīng)激模型[7]實(shí)驗(yàn)用光照培養(yǎng)箱，長(zhǎng)為50 cm，寬為20 cm，高為60 cm，每箱裝1只大鼠. 睡眠剝奪組大鼠分別置于直徑為6 cm，高8 cm的玻璃小站臺(tái)上,，周?chē)撬h(huán)境，水深 3 cm,平臺(tái)在水面以上5 cm，培養(yǎng)箱壁上固定卡子，于平臺(tái)之上14 cm 處放籠罩, 籠罩以平行的不銹鋼絲制成, 兩側(cè)擺放上面放水和食物. 水溫和室溫保持在25℃,每日換水并打掃實(shí)驗(yàn)箱. 睡眠剝奪組大鼠在小臺(tái)上屈曲而立,在睡眠時(shí),由于伴隨全身肌肉松弛和節(jié)律性垂頭,大鼠落入水中而驚醒,再爬上站臺(tái). 培養(yǎng)箱內(nèi)給予40 W日光燈持續(xù)照射，溫度維持在25℃左右. 培養(yǎng)箱頂部有將一層格擋，可放置小型音響，音箱內(nèi)錄有槍炮聲音.

實(shí)驗(yàn)分為4組，睡眠剝奪應(yīng)激組、槍擊音應(yīng)激組、復(fù)合環(huán)境應(yīng)激組(睡眠障礙和槍擊音應(yīng)激)和對(duì)照組. 每組10只SD大鼠，應(yīng)激組分別給予應(yīng)激處理36 h、72 h，正常給食，對(duì)照組正常飼養(yǎng).

1.2 ELISA 檢測(cè)不同分組大鼠血清激素水平的變化

1.2.1 血清的分離 取大鼠外周血，室溫靜置3 h，4000 r/m，離心10 min，取上層血清.

1.2.2 ELISA 檢測(cè)激素水平 激素水平的檢測(cè)通過(guò)酶聯(lián)免疫分析(ELISA)試劑盒(西安科昊生物技術(shù)公司).

2 結(jié)果

與對(duì)照組相比較，睡眠障礙組、槍擊應(yīng)激組、復(fù)合應(yīng)激組大鼠血清中的內(nèi)啡肽、生長(zhǎng)抑素含量，SOD活性顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)意義(P<0.01)，且隨著應(yīng)激時(shí)間的延長(zhǎng)，升高幅度越大. 丙二醛、促腎上腺皮質(zhì)激素、腎上腺素、胃動(dòng)素、皮質(zhì)醇、胃泌素、血管活性腸肽濃度降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)(表1、2)，應(yīng)激時(shí)間越長(zhǎng)，降低幅度越大(圖1).

應(yīng)激組之間，睡眠剝奪組與槍擊應(yīng)激組比較，以上激素變化水平具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，睡眠剝奪組和槍擊應(yīng)激組分別與復(fù)合應(yīng)激組比較，以上激素變化水平均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01，表1、2).

表1 不同應(yīng)激狀況對(duì)胃腸相關(guān)激素水平變化的影響±s)

bP<0.01vs對(duì)照組;dP<0.01vs睡眠剝奪組；.fP<0.01vs槍擊音組.

表2 不同應(yīng)激狀況對(duì)大鼠血清中丙二醛與SOD濃度變化的影響±s)

bP<0.01vs對(duì)照組;dP<0.01vs睡眠剝奪組;fP<0.01vs槍擊音組.

