孕期高果糖摄入对胚胎发育和胎盘血管因子的研究

赵迪迪，韩 磊，贺 娟，梁 惠，马爱国，肖子义

(1 青岛大学公共卫生学院，山东青岛 266021；2 青岛大学附属医院，山东青岛 266021)

孕期高果糖摄入对胚胎发育和胎盘血管因子的研究

赵迪迪1，韩 磊2，贺 娟2，梁 惠1，马爱国1，肖子义1

(1青岛大学公共卫生学院，山东青岛 266021；2青岛大学附属医院，山东青岛 266021)

目的：探讨孕期高果糖摄入对胚胎发育的影响及胎盘血管因子对其影响的机制。方法：成年雌性SD大鼠与正常饮食雄性大鼠进行交配，孕鼠随机分为5组，分别是对照组、正常剂量果糖组、高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组，在孕期分别给予1mL去离子水、1.6g/kg、4.8g/kg、4.5g/kg和8.0g/kg的果糖水和蔗糖水灌胃，连续干预3w，于第3w末处死孕鼠，麻醉、取血并剖取胎鼠，检查胎鼠的一般状况、着床、死胎、吸收胎、外观畸形等，制作子代内脏和骨骼标本，观察内脏和骨骼的情况；称量胎重和胎盘重，观察各组间胎盘血管内皮生长因子(VEGF)、血管内皮生长因子受体-1(sFlt-1)和一氧化氮(NO)的变化。结果：对孕鼠连续进行3w的果糖干预后，超高剂量果糖组子代出生体重显著低于对照组(P<0.05)；高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组子代与对照组和正常剂量果糖组相比，死胎数和吸收胎数显著增加(P<0.05)；但各组子代并没有发生骨骼畸形和内脏出血。超高剂量果糖组胎盘重量显著低于对照组(P<0.05)；高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组胎盘中VEGF和NO水平显著低于对照组和正常剂量果糖组(P<0.05)；胎盘中sFlt-1水平明显高于对照组和正常剂量果糖组(P<0.05)。结论：孕期高果糖摄入可增加子代发生死胎和吸收胎等不良结局的风险，胎盘中VEGF、NO的水平降低和sFlt-1水平增高可能是导致子代发生不良结局的原因，具体机制值得深入研究。

果糖；子代；可溶性血管内皮生长因子受体-1；血管内皮生长因子；一氧化氮

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM)是妊娠期发生或首次发现的不同程度的葡萄糖耐量异常[1]。孕期膳食调查发现妊娠糖尿病的发生与水果的摄入量密切相关[2]。文献报道，孕期高果糖摄入可导致子代出现高血压和肥胖[3-4]。然而，大多数实验关注的是对子代成年期的影响，孕期过量果糖摄入对子代生命更早期是否存在影响仍不清楚。因此，本研究旨在观察孕期高果糖摄入对子代胚胎期发育的影响。

文献指出，在子代胚胎期的生长发育过程中胎盘的促血管生成因子和抗血管生成因子起关键作用[5]。血管内皮生长因子(VEGF)是一种重要的促血管生成因子[6]，可溶性血管内皮生长因子受体-1(sFlt-1)是抗血管生成因子，是VEGF的高亲和力受体[7]，二者之间的平衡可促进胎盘血管的形成，维持血管的通透性，两者结合可介导一氧化氮(NO)的释放，对胎盘的生长和血流调控中起重要作用[8]，三者之间存在密切关系。那么，孕期高果糖摄入对胚胎的影响与胎盘血管生长因子之间是否相关，有待继续深入研究。因此，本研究通过模拟孕妇果糖摄入情况，给予大鼠同等剂量的果糖，旨在观察孕期高果糖摄入对子代胚胎期发育的影响，同时探讨胎盘VEGF、sFlt-1和NO对胚胎影响的初步机制。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 选择10w龄SD雌性大鼠(SPF级)40只、雄性大鼠(SPF级)20只，体重250±20g。购于青岛市实验动物和动物实验中心，生产合格证号SCXK(鲁)20140001。

