硫酸亚铁对溃疡性结肠炎模型大鼠氧化应激状态的影响

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【摘要】目的考察口服硫酸亚铁（FeSO4）对三硝基苯磺酸（TNBS）诱导的溃疡性结肠炎（UC）模型大鼠氧化应激状态的影响。方法采用TNBS乙醇溶液复制UC大鼠模型，雄性SD大鼠60只，随机分为6组，每组10只，分别为正常对照组、模型对照组、FeSO4对照组（100mg·kg-1·d-1）和FeSO4低剂量组（50mg·kg-1·d-1）、中剂量组（100mg·kg-1·d-1）和高剂量组（300mg·kg-1·d-1），给药2周后分别观察大鼠的一般状态、组织病理学变化、组织及血清超氧化物歧化酶（SOD）与丙二醛（MDA）水平。结果FeSO4中、高剂量组大鼠体质量减轻，腹泻动物数增加，结肠组织损伤加重，血清与结肠组织SOD活性降低、MDA水平升高（P<0.05）。结论UC模型大鼠体内存在氧化应激，口服补充FeSO4可能会进一步加剧其体内氧化应激状态及结肠组织病理学损伤。

【关键词】硫酸亚铁;溃疡性结肠炎;三硝基苯磺酸;氧化应激;大鼠

溃疡性结肠炎（ulcerativecolitis，UC）是一种病因不明的直肠和结肠慢性非特异性炎症，临床主要表现为反复发作的腹痛、腹泻及黏液脓血便，重症或病情持续活动的患者可出现缺铁性贫血。临床观察发现，给予UC患者口服铁剂不能很好地被耐受，甚至会加重胃肠道症状或促进疾病活动［1］。硫酸亚铁（ferroussulfate，FeSO4）是临床最为常用的铁剂之一，同时也是一种强氧化剂，可能会因产生自由基（oxygen-derivedfreeradicals，OFR）而加重组织损伤［2］。本实验利用三硝基苯磺酸（2，4，6-trinitrobenzenesulfonicacid，TN-BS）复制UC模型，观察FeSO4对UC模型大鼠氧化应激状态的影响，为临床治疗提供依据。

1材料和方法

1.1药物和试剂

TNBS购于Sigma公司，5%（W/V）水溶液，批号为P2297;FeSO4，上海黄浦制药有限责任公司生产，批号为050606，轻轻把FeSO4片研碎，称取一定量的粉末，加入蒸馏水配成100mg·ml-1的混悬液备用;丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、考马斯亮兰蛋白检测试剂盒均为南京建成生物工程研究所产品，批号为20060323。

1.2动物

雄性SD大鼠60只，体质量200～220g，由安徽医科大学实验动物中心提供，普通级。

1.3仪器

756MC紫外分光光度计（上海精密科学仪器有限公司），TGL-16H高速离心机（珠海黑马医学仪器有限公司），可控式硅恒温水浴锅（上海锦屏仪器仪表有限公司），QL-901漩涡混合器（江苏海门麒麟医用仪表厂），电子分析天平（上海天平仪器厂），DIAX-900内切式组织匀浆机（德国Heidolph公司）。

1.4大鼠UC模型制备［3］

健康大鼠60只，随机分为6组。留2组作正常对照组与FeSO4对照组，余4组均制备模型，禁食不禁水24h后，腹腔注射3%戊巴比妥钠（1ml·kg-1）使大鼠轻微麻醉后，将直径2mm的乳胶管经肛门轻轻插入大鼠体内大约8cm处，将TNBS（125mg·kg-1）的50%乙醇溶液缓缓注入到大鼠肠腔内，提起大鼠尾部，倒置30s，使造模剂充分渗入大鼠肠腔。

1.5分组及给药

将正常大鼠随机分为正常对照组与FeSO4对照组，每组10只;将造模大鼠随机分为模型对照组，Fe-SO4给药高、中、低剂量组，每组10只。FeSO4对照组大鼠，按照100mg·kg-1·d-1灌胃FeSO4混悬液;Fe-SO4高、中、低剂量组大鼠，分别按照300mg·kg-1·d-1、100mg·kg-1·d-1、50mg·kg-1·d-1灌胃FeSO4混悬液;正常对照组及模型对照组大鼠每天灌胃同体积生理盐水，各组大鼠均在造模后6h开始给药，连续给药2周。

1.6症状观察

每天对各组大鼠进行称重，观察体质量变化并记录;观察大鼠粪便形状，记录大鼠发生腹泻、血便的数量。

1.7结肠黏膜组织损伤评分

各组大鼠给药2周后，3%戊巴比妥钠过量麻醉，腹主动脉取血2ml，离心后置-80℃冰箱保存备用。将肛门以上10cm肠段取出，沿肠系膜纵行切开，用冰生理盐水冲洗，并称量。将黏膜向上展开，观察黏膜损伤并按照Wallace和Keenan1990年的评分标准［4］进行评分:0分为无炎症和溃疡;1分为局部充血但无溃疡;2分为有溃疡但无充血;3分为有1处溃疡及炎症;4分为有2处或2处以上溃疡及炎症;5分为溃疡延伸超过2cm。同时取少量炎症肠组织，迅速放置液氮罐中备用。

