急进高原对大鼠胃肠电生理的影响

陈 磊， 朱 琳， 贺 巍， 范兴爱， 杨生岳， 刘睿年

(解放军第四医院消化内科， 西宁 810007；*通讯作者，E-mail:hewei.1971@163.com)

急进高原对大鼠胃肠电生理的影响

陈 磊， 朱 琳， 贺 巍*， 范兴爱， 杨生岳， 刘睿年

(解放军第四医院消化内科， 西宁 810007；*通讯作者，E-mail:hewei.1971@163.com)

目的 观察急进高原后，在不同海拔高度、不同时间节点下，大鼠胃电及小肠电生理活动变化。 方法 130只SD雄性大鼠随机分为低海拔组(西安，海拔400 m)，中度海拔组(西宁，海拔2 260 m)和高海拔组(玛多，海拔4 300 m)，中度海拔组、高度海拔组又以急进高原的时间分为1 d，3 d，5 d，7 d，10 d和14 d组，每组10只。测定各组大鼠胃电及小肠电活动数据，观察其变化规律。 结果 大鼠胃电及小肠电的波幅及波频在中度海拔地区5 d组及高海拔地区3 d组下行到最低点(P<0.05)，且高海拔地区3 d组受损更加明显(P<0.05)。 结论 急进高原对于大鼠胃及小肠电活动影响显著，且海拔高度越高大鼠胃电活动受损越严重，下行的速度越快，越早到达最低点。

高原； 胃肠电生理； 胃肠动力； 大鼠

近年来随着经济、交通的大幅度发展，因高原生态旅游、自驾游、越来越多的科研等原因，每年有数百万人进入青藏高原地区[1]。而高原特殊环境，即气压低、含氧低、气温低、紫外线强等自然环境，会对人类机体造成众多影响，特别以呼吸、循环、神经、消化等系统损伤最为明显[2]。胃肠动力紊乱是高原胃肠应激反应的主要表现之一，它主要表现为腹胀、恶心、呕吐、腹泻、食欲减退等消化道症状，一般经过7-10 d的高原适应后可逐渐减轻，甚至消失[3]。

目前急性高原病的研究重点主要集中于呼吸、循环、神经系统损伤方面，而在急性高原胃肠动力紊乱疾病方面的研究报道很少，特别是在其发生、发展机制上的基础性研究更少，而多以应用B超、X线钡餐、激素测定、内镜等检查手段观测高原应激时的胃肠动力变化为主。因此，本实验主要通过测定快速进入高原地区，在不同海拔，不同时间节点下，SD大鼠胃电及小肠电生理活动变化情况，观察其受损及恢复规律，以为下一步探讨急进高原胃肠动力紊乱的发生机制、临床干预提供基础理论依据。

1 材料与方法

1.1 主要仪器

RM6280B生物信号采集处理系统(成都仪器厂)。

1.2 实验动物与分组

SD雄性大鼠130只，SPF级，许可证号：SCXK(陕)2012-003，体质量(200±20)g，全部购自西安交通大学实验动物中心，所有实验大鼠随机分为3大组，13小组。即以实验海拔高度划分3大组，低海拔组(西安，海拔400 m)、中度海拔组(西宁，海拔2 260 m)、高海拔组(玛多，海拔4 300 m)。另以大鼠起运后3 d内进驻实验现场模拟急进高原状态，并以进驻后的时间节点为依据，依达到实验地区后的时间顺序将中、高海拔组分为6个亚组，即：1 d，3 d，5 d，7 d，10 d和14 d组，每组10只大鼠。

1.3 胃、小肠电生理检测

实验前SD大鼠12 h禁食、6 h禁水， 按40 mg/kg腹腔内注射戊巴比妥钠麻醉，经腹部正中切开，选择胃体中上部1/3处胃电起搏区的浆膜层埋置引导电极[4]，测量胃电活动变化，电生理参数为“生物电，灵敏度500 mV，直流，30 Hz，高频滤波1 kHz”记录波形并分析。于胃幽门下10 cm小肠段为测定点，测量相同长度小肠电变化，电生理参数为“生物电，灵敏度200 μV，直流，100 Hz，高频滤波1 kHz”，记录波形并分析。对所记录的胃电及小肠电的波幅及波频进行统计学分析。