3 討論

應(yīng)激對(duì)機(jī)體的損傷作用機(jī)制和防治措施的研究已經(jīng)成為基礎(chǔ)和臨床研究的熱點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注[8]. 應(yīng)激是機(jī)體在生存環(huán)境不利因素的適應(yīng)過(guò)程中，實(shí)際與認(rèn)識(shí)上的要求與適應(yīng)和應(yīng)對(duì)能力之間的不平衡導(dǎo)致的身心緊張狀態(tài)及其反應(yīng)[9]. 應(yīng)激是多方面的，主要包括生理變化和心理變化. 軍事應(yīng)激主要以心理應(yīng)激為主，心理應(yīng)激主要通過(guò)下丘腦-垂體-腎上腺腺皮質(zhì)軸(hypothalamic-pitutiary-adrenal, HPA)和下丘腦-垂體-交感神經(jīng)系統(tǒng)(sympathetic nervous system, SNS)對(duì)胃腸功能產(chǎn)生影響. 其具體產(chǎn)生效應(yīng)及程度與胃腸道的部位、應(yīng)激的方式、強(qiáng)度及集體和胃腸道所處的狀態(tài)等多種因素有關(guān)[10-12].

皮質(zhì)醇是應(yīng)激反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的一種重要激素，可以更確切地反應(yīng)出軍事應(yīng)激過(guò)程中的神經(jīng)內(nèi)分泌的變化. 其對(duì)消化系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)為可以使胃壁細(xì)胞增多，促進(jìn)胃酸和胃蛋白酶分泌. 大劑量使用糖皮質(zhì)激素或長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)激可能誘發(fā)胃潰瘍，因而在戰(zhàn)時(shí)應(yīng)激性潰瘍的發(fā)病過(guò)程中具有重要作用.

圖1 不同組激素隨應(yīng)激時(shí)間變化水平

內(nèi)啡肽是一類(lèi)與應(yīng)激相關(guān)的阿片肽，但變化不如皮質(zhì)醇明顯，應(yīng)激反應(yīng)可激發(fā)下丘腦-垂體-腎上腺軸系統(tǒng)，而內(nèi)啡肽效應(yīng)可能是觸發(fā)機(jī)制之一. 在本實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)激組與對(duì)照組內(nèi)啡肽差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，應(yīng)激時(shí)升高，充分說(shuō)明內(nèi)啡肽參與了應(yīng)激反應(yīng)過(guò)程. 在韓翠華等[13]的研究中，新戰(zhàn)士在進(jìn)行實(shí)彈射擊考核之后，內(nèi)啡肽和皮質(zhì)醇濃度升高，充分說(shuō)明皮質(zhì)醇和內(nèi)啡肽參與了應(yīng)激反應(yīng)過(guò)程.

氧自由基是氧代謝的中間產(chǎn)物，具有較強(qiáng)的生物學(xué)活性，正常生理狀態(tài)下，氧自由基的產(chǎn)生與被清除處于生理動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)失衡時(shí)，大量的氧自由基在體內(nèi)蓄積，引起多種組織細(xì)胞的病理性損傷. 丙二醛(malondialdehyde, MDA)是脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)產(chǎn)物，代表機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)或氧化反應(yīng)的結(jié)果. 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)是機(jī)體清除氧自由基免遭其攻擊的特異酶，活性高低間接反映集體抗損傷能力. 本實(shí)驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，應(yīng)激組血清MDA明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，SOD明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，反映了大鼠胃腸道氧化損傷情況，表明應(yīng)激反應(yīng)影響大鼠體內(nèi)氧化還原反應(yīng)和自由基水平.

促腎上腺皮質(zhì)激素(adrenocorticotropic hormone, ACTH)是腦垂前葉分泌的激素，刺激腎上腺皮質(zhì)發(fā)育和機(jī)能. 主要作用于腎上腺皮質(zhì)束狀帶，刺激糖皮質(zhì)類(lèi)固醇的分泌. 在應(yīng)激情況下，如燒傷、損傷、中毒，以及遇到攻擊使全身做出警戒性反應(yīng)時(shí)，ACTH的分泌都會(huì)增加，隨機(jī)激發(fā)腎上腺皮質(zhì)激素的釋放，增加抵抗力. ACTH水平降低，可能導(dǎo)致抵抗力降低.

