战争应激环境对大鼠胃肠功能影响的研究

鲁建国,包国强,王胜智,袁利娟,魏 刚,刘沣涛

(第四军医大学唐都医院普通外科，陕西 西安 710038)

·基础与转化医学·

战争应激环境对大鼠胃肠功能影响的研究

鲁建国,包国强,王胜智,袁利娟,魏 刚,刘沣涛

(第四军医大学唐都医院普通外科，陕西 西安 710038)

目的：研究战争应激环境对大鼠胃肠功能的损伤和影响并探讨其机理. 方法：将SD大鼠分为睡眠剥夺应激组、枪击音应激组、复合环境应激组(睡眠障碍和枪击音应激)和对照组4组，应激组分别给予应激处理36 h和72 h，正常给食，对照组正常饲养. 检测不同组大鼠血清激素水平的变化，包括内啡肽、丙二醛、SOD、促肾上腺皮质激素、肾上腺素、生长抑素、胃动素、皮质醇、胃泌素、血管活性肠肽. 结果：睡眠剥夺组大鼠、枪击音应激组大鼠和复合环境应激组(睡眠障碍和枪击音应激)大鼠血清中内啡肽、生长抑素及SOD与对照组相比，活性显著升高，差异具有统计学意义(P<0.01)，且与应激时间长短呈正相关；丙二醛、促肾上腺皮质激素、肾上腺素、胃动素、皮质醇、胃泌素及血管活性肠肽与对照组相比，浓度降低，差异具有统计学意义(P<0.01)，且与应激时间呈负相关；不同应激组间比较，以上激素的变化均具有统计学意义(P<0.01). 结论：战争应激条件下，会导致胃肠道相关激素发生变化，进而引起胃肠道功能的紊乱.

战争应激；血清激素；胃肠道激素；胃肠功能

0 引言

随着科技的进步及大量高新技术在战争中的应用，现代战争无论在强度上还是广度上，都达到前所未有的程度，世界各国在发展高精尖武器的同时，也在大力研究如何加强对自身指战员的防护. 其中，研究在战争条件下如何防护各类刺激因素对参战人员的心理及机体生理功能的不利影响是其重要方面. 在战争环境下，除了各类武器造成的物理性损伤外，如噪音、温度、海拔等环境因素也都会对机体各系统功能造成广泛的影响，导致机体各种功能失调紊乱，严重者甚至导致非战斗减员的发生. 研究资料表明，胃肠功能紊乱和消化性溃疡在战时的发病率很高. 枪击噪音与睡眠障碍是战时对战士产生重大影响的重要环境应激原.

虽然学者们在应激对胃肠道的影响上做了较大量的实验和临床研究，并对其相关的机理进行了探讨，但既往人们多应用单一应激因素对胃肠道的生物学效应进行研究[1-4]. 而且，对于战争环境对胃肠道的生物学效应的基础研究也相对较少，尤其对于多种、复合应激因素的影响目前研究报道者鲜见. 因而本研究对单一应激和复合应激等战争应急环境对大鼠消化功能的损伤和影响进行分析，并探讨其机理. 而后给予相应的预防和治疗措施，探索战争环境相关消化疾病的防治方法，为预防未来战争应激提供可靠的理论依据和实验基础，提高部队战斗力.

我们以往研究证实，枪击噪音与睡眠障碍可引起大鼠胃粘膜的损伤，严重影响实验动物的生存质量. 海军总院的李仲孝等[5]模拟舰船机舱内的噪音环境，发现强噪音暴露可以导致大鼠记性胃粘膜损伤，同时，对溃疡的愈合起明显的负性作用. 许涛等[6]通过进一步的研究发现研究组中的新兵血浆胃肠激素浓度的变化参与了军事应激导致胃肠疾病的发生机制. 以上这些证据说明军事应激对胃肠道的影响是多方面的，本研究初步探索了枪击噪音和睡眠障碍对大鼠胃肠道相关激素水平的影响.

1 材料和方法

1.1 睡眠障碍及复合应激模型[7]实验用光照培养箱，长为50 cm，宽为20 cm，高为60 cm，每箱装1只大鼠. 睡眠剥夺组大鼠分别置于直径为6 cm，高8 cm的玻璃小站台上,，周围是水环境，水深 3 cm,平台在水面以上5 cm，培养箱壁上固定卡子，于平台之上14 cm 处放笼罩, 笼罩以平行的不锈钢丝制成, 两侧摆放上面放水和食物. 水温和室温保持在25℃,每日换水并打扫实验箱. 睡眠剥夺组大鼠在小台上屈曲而立,在睡眠时,由于伴随全身肌肉松弛和节律性垂头,大鼠落入水中而惊醒,再爬上站台. 培养箱内给予40 W日光灯持续照射，温度维持在25℃左右. 培养箱顶部有将一层格挡，可放置小型音响，音箱内录有枪炮声音.

实验分为4组，睡眠剥夺应激组、枪击音应激组、复合环境应激组(睡眠障碍和枪击音应激)和对照组. 每组10只SD大鼠，应激组分别给予应激处理36 h、72 h，正常给食，对照组正常饲养.