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 不同海拔高度及时间节点大鼠胃电生理变化

急进高海拔地区后，随着海拔高度的升高，胃电的波频及波幅受损明显，且海拔高度越高，受损下行越快，越早到达最低点(见图1)。在中度海拔地区胃电波频变化不明显，仅在5 d组出现统计学差异(P<0.05)，而波幅相对变化显著，1 d组即可观察到明显变化(P<0.05)，至5 d组下降到最低点(P<0.05, 见表1，2)。而高海拔地区则可以观察到明显波频、波幅变化，并均于3 d组达到最低点(P<0.05)，且高海拔地区大鼠胃电活动受损情况较中度海拔地区最低点时显著下降，高海拔1 d组与中度海拔1 d组比较，高海拔3 d组与中度海拔5 d组比较差异均有统计学意义。另外通过实验观察可见，海拔高度对于波频的影响相对较低，较易恢复，中度海拔地区在7 d组，高海拔地区在5 d组即基本恢复正常，与低海拔组对比无统计学差异(P>0.05)，而波幅恢复相对较慢，且所处海拔高度越高恢复越慢。

A.低海拔组；B1-B6. 中度海拔1 d， 3 d， 5 d， 7 d， 10 d， 14 d组；C1-C6.高海拔1 d， 3 d， 5 d， 7 d， 10 d， 14 d组图1 大鼠急进高原后胃电活动变化Figure 1 Effects of ascending to high altitude on gastric electrical activity in the rats

表1 大鼠急进高原后胃电频率变化

Table 1 Effects of ascending to high altitude on gastric electrical frequency in the rats

组别1d3d5d7d10d14d低海拔组49．70±0．86中度海拔组49．66±1．0748．53±2．0147．94±2．09∗48．95±1．1649．69±0．8249．94±0．94高海拔组48．62±1．58∗△43．98±1．17▲#48．91±1．5249．67±1．1549．83±0．8449．98±1．43

与低海拔组比较，*P<0.05；与中度海拔1 d组比较，△P<0.05；与中度海拔5 d组比较，▲P<0.05；高海拔组与1 d及5 d组比较，#P<0.05

表2 大鼠急进高原后胃电波幅变化

Table 2 Effects of ascending to high altitude on gastric electrical amplitude in the rats

组别1d3d5d7d10d14d低海拔组1784．31±588．46中度海拔组579．96±197．22∗263．70±29．71231．08±58．04#268．68±36．73426．77±151．64666．12±158．74高海拔组 258．30±38．52∗△ 169．98±25．29▲◇224．25±41．01347．31±78．87387．83±77．84498．67±106．25

与低海拔组比较，*P<0.05；与中度海拔1 d组比较，△P<0.05；与中度海拔5 d组比较，▲P<0.05；中度海拔组与3 d及7 d组比较，#P<0.05；高海拔组与1 d及5 d组比较，◇P<0.05

2.2 不同海拔高度及时间节点大鼠小肠电生理变化

实验结果显示，海拔高度同样对小肠电活动影响十分显著，随着海拔高度的提高，小肠电的波频及波幅受损下行越明显(见图2)。在进入中度海拔地区后第3天，小肠电波频、波幅均发生显著变化(P<0.05)，并于5 d组下行到最低点(P<0.05)，而后缓慢恢复。高海拔地区小肠电波幅、波频变化与之类似，于3 d组下行到最低点(P<0.05)，且其与中度海拔5 d组相对比，小肠电波幅及波频下降更加显著(P<0.05, 见表3，4)。

A.低海拔组；B1-B6. 中度海拔1 d， 3 d， 5 d， 7 d， 10 d， 14 d组；C1-C6. 高海拔1 d， 3 d， 5 d， 7 d， 10 d， 14 d组图2 大鼠急进高原后小肠电活动变化Figure 2 Expression of ascending to high altitude on small intestine electrical activity in rats

表3 大鼠急进高原后小肠电频率变化

Table 3 Changes of ascending to high altitude on small intestine electrical frequency in the rats

组别1d3d5d7d10d14d低海拔组49．70±0．86中度海拔组48．95±0．3146．82±1．7747．98±2．12∗48．55±0．8649．79±0．4249．74±0．64高海拔组47．58±1．68∗△43．88±0．67#▲46．91±1．3247．46±1．1348．59±1．3949．05±1．27

与低海拔组比较，*P<0.05；与中度海拔1 d组比较，△P<0.05；与中度海拔5 d组比较，▲P<0.05;高海拔组与1 d及5 d组比较，#P<0.05

表4 大鼠急进高原后小肠电波幅变化

Table 4 Changes of ascending to high altitude on small intestine electrical amplitude in the rats

组别1d3d5d7d10d14d低海拔组587．31±13．46中度海拔组338．62±14．39∗251．19±13．84231．08±58．04#278．66±35．63316．37±35．44358．12±23．44高海拔组183．30±39．52∗△ 138．98±28．29▲◇149．25±21．01184．31±58．87195．83±76．81219．66±112．25

