褪黑素对枪击噪音应激大鼠胃黏膜损伤的影响及机制

【关键词】  ,褪黑激素；噪声；胃粘膜/损伤

　　Effect of melatonin on gunfire noise stressinduced gastric mucosal lesions in rats and its mechanism

　　【Abstract】 AIM:  To explore the effect of melatonin (MT) on gunfire noise stressinduced gastric mucosal lesions in rats and its mechanism. METHODS:  Fourteen SD rats were divided into 2 groups: experimental group (gunfire noise stress + MT ),control group (gunfire noise stress + sodium chloride ). The 120 dB gunfire noise was applied to establish psychological stress model in rats. Experimental group and control group were given intraperitoneal injection of MT (15 mg/kg) and equal volume sodium chloride , respectively, 30 min before stress. Eight hours after stress, plasma levels of calcitonin generelated peptide(CGRP), motilin(MTL), malondialdehyde(MDA) and superoxide dismutase(SOD) were measured by the radioimmunoassay and histochemical  method. The gastric mucosal changes in each group were observed, and the mucosal lesion index, histological changes were evaluated. RESULTS:  The mucosal damage 8 h after stress was  slighter in the experimental group than that in the control group. The mucosal lesion index decreased significantly （P<0.01), the plasma levels of CGRP and SOD both increased significantly （P<0.05 and P<0.01 respectively), the plasma levels of MTL and MDA both decreased significantly （P<0.05) in the experimental group as compared with those in the control group. CONCLUSION:  MT is effective in preventing noise stressinduced gastric mucosal lesion. The mechanism may  be related with the increase of gastric mucosal blood flow, the elimination of gastric mucosal free radical and the depression of gastric motor and the secretion of gastric acid by MT.
   
　　【Keywords】 melatonin; noise; gastric mucosa/injuries  

　　【摘要】 目的： 研究褪黑素（MT）对噪音应激大鼠胃黏膜损伤的影响及其可能机制. 方法： 将14只SD大鼠随机分为两组： 实验组（模型+MT腹腔注射）和对照组（模型+生理盐水腹腔注射）.以56式冲锋枪射击时产生的噪音为心理应激源，建立心理应激模型.于应激前30  min两组分别腹腔注射MT（15 mg/kg）和等体积生理盐水.120 dB枪击噪音应激8 h后，利用放射免疫分析及组织化学的方法，测定各组血浆降钙素基因相关肽（CGRP），胃动素（MTL），丙二醛（MDA）的含量及超氧化物歧化酶（SOD）的活性；观察胃黏膜损伤情况, 测定胃黏膜损伤指数并观察胃黏膜的组织学改变. 结果： 实验组与对照组比较，胃黏膜损伤明显减轻，胃黏膜损伤指数显著降低（P<0.01），血浆CGRP含量、SOD活性显著升高（分别为P<0.05和P<0.01），血浆MTL,MDA含量显著降低（P<0.05）. 结论： MT对噪音应激性胃黏膜损伤有保护作用，其机制可能与MT改善胃黏膜血流、清除胃黏膜自由基、抑制胃蠕动和胃酸分泌有关.

　　【关键词】 褪黑激素；噪声；胃粘膜/损伤

　　0引言
　　
　　噪音已成为重要的心理应激源.研究［1-2］证明褪黑素（MT）在人体生物节律、激素分泌、神经内分泌免疫调节、应激反应、衰老过程、肿瘤发生、缺血再灌注等方面有着非常广泛的作用.但是，目前在MT对噪音应激性胃黏膜损伤的影响方面的研究甚少.我们通过腹腔内预防注射MT，观察其对枪击噪音应激大鼠胃黏膜损伤的影响并探讨其作用的可能机制，以期为噪音应激尤其是军事训练及实战情况下制定防治措施提供理论依据.

　　1材料和方法

　　1.1材料健康雄性SD大鼠14只，体质量(280±30) g (第四军医大学实验动物中心)；褪黑素（Sigma公司）；超氧化物歧化酶（SOD），丙二醛（MDA）试剂盒（南京建成生物技术公司）；降钙素基因相关肽（CGRP），胃动素（MTL）试剂盒（解放军总放免研究所）；FJ22003/8PS型C放射免疫计数器（西安核仪器厂）.

　　1.2方法
 
　　1.2.1给药将14只SD大鼠经过7 d适应期饲养后随机分为实验组（模型+MT腹腔注射）和对照组（模型+生理盐水腹腔注射），每组7只.实验时两组同时给予120 dB枪击噪音连续刺激8 h，噪音刺激前30  min根据分组分别腹腔注射MT(15 mg/kg)和等量生理盐水.