1.2 ELISA 检测不同分组大鼠血清激素水平的变化

1.2.1 血清的分离 取大鼠外周血，室温静置3 h，4000 r/m，离心10 min，取上层血清.

1.2.2 ELISA 检测激素水平 激素水平的检测通过酶联免疫分析(ELISA)试剂盒(西安科昊生物技术公司).

2 结果

与对照组相比较，睡眠障碍组、枪击应激组、复合应激组大鼠血清中的内啡肽、生长抑素含量，SOD活性显著升高，差异有统计意义(P<0.01)，且随着应激时间的延长，升高幅度越大. 丙二醛、促肾上腺皮质激素、肾上腺素、胃动素、皮质醇、胃泌素、血管活性肠肽浓度降低，差异有统计学意义(P<0.01)(表1、2)，应激时间越长，降低幅度越大(图1).

应激组之间，睡眠剥夺组与枪击应激组比较，以上激素变化水平具有统计学意义(P<0.01)，睡眠剥夺组和枪击应激组分别与复合应激组比较，以上激素变化水平均具有统计学意义(P<0.01，表1、2).

表1 不同应激状况对胃肠相关激素水平变化的影响±s)

bP<0.01vs对照组;dP<0.01vs睡眠剥夺组；.fP<0.01vs枪击音组.

表2 不同应激状况对大鼠血清中丙二醛与SOD浓度变化的影响±s)

bP<0.01vs对照组;dP<0.01vs睡眠剥夺组;fP<0.01vs枪击音组.

3 讨论

应激对机体的损伤作用机制和防治措施的研究已经成为基础和临床研究的热点而受到广泛的关注[8]. 应激是机体在生存环境不利因素的适应过程中，实际与认识上的要求与适应和应对能力之间的不平衡导致的身心紧张状态及其反应[9]. 应激是多方面的，主要包括生理变化和心理变化. 军事应激主要以心理应激为主，心理应激主要通过下丘脑-垂体-肾上腺腺皮质轴(hypothalamic-pitutiary-adrenal, HPA)和下丘脑-垂体-交感神经系统(sympathetic nervous system, SNS)对胃肠功能产生影响. 其具体产生效应及程度与胃肠道的部位、应激的方式、强度及集体和胃肠道所处的状态等多种因素有关[10-12].

皮质醇是应激反应过程中产生的一种重要激素，可以更确切地反应出军事应激过程中的神经内分泌的变化. 其对消化系统的影响主要表现为可以使胃壁细胞增多，促进胃酸和胃蛋白酶分泌. 大剂量使用糖皮质激素或长时间应激可能诱发胃溃疡，因而在战时应激性溃疡的发病过程中具有重要作用.

图1 不同组激素随应激时间变化水平

内啡肽是一类与应激相关的阿片肽，但变化不如皮质醇明显，应激反应可激发下丘脑-垂体-肾上腺轴系统，而内啡肽效应可能是触发机制之一. 在本实验中，应激组与对照组内啡肽差异有统计学意义(P<0.01)，应激时升高，充分说明内啡肽参与了应激反应过程. 在韩翠华等[13]的研究中，新战士在进行实弹射击考核之后，内啡肽和皮质醇浓度升高，充分说明皮质醇和内啡肽参与了应激反应过程.

氧自由基是氧代谢的中间产物，具有较强的生物学活性，正常生理状态下，氧自由基的产生与被清除处于生理动态平衡，当失衡时，大量的氧自由基在体内蓄积，引起多种组织细胞的病理性损伤. 丙二醛(malondialdehyde, MDA)是脂质过氧化反应产物，代表机体内脂质或氧化反应的结果. 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)是机体清除氧自由基免遭其攻击的特异酶，活性高低间接反映集体抗损伤能力. 本实验中，与对照组相比，应激组血清MDA明显降低，差异有统计学意义(P<0.01)，SOD明显升高，差异有统计学意义(P<0.01)，反映了大鼠胃肠道氧化损伤情况，表明应激反应影响大鼠体内氧化还原反应和自由基水平.

促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropic hormone, ACTH)是脑垂前叶分泌的激素，刺激肾上腺皮质发育和机能. 主要作用于肾上腺皮质束状带，刺激糖皮质类固醇的分泌. 在应激情况下，如烧伤、损伤、中毒，以及遇到攻击使全身做出警戒性反应时，ACTH的分泌都会增加，随机激发肾上腺皮质激素的释放，增加抵抗力. ACTH水平降低，可能导致抵抗力降低.

肾上腺素一般作用是使心脏收缩力上升，心脏、肝、筋骨的血管扩张，皮肤、粘膜的血管收缩. 生长抑素是作用比较广泛的一种神经激素，它的主要作用是抑制垂体生长激素(growth hormone, GH)的基础分泌，也抑制腺垂体对多种刺激所引起的GH分泌反应，包括运动、进餐、应激、低血糖等. 本实验中经过应激处理后，与对照组比较大鼠血清中生长抑素明显升高(P<0.01)，说明经过应激处理后，生长抑素升高，抑制了生长激素的分泌.