1.1.2 主要试剂与仪器 血管内皮生长因子 ELISA 试剂盒，南京建成；可溶性血管内皮生长因子受体-1 ELISA 试剂盒，南京建成；一氧化氮试剂盒，南京建成；D-果糖：美国Amresco公司，纯度>99%；蔗糖：美国Amresco公司，纯度>99%；电子天平：奥豪斯仪器(上海)有限公司；ELx808型酶标仪，美国BioTek公司；分光光度计(V-1800)，北京普析通用仪器有限责任公司。

1.2 方法

1.2.1 动物分组与饲养 将40只雌性大鼠适应性喂养1w，按雌雄2：1合笼，次晨发现阴栓或者阴道涂片发现精子者定为孕0d，标记怀孕雌鼠，记录怀孕时间，两周后未受孕的雌鼠弃之。孕鼠按体质量随机5组，每组8只，每天通过灌胃的方式连续干预3w。对照组(1mL去离子水)、正常剂量果糖组(1.6g/kg果糖水)、高剂量果糖组(4.8g/kg果糖水)、高剂量蔗糖组(4.5g/kg蔗糖水)、超高剂量果糖组(8.0g/kg果糖水)。

1.2.2 观察指标和检测方法 (1)胎鼠的一般状况：着床数、活胎数、死胎数、吸收胎、胎重等。(2)胎鼠骨骼畸形的检查：每窝胎鼠的1/2数量作此检查。(3)胎鼠内脏的检查：随机法将胎鼠的1/2 置于鲍音氏液中固定1～2w 后，用徒手切片观察方法检查。(4)胎盘匀浆后，收集上清放置于-80℃冰箱中备用。酶联免疫吸附法(ELISA)测定胎盘中VEGF和sFlt-1的浓度，硝酸还原酶法测定胎盘中NO浓度，严格按试剂盒说明书进行操作。

1.3 统计学分析

采用SPSS17.0统计软件进行统计学分析，多组间均数比较采用单因素方差分析，组内比较采用LSD-t 检验。死胎数、吸收胎数采用卡方检验的连续校正法，以α=0.05为检验水准。

2 结果与分析

2.1 胎鼠一般情况比较

表1显示，与对照组、正常剂量果糖组、高剂量果糖组和高剂量蔗糖组相比，超高剂量果糖组胎重和胎盘重显著下降(P<0.05)。

表1 胎重和胎盘重的比较

注：与对照组相比，aP<0.05；F、P为各组间的统计值；P1为组内比较，正常果糖组、高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组分别与对照组比较。

2.2 胎数和着床数的比较

各组活胎数和着床数无统计学差异(P>0.05，表2)。

表2 活胎数和着床数的比较

注：F、P为组间的统计值。

2.3 各组间死胎和吸收胎的比较

表3显示，与对照组和正常剂量果糖组相比，高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组子代死胎明显增加(P<0.05)，而高剂量果糖组和超高剂量果糖组子代吸收胎数增加(P<0.05)。

2.4 组间胎盘VEGF、sFlt-1和NO的比较

表4显示，高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组孕鼠胎盘的VEGF和NO水平显著低于对照组和正常剂量果糖组(P<0.05)；高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组孕鼠胎盘中sFlt-1水平显著高于对照组和正常剂量果糖组(P<0.05)。

表3 各组间死胎和吸收胎的比较±s)

注：与对照组相比，aP<0.05；与正常剂量果糖组相比，bP<0.05；各组死胎和吸收胎的χ2为7.2、28.3，P值均<0.01；P1为组内比较，正常果糖组、高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组分别与对照组比较；P2为组内比较，高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组分别与正常剂量果糖组比较。

