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1、第二军医大学 硕士学位论文 膳食铁补充对心理应激大鼠铁代谢影响的初步观察 姓名：于思雨 申请学位级别：硕士 专业：营养与食品卫生学 指导教师：李敏 20100501 膳食铁补充对心理应激大鼠铁代谢影响的初步观察 摘要 现代生活中，随着社会的发展和生活节奏的加快，精神紧张或心理负担过重已经成 为常见的应激源，而由此引起的心理应激及其对人体健康的影响正越来越受到人们的重 视。许多研究证实，心理应激可增加多种疾病的发病风险，包括糖尿病、心血管疾病、 神经退行性疾病以及衰老。 铁是几乎所有生命体必不可少的微量元素。在细胞呼吸链电子传递、能量代谢、血 红素代谢、氧的运输、细胞信息传递、D N A 合成、
2、免疫功能等方面发挥重要作用。除 了重要的生理功能外，铁也是一种可以诱导氧化应激的促氧化剂，铁过量会对机体产生 不利影响。有实验证实，铁过负荷可以通过F e n t o n 反应对机体造成氧化应激损伤。 课题组前期研究发现，心理应激可引起机体铁代谢紊乱，造成小肠铁吸收减少，血 清铁明显下降、红细胞生成受到抑制，同时肝细胞铁含量明显增加，部分脑区铁蓄积增 加，氧化应激增强。因此，了解膳食铁补充对心理应激大鼠血清铁降低是否有改善作用， 以及对心理应激所造成的铁代谢紊乱和氧化应激损伤的影响，对于阐明心理应激人群是 否应补铁具有重要的意义。 研究目的 本实验通过观察喂饲不同铁含量的饲料对心理应激模型大鼠
3、铁代谢和氧化应激反 应的影响，为心理应激情况下是否应补充铁提供实验依据。 研究方法 一、膳食铁补充对心理应激大鼠铁吸收的影响 ( 一) 实验动物分组 雄性S D 大鼠( 购自上海西普尔必凯公司) ，体重0 2 0 士1 0 ) g 。按体重随机分为空白 对照组( C G ) 、心理应激组( P S G ) ，每组各1 6 只。C G 及P S G 又按体重随机分为两个 亚组：正常铁组( N F e ，3 5m g F e k gd i e t ，1 1 = 8 ) ，高铁组( H F e ，2 4 5m gF e k gd i e t ，n = 8 ) 。 动物饲养实验室环境温度2 4 。C
4、+ 1 ，湿度5 0 6 0 ；单笼饲养，自由饮食及去离子 第二军医大学硕士学位论文 水，饲料配方为A I N 一9 3 G ，仅铁含量的配制按实验需要添加。自然昼夜节律变化光照。 ( 二) 大鼠心理应激模型制作 采用C o m m u n i c a t i o nB o xS y s t e m f l 卦J 作大鼠心理应激模型。C o m m u n i c a t i o nB o xS y s t e m 由透明丙烯酸板组成，一半小室( A 室) 底部铺板绝缘，另一半小室( B 室) 通电。在B 室的实验大鼠接受3 0 m i n d ，足底电击( 电压9 0 V ，电流0 8 0
5、m A ) ；电击组大鼠跳跃，尖 叫，在A 室的实验大鼠通过视觉听觉产生恐惧的心理反应，即为心理应激大鼠模型。心 理应激组连续心理应激7 天。 ( 三) 大鼠饲料摄入量和体增重测定 使用电子天平称量大鼠饲料R 摄入量和应激暴露前、应激暴露每天的体重，并将后 一天体重和前一天体重的差值作为大鼠的体增重。 ( 四) 大鼠粪便收集 分别收集C G 和P S G 大鼠在实验第一、三、七天中所产生的粪便。为使粪便收集齐 全，将大鼠从代谢笼中移至心理应激模型的过程中，大鼠单个塑料笼转运。为使粪便收 集精确，通过卡红标记粪便( 收集两次红色之间的粪便，不包括第二次红色粪便) 。 ( 五) 大鼠铁表观吸收率及
