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研究背景及目的中暑是指在高温环境和热辐射的长时间作用下,机体体温调节障碍,水、电解质代谢紊乱,中枢神经系统和循环系统障碍的症状的总称。它是最常见的疾病之一。随着全球气候的变暖,中暑的患病率和病死率均逐年上升。越来越多的研究认为,中暑是一种继发于热损伤后,肠屏障功能障碍,肠源性内毒素入血,从而引起系统性炎症反应综合征( systemic inflammatory response syndrome,SIRS),进而出现脓毒血症(sepsis),最后会导致多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome, MODS)的过程。而在这个过程中,肠屏障作为人体的重要免疫防御系统组成之一,可能发挥着重要作用。谷氨酰胺作为活动的存储氮,是肠粘膜细胞的重要能源之一。有研究表明谷氨酰胺可促进肠粘膜细胞蛋白合成,改善粘膜屏障功能,抑制肠内细菌及毒素对粘膜的粘附作用,从而达到阻止细菌易位的作用。而大剂量维生素C可以降低氧化应激,从而对中暑产生保护作用。Hsp70作为一个重要的维持细胞稳态和生存的保护性蛋白,已经成为应激状态下药物治疗研究中的重要靶向蛋白和监测细胞应激状态的敏感的生物标志。而Z0一l是肠上皮细胞的紧密连接的重要组成之一,常被用来作为观察小肠紧密连接屏障功能及通透性功能的指标。为研究药物对于中暑的预防作用,本研究我们应用谷氨酰胺联合大剂量维生素C进行预防中暑用药。通过检测中暑环境下大鼠小肠粘膜组织Hsp70、Z0-1蛋白,人体血清超氧化物歧化酶(SOD),丙二醛(MDA)的活性及内毒素,和十二指肠粘膜热休克蛋白的表达变化,探讨谷氨酰胺联合大剂量维生素C对预防中暑的效果及可能的作用机制,为临床药物预防中暑提供依据。研究方法:1、动物模型研究:在人工气候箱中模拟高温环境下构建热应激模型,将160只SD雄性大鼠按随机数字表法分为5组:正常对照组(A组),高温应激组(B组),谷氨酰胺预防用药组(C组,简称谷氨酰胺组),大剂量维生素C预防用药组(D组,简称维生素C组),谷氨酰胺联合大剂量维生素C预防用药组(E组,简称谷氨酰胺联合维生素C组)。应激前约1 h灌胃。谷氨酰胺组给予谷氨酰胺胶囊,喂养量为216 mg/ ( kg·d),一天1次,每次5ml。维生素C组给予维生素C片,剂量为135mg/ ( kg·d),喂养量及次数同谷氨酰胺组,谷氨酰胺联合维生素C组在谷氨酰胺组的剂量加维生素C组,喂养量及次数同前,其余时间自由饮水。高温应激组给予蒸馏水,剂量同前。B、C、D、E组同时放入模拟高温中暑环境人工气候箱中,2小时后取出;A组置放于室温。应激后1天、3天、7天三个时相点分别收集大鼠的肠粘膜进行指标检测。通过运用RT-PCR技术测定肠粘膜的紧密连接蛋白ZO-1 mRNA的含量及Western Blot法检测肠粘膜细胞中HSP70的表达。从机制上进一步探索肠粘膜屏障功能在中暑的作用。2、人体研究:将在高热环境下进行军事训练的士兵48例按照区组随机化法分为预防组(24例)和对照组(24例),预防组士兵在常规口服补液的基础上加服谷氨酰胺联合大剂量维生素C预防中暑,对照组采用相同的常规补液加服安慰剂。并分别通过抽取血液和胃镜下取十二指肠粘膜,比较2组中暑发生率,训练前后氧化应激指标、血清内毒素、十二指肠粘膜超微结构及十二指肠粘膜热休克蛋白70(HSP70)表达变化。结果1、动物实验结果显示:(1)同时间段谷氨酰胺联合维生素C组ZO-1mRNA表达量均值显著高于高温应激组(p<0.05)。且同时间段谷氨酰胺联合维生素C组的ZO-1mRNA表达量均值均高于谷氨酰胺组和维生素C组(p<0.05)。但同时间段谷氨酰胺联合维生素C组的ZO-1mRNA表达量均值与正常对照组相比表达差异无明显(p﹥0.05)。ZO-1的表达随着时间点延长,变化趋势不明显。(2)与正常对照组和高温应激组比较,谷氨酰胺联合维生素C组HSP70明显增高,尤其以第一天的表达最为明显,随着应激时间的延长,热休克蛋白70(HSP70)的表达则逐渐下降。2、人体实验结果显示:药物预防组和对照组中暑的发生率分别为6.6%(2/24)和33.3%(8/24),差异具有统计学意义(P<0.01),药物预防组较对照组血清超氧化物歧化酶(SOD)水平升高,血清丙二醛(MDA)及血清内毒素降低,差异均有统计学意义(P<0.01),透射电镜观察药物预防组小肠粘膜微绒毛、细胞器、内质网基本正常,对照组小肠粘膜细胞多数微绒毛紊乱,细胞器、内质网均有肿胀,免疫组化结果表明药物预防组HSP70表达较对照组明显升高。结论本课题研究表明:第一、预防性口服谷氨酰胺联合大剂量维生素C可明显降低高热中暑的发生率。谷氨酰胺联合大剂量维生素C可作为高热中暑的预防性用药。第二、谷氨酰胺联合大剂量维生素C预防高热中暑的机制可能为:1.升高高热应激机体的血清超氧化物歧化酶(SOD)水平,降低血清丙二醛(MDA)及血清内毒素水平,诱导HSP70表达。可抑制自由基,降低氧化应激反应,抑制细胞因子的产生,减少高热应激对小肠组织及细胞的损伤。2.减少对肠粘膜细胞微绒毛、内质网高尔基体等超微结构病理损害,并通过调控小肠粘膜紧密连接蛋白ZO-1表达,对小肠粘膜及其屏障功能起保护作用。减少内毒素的吸收,预防肠源性内毒素血症产生。3.作为粘膜营养能量来源及抗氧化应激制剂,谷氨酰胺联合大剂量维生素C应用可减少高热应激对小肠黏膜的损伤,同时还可促进小肠粘膜的修复,保护小肠黏膜屏障功能。