与低海拔组比较，*P<0.05；与中度海拔1 d组比较，△P<0.05；与中度海拔5 d组比较，▲P<0.05;中度海拔组与3 d及7 d组比较，#P<0.05;高海拔组与1 d及5 d组比较，◇P<0.05

3 讨论

在短时间内从低海拔地区快速进入高海拔地区，极易因高原特有低压、低氧环境，引发机体低张性缺氧，为了保障心、脑、肝、肾等重要脏器的供氧，保障机体正常功能，调整体内血液分布，进而收缩皮肤及胃肠道血管，从而造成胃肠道受到低张性、循环性双重缺氧损害，导致胃肠道蠕动、吸收、分泌功能障碍。有关高原地区胃、肠动力紊乱的基础性研究中，国内学者的研究指出，高原的低氧环境，可导致狗进餐后的胃窦、十二指肠收缩的振幅、频率、动力指数等明显低于海平面地区[4-7]，同时他们的研究还发现在5 000 m低压、低氧环境下，大鼠的胃及小肠的推进率会明显下降。而国外类似研究指出在低氧条件下，不但肠道的节律性收缩会出现降低，同时胃肠动力激素存在明显的影响，而且会对其固有神经跨区域刺激的应答同样降低，表明低氧条件可以致使胃肠蠕动能力减弱，从而导致胃肠运动缓慢[8-11]。上述研究均表明了低压、低氧对胃肠运动功能造成的不良影响，但详细观察不同海拔高度，不同时间节点胃肠动力变化的报道比较罕见。

本实验通过观察从低海拔地区起运大鼠，快速、不间断入高海拔地区，用以模拟急进高原状态，并详细观测不同海拔高度及时间节点下大鼠胃电及小肠电生理活动变化。通过对各组胃电生理图频率及波幅进行统计学分析可以发现，大鼠进入高海拔地区后胃电及小肠电生理活动变化明显，尤其以波幅为著。中度海拔1 d组胃肠电波幅下降显著而波频下降不明显，直至5 d组胃电波幅降至最低谷时胃电波频才显著下降，此后胃电波频快速恢复，而波幅则恢复相对缓慢。高海拔地区测量结果与之类似，但大鼠胃肠电活动受损更为明显，不论波频还是波幅均显著下降，并于3 d组到达最低点，同样是波频先恢复，且波幅恢复速度较西宁地区更加缓慢。可见，随着海拔高度的提升，大鼠胃电及小肠电生理活动受损越明显，且下行幅度越大，越早达到最低点，此后缓慢恢复，其中胃肠电波幅下行趋势最明显，表明其对低压、低氧环境十分敏感，且海拔高度越高，后期的恢复速度越慢，胃肠动力紊乱越明显。

综上所述，本研究系统地监测了不同海拔高度、不同时间节点下大鼠胃电及小肠电生理活动变化规律，但海拔高度影响下，胃肠道运动是同时受神经、体液、温度等多种因素共同调节影响的结果[11，12]，本研究为探讨高原胃肠动力紊乱机制提供了基础。

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Effects of ascending to high altitude on gastrointestinal motility in the rats

CHEN Lei, ZHU Lin, HE Wei*, FAN Xing’ai, YANG Shengyue, LIU Ruinian

(DepartmentofGastroenterology,FourthHospitalofPLA,Xining810007,China;*Correspondingauthor,E-mail:hewei.1971@163.com)

ObjectiveTo investigate the changes of gastrointestinal electrical activity at different altitude and different time in the rats after ascending to high altitude.MethodsTotally 130 male SD rats were divided into low altitude group(Xi’an, 400 m), moderate altitude group(Xining, 2260 m), high altitude group(Maduo, 4 300 m). The moderate and high altitude groups were further divided into six subgroups according to the time after ascending to high altitude(n=10 in each group):1 d, 3 d, 5 d, 7 d, 10 d, and 14 d groups. The gastrointestinal electrical activity of rats was determined in each group.ResultsThe amplitude and frequency of gastrointestinal electrical activity of rats were the lowest in moderate altitude 5 d group and high altitude 3 d group(P<0.05).ConclusionThe gastrointestinal electrical activity in rats can be significantly influenced by high altitude exposure, and the injury is more serious in rats after exposure to higher altitude.

high altitude； gastrointestinal electrical activity; gastrointestinal motility； rats

青海省(应用)基础研究计划项目(2013-Z-760)

陈磊，男，1983-03生，学士，主治医师， E-mail:276550786@qq.com

2016-11-24

R337.5

A

1007-6611(2017)02-0120-04

10.13753/j.issn.1007-6611.2017.02.006