　　1.2.2枪击噪音应激模型的建立大鼠禁食12 h后置于隔音室内.用56式冲锋枪射击时产生的噪音制成录音，通过扬声器由电脑控制随机播放，扬声器距离大鼠20~30 cm. 采用国营红声器材厂生产的ND2型精密声级计及频谱分析仪分析检测，控制噪音强度为120 dB，频率为0.25~4.00 kHz，刺激时间为8  h. 噪音刺激结束后将大鼠麻醉，心腔取血.

　　1.2.3血液生化指标的检测离心分离血浆，采用放射免疫分析法测定CGRP，MTL；采用比色法测定SOD, MDA；严格按照试剂盒及仪器说明书由一人完成检测.
 
　　1.2.4胃黏膜损伤指数的测定取血后，剑突下正中剪开腹壁,暴露鼠胃,切下全胃,沿大弯侧剪开胃壁,用生理盐水冲洗干净,依Guth标准评定损伤指数，胃黏膜损伤直径小于1 mm为1分,1至小于等于2 mm为2分,大于2至小于等于3 mm为3分,大于3至小于等于4 mm为4分, 并制成石蜡切片供组织学观察.

　　统计学处理： 所有数据均以（x±s）表示，结果采用SPSS10.0统计软件进行方差分析和LSDt检验.

　　2结果

　　2.1胃黏膜损伤指数测定实验组、对照组胃黏膜损伤指数分别为1.1±1.5和5.4±1.5，实验组胃黏膜损伤指数显著小于对照组（P<0.01）.

　　2.2胃黏膜的组织学改变实验组胃黏膜连续性完整，无炎细胞浸润，细胞无变性、水肿（图1A）；对照组胃黏膜连续性中断，有较多红细胞渗出和炎细胞浸润（图1B）.

　　2.3血浆CGRP,  MTL, SOD, MDA含量测定实验组血浆CGRP和SOD含量明显高于对照组，两组差异有统计学意义（分别为P<0.05和P<0.01）. 实验组血浆MTL和MDA含量明显低于对照组，两组差异有统计学意义（P<0.05, 表1）.

　　A: 实验组HE ×100;  B: 对照组HE ×400.

　　图1枪击噪音刺激后大鼠胃黏膜的组织学改变（略）

　　表1枪击噪音刺激后大鼠血浆CGRP, MTL, SOD, MDA含量变化（略）

　　aP<0.05, bP<0.01 vs对照组.  CGRP： 降钙素基因相关肽; MTL：胃动素; SOD：超氧化物歧化酶;  MDA：丙二醛.