腎上腺素一般作用是使心臟收縮力上升，心臟、肝、筋骨的血管擴(kuò)張，皮膚、粘膜的血管收縮. 生長(zhǎng)抑素是作用比較廣泛的一種神經(jīng)激素，它的主要作用是抑制垂體生長(zhǎng)激素(growth hormone, GH)的基礎(chǔ)分泌，也抑制腺垂體對(duì)多種刺激所引起的GH分泌反應(yīng)，包括運(yùn)動(dòng)、進(jìn)餐、應(yīng)激、低血糖等. 本實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過(guò)應(yīng)激處理后，與對(duì)照組比較大鼠血清中生長(zhǎng)抑素明顯升高(P<0.01)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)應(yīng)激處理后，生長(zhǎng)抑素升高，抑制了生長(zhǎng)激素的分泌.

胃動(dòng)素由Mo細(xì)胞分泌，分布于小腸，近年來(lái)的研究指出，MMC的發(fā)生和移行主要受到腸道神經(jīng)系統(tǒng)和胃腸激素的調(diào)節(jié). 胃動(dòng)素濃度升高，可能與胃腸功能受到影響有關(guān). 胃泌素主要是由胃竇及小腸的G細(xì)胞分泌的一種重要的肽類(lèi)激素，其最主要作用是刺激胃酸分泌[6]. 本實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過(guò)應(yīng)激處理大鼠胃泌素水平降低，致潰瘍因素減弱，但是持續(xù)低胃泌素血癥則失去胃泌素滋養(yǎng)作用,胃粘膜萎縮,胃血流量下降，胃排空減慢，可發(fā)生十二指腸液返流，加重粘膜損傷，導(dǎo)致潰瘍不易愈合. 血管活性腸肽也是一種重要的胃腸激素，其主要作用是擴(kuò)張血管，以及使胃腸粘膜充血，并刺激小腸液分泌，可以導(dǎo)致腹痛、腹瀉等癥狀[7].

在本實(shí)驗(yàn)研究中，出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)后相反的應(yīng)激激素(促腎上腺皮質(zhì)激素、皮質(zhì)醇、腎上腺素、胃泌素、胃動(dòng)素和生長(zhǎng)抑素)變化情況，通過(guò)分析，認(rèn)為造成這種情況的原因可能有以下幾種情況：①可能與人體與動(dòng)物接受外界刺激強(qiáng)度差異性有關(guān)，但是在開(kāi)始進(jìn)行應(yīng)激處理的時(shí)候，大鼠在聽(tīng)到槍擊聲明顯受到驚嚇，四處亂竄，顯現(xiàn)出不安的精神狀態(tài)；另外，在解剖經(jīng)過(guò)應(yīng)激處理大鼠的時(shí)候，可以看到大鼠胃腸脹氣，胃內(nèi)基本沒(méi)有食物，而正常大鼠沒(méi)有胃腸脹氣，食欲正常. 因此，該可能因素可以排除. ②可能與人體與動(dòng)物受到刺激后激素水平變化時(shí)間、持續(xù)時(shí)間的差異性有關(guān)，導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)了檢測(cè)應(yīng)激反應(yīng)后相關(guān)激素變化最佳時(shí)間窗口. ③應(yīng)激處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使大鼠能夠適應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)激原(光照和槍擊聲)，導(dǎo)致大鼠的應(yīng)激反應(yīng)消失，進(jìn)而影響應(yīng)激相關(guān)激素的變化水平.

綜上所述，消化道功能損傷及功能防護(hù)是保證部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的基礎(chǔ). 在戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境下，槍炮噪音及睡眠障礙為主要誘發(fā)應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)生的應(yīng)激源. 在應(yīng)激狀態(tài)下，對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物激素水平的初步研究表明單因素應(yīng)激與多因素應(yīng)激對(duì)于胃腸功能的影響具有一定的意義，有助于進(jìn)一步深入研究的開(kāi)展.

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2016-08-26；接受日期：2016-09-10

魯健國(guó). E-mail:635326969@qq.com

2095-6894(2016)10-06-04

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