心理应激对大鼠小肠铁吸收的影响及机制研究

作     者：陈建波 

作者单位：第二军医大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李敏

授予年度：2008年

学科分类：0402[教育学-心理学(可授教育学、理学学位）] 040203[教育学-应用心理学] 04[教育学] 

主      题：心理应激 铁表观吸收率 IL-6 DMT1 FP1 Hepcidin 

摘      要：铁是几乎所有活体中的一种必需元素。在细胞呼吸链电子传递、能量代谢、血红素代谢、氧的运输、细胞信息传递、DNA合成、免疫功能等方面发挥重要作用。大量研究表明,铁缺乏或铁过量都会对机体产生不利影响,因此维持机体铁稳态尤为重要,机体缺乏有效的铁“排泄机制,机体铁稳态的维持主要通过肠道铁吸收的精细调控实现。目前对铁吸收的研究机制发现,小肠中有两种主要铁转运体即二价金属离子转运体DMT1和ferroportin1(FPN1)在铁吸收调节方面发挥重要作用。DMT1是一种跨膜蛋白,转运二价铁离子跨越小肠上皮细胞的顶端进入肠细胞,FPN1是位于基底膜上的铁转出蛋白,将铁离子转运进入血液循环。为保证机体的铁平衡,机体需要在铁吸收、利用和储存之间进行协调,在最近几年的研究中发现,Hepcidin(由HAMP基因编码)是铁稳态的一个主要调节因子。Hepcidin是肝细胞分泌的一种循环肽,并通过结合细胞表面的ferroportin而导致ferroportin的内化和降解从而导致铁释放减少。 心理应激(psychological stress)是机体通过认识、评价而察觉到应激源的威胁时引起的心理、生理技能改变的过程,是个体对面临的威胁或挑战作出适应和应付的过程。随着社会的发展及各方面竞争压力的增加,来源于社会的精神心理因素的应激对人类健康的影响越来越强烈,并成为重要的应激源。许多研究证实,在心血管疾病、内分泌疾病、神经精神疾病和自身免疫性疾病的发生中心理应激起了重要作用。军人作为一个特殊群体,经常要面对突发性事件,如战争爆发,反恐怖袭击执行特种任务等等,这些特殊情况和特种作业条件都容易诱发军人心理应激反应。前期研究发现,心理应激可引起机体铁代谢紊乱,造成血清铁明显下降、肝细胞铁明显增加。一方面,铁缺乏而引起的最大氧摄入和肌细胞的氧化代谢能力降低,而另一方面,铁过量又会导致大量自由基的产生,故心理应激引起机体铁稳态破坏可影响指战员的健康,进而影响部队作战能力。因此,阐明心理应激血清铁下降和肝脏铁蓄积的发生机制,以及预防和治疗措施,无疑将对防治军人应激损伤产生有积极的意义。因此,我们进行了如下研究: 目的 了解心理应激对小肠铁吸收的影响及其机制探讨,为阐明心理应激与血清铁下降的关系以及深入探讨军事应激对机体因铁稳态改变而引起的作战能力的下降提供实验基础,并为防治心理应激导致的低铁血症提供新思路。 方法 一、心理应激模型的制作 采用Communication Box System制作大鼠心理应激模型。Communication BoxSystem由透明丙烯酸板组成,一半小室(A室)底部铺板绝缘,另一半小室(B室)通电。在B室的实验大鼠接受30min/d,足底电击(电压90V,电流0.80mA):电击组大鼠跳跃,尖叫,在A室的实验大鼠通过视觉听觉产生恐惧的心理反应,即为心理应激大鼠模型。 ELISA法测定血清促肾上腺皮质激素(ACTH)和皮质酮(CORT)含量,放免试剂盒测定下丘脑内去甲肾上腺素(NE)含量。 二、心理应激对大鼠铁吸收的影响。 (一)实验动物分组 雄性SD大鼠(购自上海西普尔-必凯公司),体重(120±10)g。按体重随机分为空白对照组(CG)、心理应激7天组(PSG)和足底电击组(FSG),每组10只。动物饲养实验室环境温度24℃±1℃,湿度50%～60%;使用不锈钢代谢笼具单笼饲养,自由饮食及去离子水,饲料配方为AIN-93G,铁含量为35mg/kg饲料。自然昼夜节律变化光照。 (二)大鼠心理应激模型的制作 方法同前。心理应激组连续心理应激7天。 (三)大鼠鼠粮摄入量测定 每天更换大鼠鼠粮,使用电子天平精确称量大鼠鼠粮日摄入量。 (四)大鼠粪便收集 为使粪便收集齐全,在大鼠从代谢笼中移至心理应激模型中,大鼠单个塑料笼转运。为使粪便收集精确,通过卡红标记粪便(收集两次红色之间的粪便,不包括第二次红色粪便)。 (四)大鼠铁表观吸收率的计算 大鼠铁表观吸收率通过经典的代谢平衡法计算,即计算一定时间内的铁摄入量及排泄物铁含量而得,由于尿中铁含量甚微,可忽略不计。因此铁表观吸收率=(摄入铁含量-粪便铁含量)×100%/摄入铁含量。 (五)大鼠小肠Perl’s铁染色 各时间段心理应激完成后腹腔注射2%戊巴比妥进行麻醉,暴露胸腔,剪开右心耳,然后迅速经心脏冷PBS冲洗,取小肠组织4%多聚甲醛固定后石蜡切片制成5μm切片用于Perl’s铁染色。 三、心理应激对大鼠小肠铁吸收机制的影响 (一)实验动物分组 雄性SD大鼠(购自上海西普尔-必凯公司),体重(120±10)g。按体重随机分为空白对照组(CG,n=30)、心理应激1天组(PSG1,n=10)、心理应激3天组(PSG3,n=10)、心理应激7天组(PSG7,n=10)和足底电击组(FSG,n=10)