表4 各组孕鼠胎盘中VEGF、sFlt-1和NO的比较

注：与对照组相比，aP<0.05；与正常剂量果糖组相比，bP<0.05；与高剂量果糖组相比，cP<0.05；与高剂量蔗糖组相比，dP<0.05；各组的VEGF、sFlt-1和NO的F值分别为7.40、17.06和17.21；P值为5组的组间比较；P1为组内比较，正常果糖组、高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组分别与对照组比较；P2为组内比较，高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组分别与正常剂量果糖组比较。

3 讨论

膳食中70%的果糖来源于以果糖为甜味剂的软饮料加工食品中，另外30%来源于蔬菜水果中，我国孕期妇女的果糖摄入主要来源于后者。研究表明，高果糖摄入可使机体发生非酒精性脂肪肝等疾病[9]。然而，大多实验设计主要是用果糖代替部分或全部碳水化合物饮食，与孕期妇女日常摄取果糖的方式完全不同。因此，本实验根据实验动物与人之间的剂量“等效”换算常用原则[10]，分别给予孕鼠不同剂量的果糖干预模拟孕妇不同剂量的果糖摄入情况，观察孕期果糖摄入对胎鼠的影响并探讨胎盘血管因子对其影响的机制。

实验结果表明，连续3w的果糖干预后，超高剂量果糖组胎重、胎盘重与其他4组相比均显著下降。在以往研究[3]及本次实验观察到孕期高果糖摄入会导致孕鼠血糖升高，可使胎鼠胰岛增生和β细胞高活性[11]，然而β细胞获得的刺激过度时，其结构会遭到破坏，分泌胰岛素的功能受损，导致低出生体重儿的发生[12]；胎盘重量下降可能因为过多果糖的摄入影响了矿物质的吸收、利用[13]，胎盘血流减少，营养不足使其重量减轻，造成胎儿营养不足，影响胚胎的生长发育。另外，研究发现，孕期高果糖摄入对大鼠的胚胎数、着床数、子代的内脏和骨骼无明显影响。高剂量果糖组与高剂量蔗糖组相比对子代造成的影响没有显著差异。但是，与对照组和正常剂量果糖组相比，高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组子代吸收胎数和死胎数显著增加，这与之前的研究结果一致[14]。动物实验表明，连续11w给予大鼠等热量的果糖和蔗糖喂养，蔗糖引起更为严重的肝脏炎症和脂质沉积[15]，长期高剂量果糖和蔗糖摄入都能够对机体造成不同程度的影响。

VEGF是一种重要的血管活性因子和内皮细胞存活因子，在血管扩张和抗血管凋亡中发挥着关键作用，具有促进内皮细胞分化和增加血管通透性的功能，在胎儿胎盘的血管形成中起着重要的作用[6，14]。实验表明，体内VEGF表达水平减少的动物常伴随着胚胎在妊娠早期的死亡，原因是缺乏早期的血管形成[16]，VEGF基因缺失或减少导致胎盘血管受损，胚胎出生畸形甚至死亡[17]。Barth等人[18]的研究指出在胎儿生长受限母亲的血清中VEGF的水平低于正常妊娠组。研究结果表明，在高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组VEGF的水平均明显低于对照组和正常剂量果糖组。同时，研究结果显示高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组胎盘中sFlt-1的水平显著高于对照组和正常剂量果糖组。Ana Cristina Perez Zamarian等人[19]通过前瞻性病例对照研究发现，在胎儿生长受限组中母亲的sFlt-1水平显著高于对照组，sFlt-1在循环中可阻碍VEGF与受体结合，抑制VEGF的生物学活性，引起血管生成障碍影响血管壁的完整性和通透性[7]，胎盘血流灌注不足，从而导致胚胎缺血、缺氧，影响其生长发育，出现低体重儿、死胎和吸收胎等不良结局。