6、吸收量的计算 大鼠铁表观吸收率采用经典的代谢平衡法计算( 由于尿中铁含量甚微，故忽略不 计) 。铁表观吸收率= ( 摄入铁含量一粪便铁含量) x1 0 0 摄入铁含量；铁吸收量= 摄入铁 含量一粪便铁含量 二、膳食铁补充对心理应激大鼠组织铁含量的影响 ( 一) 实验动物分组 雄性S D 大鼠( 购自上海西普尔必凯公司) ，体重( 1 2 0 士1 0 ) g 。按体重随机分为空白 对照组( C G ) 、心理应激组( P S G ) ，每组各2 4 只。C G 及P S G 又按体重随机分为三个 亚组：低铁组( L F e ，8 0m gF e k gd i e t ，n = 8 ) ，中铁组
7、( M F e ，1 6 0m gF e k gd i e t ，n = 8 ) ，高 铁组( H F e ，3 2 0m gF e k gd i e t ，n _ 8 ) 。动物饲养实验室环境温度2 4 “ C + 1 ，湿度5 0 6 0 ；使用代谢笼具单笼饲养，自由饮食及去离子水，喂饲天然饲料，饲料中仅铁含量 按实验要求配置。自然昼夜节律变化光照。 ( 二) 心理应激模型制作 方法同前。 膳食铁补充对心理应激大鼠铁代谢影响的初步观察 ( 三) 大鼠血清、肝脏及各脑区铁含量的测定 湿法消化法各组织，火焰原子吸收分光光度法测定各组大鼠血清、肝脏及部分脑区 的铁含量。 三、膳食铁补充对心理应激
8、大鼠氧化应激损伤的影响 ( 一) 实验动物分组 同上。 ( 二) 心理应激模型制作 同上。 ( 三) 大鼠脑区及肝脏内M D A 含量的测定 采用丙二醛( M D A ) i 9 l J J 定试剂盒所定的方法测定心理应激组和对照组大鼠皮层、海 马、纹状体、脑干、小脑以及肝脏内M D A 的含量。 ( 四) 大鼠脑区及肝脏内S O D 活力的测定： 超氧化物歧化酶( S O D ) 分析试剂盒一W S T ( 水溶性四哗豁) 试剂盒测定心理应激组 与对照组大鼠皮层、海马、纹状体、脑干、小脑以及肝脏内S O D 的活力。 ( 五) 大鼠脑区及肝脏内G S H 含量的测定： 总谷胱甘肽( G S
9、H ) 钡J J 定试剂盒测定心理应激组与对照组大鼠皮层、海马、纹状体、 脑干、小脑以及肝脏内总G S H 含量。 ( 六) 大鼠脑区及肝脏内G S H 。P x 活力的测定： 谷胱甘肽过氧化物酶( G S H p x ) 钡, l J 定试剂盒测定心理应激组与对照组大鼠皮层、海 马、纹状体、脑干、小脑以及肝脏内G S H P x 活力。 四、数据统计与处理 实验数据采用S P S S l 3 0 统计软件包采用两样本t 检验及单因素方差分析进行数据 分析，实验数据以平均数4 - 标准差( X 士S ) 表示，显著性水平为P 0 0 5 ，非常显著性水平 为P 0 0 5 ) 。 ( 二) 膳
10、食铁补充对心理应激大鼠铁表观吸收率的影响 没有经过心理应激暴露的高铁摄入组大鼠铁表观吸收率比没有经过心理应激暴露 正常铁摄入组低( P O 0 5 ) ；不同膳食铁含量的两组大鼠在心理应激暴露后其铁表观吸收 率均显著降低，且随着心理应激天数的增加下降幅度逐渐加大( P 0 0 5 ) ，其中高铁摄入 组大鼠铁表观吸收率降低幅度最大。 ( 三) 膳食铁补充对心理应激大鼠铁吸收量的影响 没有经过心理应激暴露的高铁摄入组大鼠铁吸收量比没有经过心理应激暴露正常 铁摄入组显著增i J H ( P O 0 1 ) ；不同膳食铁含量的两组大鼠心理应激暴露后铁吸收量均显 著降低伊 0 0 5 ) ，且随着心理
11、应激天数的增加下降幅度逐渐加大；但心理应激高铁组大 鼠铁吸收量比心理应激J 下常铁组明显增多( P O 0 1 ) 。 二、膳食铁补充对心理应激大鼠肝脏、血清、皮层、海马、 纹状体、小脑及脑干铁含量的影响 ( 一) 膳食铁补充对心理应激大鼠肝脏铁含量的影响 未经过心理应激暴露的各组大鼠肝脏铁含量随着膳食铁含量的增加而增加，其中， 高铁组与低铁组相比增加了1 1 6 7 ( P O 0 1 ) ；在不同膳食铁含量的三组大鼠中，心理应 激暴露后各组大鼠肝脏铁含量均较相应未经心理应激暴露的对照组有显著性升高 ( P O 0 1 ) ；而心理应激暴露的各组大鼠肝脏铁含量也随着膳食铁含量的增加而增加，高