胃动素由Mo细胞分泌，分布于小肠，近年来的研究指出，MMC的发生和移行主要受到肠道神经系统和胃肠激素的调节. 胃动素浓度升高，可能与胃肠功能受到影响有关. 胃泌素主要是由胃窦及小肠的G细胞分泌的一种重要的肽类激素，其最主要作用是刺激胃酸分泌[6]. 本实验表明，经过应激处理大鼠胃泌素水平降低，致溃疡因素减弱，但是持续低胃泌素血症则失去胃泌素滋养作用,胃粘膜萎缩,胃血流量下降，胃排空减慢，可发生十二指肠液返流，加重粘膜损伤，导致溃疡不易愈合. 血管活性肠肽也是一种重要的胃肠激素，其主要作用是扩张血管，以及使胃肠粘膜充血，并刺激小肠液分泌，可以导致腹痛、腹泻等症状[7].

在本实验研究中，出现应激反应后相反的应激激素(促肾上腺皮质激素、皮质醇、肾上腺素、胃泌素、胃动素和生长抑素)变化情况，通过分析，认为造成这种情况的原因可能有以下几种情况：①可能与人体与动物接受外界刺激强度差异性有关，但是在开始进行应激处理的时候，大鼠在听到枪击声明显受到惊吓，四处乱窜，显现出不安的精神状态；另外，在解剖经过应激处理大鼠的时候，可以看到大鼠胃肠胀气，胃内基本没有食物，而正常大鼠没有胃肠胀气，食欲正常. 因此，该可能因素可以排除. ②可能与人体与动物受到刺激后激素水平变化时间、持续时间的差异性有关，导致错过了检测应激反应后相关激素变化最佳时间窗口. ③应激处理时间过长，使大鼠能够适应实验中的应激原(光照和枪击声)，导致大鼠的应激反应消失，进而影响应激相关激素的变化水平.

综上所述，消化道功能损伤及功能防护是保证部队战斗力的基础. 在战争环境下，枪炮噪音及睡眠障碍为主要诱发应激反应产生的应激源. 在应激状态下，对实验动物激素水平的初步研究表明单因素应激与多因素应激对于胃肠功能的影响具有一定的意义，有助于进一步深入研究的开展.

[1] 程灵芝，李川云，刘晓红，等. 急性应激干预的原则和方法[J]. 中国临床康复，2003,7(3):474-475.

[2] 李少群. 急性心理应激对胃肠功能影响的初步研究[D]. 北京：北京协和医学院，2009.

[3] 穆振斌. 枪击噪音对大鼠胃肠传输功能的影响及其机制探讨[D]. 西安：第四军医大学，2005.

[4] 郝 悦,夏光明,周润锁,等. 睡眠剥夺对大鼠胃排空及胃肠激素的影响[J]. 中国临床康复，2004，8(21):4236-4237.

[5] 李仲孝,周正谋,刘志发,等. 强噪声暴露对大鼠急慢性胃粘膜损伤的影响[J]. 海军总医院学报,1997,10(4):238-240.

[6] 许 涛, 李兆申, 彭国林,等. 军事应激对新兵消化道疾病相关激素水平的影响[J]. 解放军医学杂志,2007,32(3):193-195.

[7] 曹碧茵,施建蓉,童 瑶,等. 心理应激动物模型的研制及其应用[J]. 中国行为医学科学,2005,14(2):191-192.

[8] 王发强,刘庆安,马全福,等. 军事应激损伤机制的研究[J]. 中国急救复苏与灾害医学杂志,2006,1(1):17-21.

[9] 王 朔,李晓莉,唐泽瀛,等. 军事应激实验动物模型研究进展[J]. 武警医学院学报,2010,19(10):834-837.

[10] 王锐安,杨 群,程旭东,等. 枪击环境对大鼠胃电节律及胃粘膜损伤的影响[J]. 西南国防医药,2006,16(3):269-270.

[11] 王景杰,黄裕新,秦 明,等. 模拟战争环境应激对胃粘膜损伤及对相关因素影响的实验研究[J]. 西南国防医药,2004,14(6):587-591.

[12] 寇 庚,李兆申,湛先保. 心理应激损伤胃粘膜过程中血浆及胃粘膜内皮素含量的变化[J]. 第二军医大学学报，2000,21(4):365,368.

[13] 韩翠华,刘 青,漆 兵,等. β-内啡肽、甲状腺激素和皮质醇在军事应激时的变化[J]. 标记免疫分析与临床，2002,9(3):147-149.

[14] 王志均,潘国宗. 胃肠激素//陈敏章. 中华内科学[M]. 北京:人民卫生出版社,2001:2078-2091.

[15] 纪徐淮. 消化道激素检测//许国铭. 现代消化病学[M]. 北京:人民军医出版社,1999:361-388.

2016-08-26；接受日期：2016-09-10

鲁健国. E-mail:635326969@qq.com

2095-6894(2016)10-06-04

R82

A