　　3讨论

　　应激性胃黏膜损伤是在各种应激情况下引起的胃黏膜充血、水肿、糜烂和出血为主的急性胃黏膜病变.一般认为可能与各种外源性或内源性致病因素引起的黏膜血流减少、正常黏膜防御屏障破坏以及胃酸和胃蛋白酶对胃黏膜的损伤作用有关. MTL是由22个氨基酸残基组成的活性多肽，主要由十二指肠和空肠上段黏膜内的M细胞释放，作用于平滑肌上的特异性受体，促进细胞内钙库释放Ca2+，从而引起胃肠平滑肌细胞收缩，加速胃排空［3］. Fukudo等［4］的临床实验表明应激使血浆MTL含量显著升高，本实验也证实了这一点.在噪声刺激下，MTL含量升高，促进胃肠运动和排空，刺激消化间期胃肠运动;促进胆汁反流和胃酸分泌，直接参与胃黏膜病变的形成［5］.本实验表明实验组血浆MTL含量显著低于对照组，提示MT对噪音应激性胃黏膜损伤的保护作用与血浆MTL含量的降低有关，MT可能通过降低血浆MTL含量从而抑制胃蠕动和排空，间接抑制胆汁返流和胃酸分泌，减少胃黏液屏障损伤、保护胃黏膜.CGRP是1982年发现的来自降钙素基因的一种生理性的血管舒张性多肽，通过扩张黏膜血管，可增加胃黏膜的血流量来保护胃黏膜［6］.它具有强大的舒张血管作用［7］. 此外，还可通过调节某些胃肠激素的释放抑制胃酸分泌［8］，雷银雪等［9］通过实验证实，CGRP具有对胃黏膜的保护作用.本实验表明，实验组血浆CGRP含量显著高于对照组，提示MT对噪音应激性胃黏膜损伤的保护作用与血浆CGRP含量的升高有关，MT可能通过升高血浆CGRP含量从而扩张黏膜血管，改善胃黏膜血流，为上皮细胞旺盛的分泌及自身不断更新提供能量物质，并将反弥散进入黏膜的H+ 带走，对胃黏膜损伤的发生、产生抑制作用，减少应激性溃疡的发生.
　　
　　MT是目前已知的体内抗氧化作用最强的自由基清除剂，除能直接中和羟自由基和过氧化自由基外，还能增强内源性抗氧化酶的作用，其作用强度超过谷胱甘肽和维生素E［10］.已有研究表明［11］，氧自由基的大量产生在多种原因引起的胃黏膜损伤的病理过程中均起重要作用. 氧自由基对细胞的损伤作用主要是引起生物膜不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应，MDA是氧自由基引起脂质过氧化反应所产生的终产物.SOD是体内重要的抗氧化酶，当体内自由基生成增多时，它与超氧阴离子反应生成H2O2，再由过氧化氢酶和谷胱甘肽氧化酶转变为水，从而清除自由基保护细胞免受损伤.目前公认为血浆SOD活性下降与MDA含量上升是较好地反映体内自由基损伤的指标.本实验表明，实验组较对照组胃黏膜SOD活性显著升高、胃黏膜损伤指数和MDA含量显著下降，提示MT对噪音应激性胃黏膜损伤的保护作用与其抗自由基损伤有关.
　　
　　本实验在噪音应激前预先腹腔注射MT，显著减轻胃黏膜损伤，证实MT对噪音应激性胃黏膜损伤有明显的保护作用，其作用机制可能与MT提高血浆SOD, CGRP含量，降低MTL, MDA含量，显著改善胃黏膜血流，清除胃黏膜自由基，抑制胃蠕动和胃酸分泌有关. 由于MT在人体内尚未发现毒性作用，在多种动物体内也未建立半数致死剂量(LD50)，故其临床应用有较高的安全性. 进一步开展MT的临床研究，可望使其成为防治噪音应激性损伤的一种新选择.

　　【】

　　［1］ 王翠娟. 褪黑素药理作用研究进展［J］. 华北煤炭医学院学报, 2006,8(1):54-56.

　　［2］  Gibaly EL, Meki AM, Ghaffar SK, et al. Novel B melatoninloaded chitosan　　microcapsules: In vitro characterization and antiapoptosis efficacy for aflatoxin B1induced   apoptosis in rat liver［J］. Int J Pharm, 2003,260(1):5-22.

　　［3］ 刘劲松，侯晓华.激素与胃肠运动［J］. 胃肠学和肝病学杂志,2004,13(4):335-336.

　　［4］  Fukudo S, Suzuki J. Colonic motility, autonomic function, and gastrointestinal hormones under　　psychological stress on irritable bowel syndrome［J］. Tohoku J Exp Med, 1987,151(4):373.

　　［5］ 李佳，李丽娟，王攀，等. 慢性肝病胃黏膜病变与胃泌素、胃动素的关系［J］.中华传染病杂志,2005,23(2):110-112.

　　［6］ 王多宁，莫简，孙淑芬，等. SOD模拟物PTC对O2- 介导的氧化损伤的保护作用［J］.第四军医大学学报,1999,20(7):580-582.

　　［7］  徐晖，韩海潮. 降钙素基因相关肽对血栓形成后大鼠离体腹主动脉的舒张作用［J］.第四军医大学学报, 1997,18(6):532-535.

　　［8］  Tacho Y, Pappus T, Lauffenburger M, et al. CGRP stimulates somatostat in release from isolated perfused rat stomach［J］. Endocrinology, 1986,118:2144.

　　［9］ 雷银雪，李兆申，湛先保，等. 降钙素基因相关肽在大鼠应激性溃疡发生中的作用［J］. 第二军医大学学报，1998,19(5):464-466.

　　［10］ de la Rocha N, Maria AO, Gianello JC, et al. Cytoprotective effects of chalcones from Zuccagnia punctata and melatonin on the gastroduodenal tract in rats［J］. Pharmacol Res, 2003,48(1):97-99.

　　［11］ Kwiencien S, Brzozowski T and Konturek SJ. Effects of reactive oxygen species action on gastric mucosa in various models of mucosal injury［J］. Physiol Pharmacol, 2002,53(1):39-50.