NO是体内的一种血管舒张因子，由一氧化氮合酶催化L-精氨酸生成，参与胎儿—胎盘间血循环的过程[20]。在胎儿生长受限的研究中指出，胎儿生长受限组母体血清中NO水平减少[21]，在正常妊娠期间，NO水平的增加可以降低胎盘血管阻力[22]，保证胎儿—胎盘循环中有效的血液循环，维持胎儿足够的营养和氧气[21]。研究结果指出，高剂量果糖组、高剂量蔗糖组和超高剂量果糖组胎盘中NO水平显著低于对照组和正常剂量果糖组。实验推测孕期高果糖摄入造成母体胎盘NO水平下降导致胎儿在宫内无法保证充足的血液和营养供应，导致子代不良结局的发生。

综上所述，实验展示了孕期高果糖摄入对胚胎产生了严重影响，从而对高果糖摄入引起的危害有进一步的了解，为人均每天安全合理的摄入果糖提供一定的参考依据，尤其是孕产妇更应该严格限制高果糖的摄入，以改善围产期结局以及降低孕期不合理饮食对子代健康造成的不利影响。◇

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(责任编辑 李婷婷)

关于开展2017年全民营养周(NNW)活动的通知

各省市县营养学会、营养师协会及相关单位：

2017年“全民营养周”将在5月14-20日举行，邀请各个相关学会、协会和分支机构共同参与。 2017年全民营养周(National Nutrition Week,NNW)活动，中国营养学会联合中国疾病预防控制中心营养与健康所、农业部食物与营养发展研究所、中国科学院营养科学研究所共同主办。现将有关事项通知如下：

一、活动时间和主题

2017年NNW活动时间：5月14-20日2017年NNW以《中国居民膳食指南》的宣传教育为主，集中在第一条“食物多样，谷类为主”为主要内容，“全谷物，营养+ ，开启营养健康谷物新时代”为主题和宣传语。

二、活动方式

(一)组织和发动各级省市营养学会、营养师协会和相关学会要积极承担组织和发动工作，号召专家和营养师积极参与到行动中来。(二) 应各地应总结以往经验，把营养周办成营养工作者的贡献周、消费者、大众的营养实践周。面向广大消费者、社区、群众、家庭，深入开展营养健康等科普主题宣传活动。(三)2017年NNW的重点项目“中国好谷物”遴选和“第一届全国营养师膳食营养知识与技能大赛”请各单位积极配合。 (四)2017年由卫计委组织的健康中国行活动，将以合理膳食为主题，以宣传《中国居民膳食指南(2016)》为基础，在当地卫生系统的领导之下开展科普活动，请各营养学会积极配合。

三、工作总结和奖励

2017年全民营养周活动结束后，全民营养周办公室将会同专家工作组(选择各省市理事长参与),对各级营养学会、营养师协会及各地各有关单位组织开展的全民营养周活动情况进行工作考核。对活动组织工作扎实、成绩突出的单位给予表彰和奖励。

请于6月15日之前报送考核表(于4月底网站下载)，照片需单独命名报送。2017年NNW总结表彰会将于8月初举行。

四、联系方式

联系人：虞培丽 丁昕 电话：83554781-805/825

邮箱：nnw@cnsoc.org

全民营养周办公室

中国营养学会

2017年3月10日

Effects of High Fructose Consumption During Pregnancy on Embryonic Development and Placental Vascular Factors

ZHAO Di-di1，HAN Lei2，HE Juan2，LIANG Hui1，MA AI-guo1，XIAO Zi-yi1

(1Public Health College of Qingdao University，Qingdao of Shandong Province，Qingdao 266021，China；2Affiliated Hospital of Qingdao University，Qingdao of Shan dong Province，Qingdao 266021，China)

fructose；fetal；sFlt-1；VEGF；NO

赵迪迪(1990— )，女，在读硕士研究生，研究方向：临床营养。

韩磊(1964— )，女，硕士生导师，主任医师，研究方向：临床营养。