1.8病理组织切片观察

取肛门以上8cm肠段卷起，置10%中性甲醛液中固定，石蜡包埋，行4μm厚连续切片，HE染色观察组织学变化。

1.9生化指标测定

血清及结肠组织MDA、SOD均按照检测试剂盒说明书进行操作。

1.10统计学处理

计量指标以x-±s表示，多组间比较行方差分析，各组间两两比较行LSD检验，采用SPSS12.0软件进行统计分析。

2结果

2.1一般状态及大便性状的变化

见表1。正常组与FeSO4对照组大鼠活动如常，反应机警，毛发有光泽，饮食正常，体质量增长较多，无腹泻及便血;制模大鼠精神萎靡，毛发无光泽，饮食减少，均出现不同程度的腹泻、便血。正常对照组与FeSO4对照组大鼠体质量增加、腹泻及便血无显著性差异;与正常对照组比较，模型对照组大鼠体质量增加明显减少（P<0.01）;FeSO4中、高剂量组大鼠体质量增加显著低于模型对照组（P<0.05），发生腹泻、便血动物只数明显增多。表1各组大鼠发生腹泻数及体质量变化（略）

2.2结肠损伤评分及生化指标改变

见表2。观察大鼠结肠外观及黏膜表面发现，正常对照组与FeSO4对照组大鼠结肠黏膜无明显充血水肿，未见糜烂及溃疡灶;模型对照组大鼠的结肠多数与相邻脏器有轻度的粘连，结肠充血水肿，在距肛门8cm的肠段有较大的溃疡病灶，病灶处结肠壁增厚，肠黏膜表面发生溃疡糜烂坏死，与正常对照组大鼠相比，结肠明显变短，结肠质量增加;FeSO4各剂量组大鼠结肠水肿、糜烂等炎性症状明显加重，溃疡面积增大。模型组结肠病理损伤评分、结肠组织和血清MDA水平均高于正常对照组（P<0.01），结肠组织和血清SOD水平均低于正常对照组（P<0.01）;与模型对照组比较，Fe-SO4中、高剂量组结肠组织损伤评分、结肠和血清MDA水平显著升高（P<0.05），结肠和血清SOD水平显著降低（P<0.05），中、高剂量组之间无明显差异;上述指标在FeSO4对照组与正常对照组未见统计学差异（P>0.05）。表2各组大鼠结肠损伤以及生化指标的影响（略）

2.3结肠组织病理学变化

见图1。正常大鼠结肠组织结构清晰，黏膜完整，肠腺丰富，排列紧密（图1A）;TNBS造模后，大鼠结肠组织黏膜坏死脱落，溃疡形成，大量中性粒细胞浸润，腺体消失（图1B）;FeSO4对照组大鼠结肠组织粘膜结构完整，未见溃疡形成（图1C）;FeSO4低、中、高剂量组大鼠结肠组织肠黏膜上皮脱落缺损加重、溃疡区域明显增大，黏膜周围上皮增生修复减慢，炎细胞增加（图1D～F）。

3讨论

TNBS是一种半抗原，其诱导产生的大鼠模型除发生腹泻、便血、体质量减轻等临床症状外，还可以诱发大鼠肠道炎症，肠黏膜发生溃疡、水肿、糜烂、大量炎性细胞浸润等组织病理学改变，类似于人类的UC，由于制备简单省时而被广泛应用。研究发现，氧自由基在UC的发病中起重要作用，氧自由基对自身组织产生攻击作用，参与并通过脂质过氧化反应产生炎症介质（白三烯、前列腺素等）活化炎症反应［5］。MDA是氧自由基触发细胞膜上的不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应的产物，其含量反应了组织过氧化损伤程度，它能使肠粘膜组织损害进一步加重。MDA水平的高低又间接反映机体细胞受自由基攻击的严重程度。SOD是重要的过氧化物分解酶，能有效清除氧自由基从而抑制脂质过氧化反应，并能稳定细胞膜，SOD水平的高低间接反应了机体抗氧化能力。Aghdassi等［6］报道，给予UC模型大鼠腹腔注射右旋糖苷铁，可以加重其结肠损伤，加剧其粘膜氧化应激状态。

本研究中，FeSO4中、高剂量组给药均可以恶化TN-BS造模导致大鼠的腹泻、体质量减轻等症状，加重UC模型大鼠结肠的组织学损伤，降低结肠组织及血清SOD的活力，升高结肠组织及血清MDA水平，对UC模型大鼠的氧化应激状态表现出明显的加剧作用;但在给予正常大鼠同等剂量FeSO4时未见上述情况发生。

综上所述，UC大鼠机体抗氧化能力减弱，处于氧化应激状态;当给予口服一定剂量FeSO4时，可能通过Fe2+作用产生大量氧自由基，导致机体的氧化应激进一步恶化，从而加剧机体的氧化损伤。因此，对于UC合并贫血补铁治疗时，应选择正确的补铁方式（如非离子铁），合理的营养干预，提高机体抗氧化能力，对于预防口服补铁引起的氧化应激，减轻氧化损伤，减少并发症的发生有重要意义。

【参考文献】

［1］OldenburgB，KoningsbergerJC，VanBergeHenegouwenGP，etal.Ironandinflammatoryboweldisease［J］.AlimentPharmacolTher，2001，15（4）:429-438.

［2］AustSD，MorehouseLA，ThomasCE.Roleofmetalsinoxygenradicalreactions［J］.JFreeRadicBiolMed，1985，1（1）:3-25.

［3］HibiT，OgataH，SakurabaA.Animalmodelsofinflammato-ryboweldisease［J］.JGastroenterol，2002，37（6）:409-417.

［4］WallaceJL，KeenanCM.Anorallyactiveinhibitorofleu-kotrienesynthesisaccelerateshealinginaratmodelofcolitis［J］.AmJPhysiol，1990，258（4Pt1）:G527-534.

［5］KruidenierL，VerspagetHW.Oxidativestressasapatho-genicfactorininflamem-atoryboweldisease-radicalsorri-diculous?［J］.AlimentPharmacolTher，2002，16（12）:1997-2015.

［6］AghdassiE，CarrierJ，CullenJ，etal.Effectofironsupple-mentationonoxidativestressandintestinalinflammationinratswithacutecolitis［J］.DigDisSci，2001，46（5）:1088-1094.