12、 铁应激组与低铁应激组相比增加了1 2 9 2 ( P O 0 1 ) 。 ( - - ) 膳食铁补充对心理应激大鼠血清铁含量的影响 未经过心理应激暴露的各组大鼠血清铁含量随着膳食铁含量的增加而增加，其中， 高铁组与低铁组相比增加了4 9 6 ( P O 0 1 ) ；在不同膳食铁含量的三组大鼠中，心理应 激暴露后各组大鼠血清铁含量较相应未经心理应激暴露的对照组有显著性的降低( P 0 0 5 ) 。而心理应激暴露的各组大鼠血清铁含量也随着膳食铁含量的增加而增加，高铁应 膳食铁补充对心理应激大鼠铁代谢影响的初步观察 激组与低铁应激组相比增加了5 2 0 ( P 0 0 1 ) 。 ( 三) 膳
13、食铁补充对心理应激大鼠不同脑区铁含量的影响 未经过心理应激暴露的各组大鼠海马、皮层、纹状体及小脑铁含量随着膳食铁含量 的增加而增加( 0 0 0 1 P 0 0 1 ) ；在不同膳食铁含量的三组大鼠中，心理应激暴露后各组 大鼠海马、皮层、纹状体及小脑铁含量均较相应未经心理应激暴露的对照组有显著性升 高( P O 0 5 ) ；而心理应激组大鼠海马、皮层、纹状体及小脑铁含量也随着膳食铁含量的 增加而增加，增加幅度大于未经心理应激暴露的大鼠( P 0 0 5 ) 。 三、膳食铁补充对心理应激大鼠氧化应激损伤 及抗氧化酶活力的影响 ( 一) 膳食铁补充对各组大鼠不同脑区及肝脏内M D A 含量的影响
14、 未经过心理应激暴露的各组大鼠皮层、海马、纹状体、小脑及肝脏M D A 含量随着 膳食铁含量的增加而增加，其中高铁组与低铁组相比，皮层增加2 3 4 ，海马增加1 9 8 ， 纹状体增加81 8 ，小脑增加l1 4 7 ，肝脏增加6 0 8 伊 0 0 5 ) ；在高铁膳食组中，心 理应激暴露后大鼠海马、皮层、纹状体、小脑及肝脏M D A 含量较未经心理应激暴露的 高铁对照组有显著性升高( P O 0 1 ) ；而心理应激组大鼠皮层、海马、纹状体、小脑及肝 脏M D A 含量也随着膳食铁含量的增加而增加，其中高铁应激组与低铁应激组相比，皮 层增加4 7 1 ，海马增加3 3 3 ，纹状体增加1
15、 1 5 7 ，小脑增加2 0 5 3 ，肝脏增加7 1 6 ( P 0 0 1 ) 。 ( 二) 膳食铁补充对各组大鼠不同脑区及肝脏G S H 含量的影响 未经过心理应激暴露的各组大鼠脑干、海马、纹状体及小脑G S H 含量随着膳食铁 含量的增加而依次降低；在低铁组大鼠所有脑区中，心理应激暴露后G S H 含量显著降 低( P O 0 5 ) ；心理应激组大鼠各脑区G S H 含量未随着膳食铁含量的增加发生显著变化。 未经过心理应激暴露的各组大鼠肝脏G S H 含量随着膳食铁含量的增加而降低( P 0 0 1 ) ；在不同膳食铁含量的三组大鼠中，心理应激暴露后各组大鼠肝脏G S H 的含量显
16、 著降低( P O 0 1 ) ；心理应激组大鼠肝脏G S H 含量随着膳食铁含量的增加进一步降低( P 0 0 1 ) 。 ( 三) 膳食铁补充对各组大鼠不同脑区及肝脏内S O D 活力的影响 未经过心理应激暴露的各组大鼠肝脏及海马、纹状体及小脑S O D 活力随着膳食铁 含量的增加而降低( P 0 0 5 ) ；在中铁组海马、纹状体、小脑部位以及高铁组海马、皮层、 纹状体、小脑部位，心理应激暴露后S O D 的活力显著降低( P 0 0 1 ) ；心理应激组大鼠 第二军医大学硕士学位论文 肝脏及各脑区S O D 活力均随着膳食铁含量的增加而降低，较对照组显著( P 0 0 1 ) 。 ( 四) 膳食铁补充对各组大鼠脑区及肝脏内G S H P x 活力的影响 未经过心理应激暴露的各组大鼠部分脑区中G S H P x 活力随着膳食铁含量的增加而 降低，如皮层及小脑，分别降低了3 5 2 和1 3 2 ( P O 0 1
