丙氨酰谷氨酰胺对模拟高原训练大鼠小肠屏障功能的保护作用及其机制

发布时间：2017-08-30 23:48

  本文关键词：丙氨酰谷氨酰胺对模拟高原训练大鼠小肠屏障功能的保护作用及其机制

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【摘要】：目的：探讨低氧暴露、大强度的运动训练以及低氧联合运动对大鼠小肠黏膜屏障功能的作用和交互作用,并探讨Ala-Gln或Gin对小肠屏障功能的干预作用及其可能机制,比较Ala-Gln和Gin干预效果的差异,为高原训练的科学实施以及采用有效营养措施保护肠道屏障功能提供有力的实验依据。方法：将雄性5周龄SD大鼠111只随机分为常氧对照组(C组,n=20)、常氧运动训练组(E组,n=20)、低氧对照组(HC组,n=21)、低氧+运动训练组(HE组,n=20)、低氧+运动训练+Gln组(HEG组,n=20)、低氧+运动训练Ala-Gln组(HEAG组,n=20)6组,对大鼠进行13.6%的低氧暴露或/和90% LT强度的负重游泳训练,分别观察2周后以及6周后大鼠小肠黏膜的组织结构和超微结构,同时,通过Elisa检测血浆中二胺氧化酶、D-乳酸以及肠组织中TNF-α、NF-κB的含量,通过RT-PCR检测小肠黏膜中紧密连接蛋白occludin mRNA表达的变化。结果：(1) C、E、HC和HE4组之间进行双因素方差分析发现,2周的运动训练可极显著减少大鼠小肠绒毛数量(P0.01),显著升高血浆DAO、D-乳酸含量(P0.05),和小肠组织中NF-κB含量(P0.01)；运动训练虽然能够降低小肠组织occludin mRNA表达,增加TNF-α含量,但并无显著差异(P0.05)；而2周的低氧暴露可使小肠绒毛数量减少、高度降低,但无显著性差异,但可显著降低小肠组织occludin mRNA表达(P0.01),显著升高血浆DAO、D-乳酸含量(P0.05)和小肠组织TNF-α (P＜.05)、NF-κB含量(P0.01)；且低氧暴露和运动训练对进一步减少小肠绒毛数量、高度和occludin mRNA表达以及升高血浆DAO、D-乳酸以及小肠组织TNF-α、NF-κB含量均无显著的交互作用。(2)实验2周后,与HE组相比,HEG组小肠绒毛数量和高度有所增加,但无显著性差异,而HEAG组大鼠小肠绒毛数量和高度显著增加(P0.05)。 HEG组和HEAG组大鼠血浆DAO和D-乳酸含量有所降低,但均无显著性差异(P0.05),而小肠组织occludin mRNA表达(P0.01)显著增加,TNF-α和NF-κB含量显著降低(P0.05,P0.01)。与HEG组相比,HEAG组大鼠除了小肠组织中occludin mRNA表达显著增加外,其余指标均无显著性差异。(3) C、E、HC和HE4组之间进行双因素方差分析发现,6周的运动训练和低氧暴露均使大鼠小肠绒毛数量极显著性减少(P0.01),使大鼠小肠绒毛高度缩短,但无显著性差异；且低氧和运动训练对进一步减少大鼠小肠绒毛的数量和高度具有显著的交互作用(P0.01,P0.05)。与此同时,6周的低氧暴露和运动训练均能显著升高大鼠血浆DAO、 D-乳酸(P0.01)和小肠组织中TNF-α (P0.01, P0.05)和NF-κB含量(P0.01),显著降低小肠组织中occludin mRNA的表达(P0.05),且低氧暴露和运动训练对进一步增加血浆中DAO、D-乳酸含量具有显著的交互作用(P0.01),但对进一步增加小肠组织中TNF-α和NF-κB含量无显著的交互作用(P0.05)。(4)实验6周后,通过透射电镜观察,C组大鼠黏膜微绒毛排列紧密,规则整齐；上皮细胞间连接紧密；胞质中线粒体和粗面内质网丰富,形态结构正常。E组大鼠小肠微绒毛较稀疏,且排列不整齐；线粒体数量明显减少,嵴模糊且部分线粒体存在变性的现象；部分细胞出现凋亡现象,细胞间的连接松弛。HC组大鼠小肠微绒毛长度显著缩短,排列较为紊乱；上皮细胞之间的间隙变宽,有些细胞基质空泡化、密度减低。HE组大鼠小肠微绒毛数量明显减少,长度明显降低,出现倒伏；上皮细胞之间的间隙变宽,细胞结构不清晰,有些细胞核染色质边集,出现细胞调亡现象；线粒体变性,部分线粒体嵴模糊、甚至消失。HEG组大鼠小肠微绒毛排列整齐,密集,长度明显增加；胞质中线粒体数量显著增多且嵴清晰。HEAG组小肠上皮细胞微绒毛排列紧凑整齐,长度较HE组明显增加,绒毛数量明显增多；细胞间连接紧密；胞质中线粒体数量显著增多且嵴清晰；粗面内质网较为丰富,核糖体附着较多,形态结构正常,上皮细胞连接正常,且细胞间隔清晰可见。(5)6周后,与HE组相比,HEG组小肠绒毛数量有所增加,但无显著性差异,绒毛高度显著增加(P0.01),血浆DAO和D-乳酸含量显著降低(P0.05,P0.01),小肠组织中occludin mRNA的表达显著增加(P0.01), TNF-α和NF-κB的含量显著降低(P0.05,P＜0.01); HEAG组大鼠小肠绒毛数量和高度显著增加(P0.05,P0.01),血浆D-乳酸含量显著降低(P0.01),而DAO含量有所降低,但无显著性差异。小肠组织中occludin mRNA的表达显著增加(P0.01),TNF-α和NF-κB含量显著降低(P0.01)。与HEG组相比,HEAG组大鼠小肠绒毛数量和occludin mRNA的表达显著增加(P0.05)。结论：(1)大强度的运动训练以及低氧暴露均能够导致肠道黏膜屏障功能受损,其损害程度与训练及低氧暴露时间有关。(2)补充Gln与Ala-Gln均能够改善高原训练所引起的肠道黏膜屏障损伤,且Ala-Gin的效果更好。(3)低氧暴露以及大强度训练可能是通过增加小肠内TNF-α、NF-κB的含量从而降低TJ蛋白occludin的表达,最终导致小肠通透性增加,肠道黏膜受损。(4)补充Gln及其二肽Ala-Gln可使小肠内TNF-α、NF-κB的含量降低,TJ蛋白occludin的表达增加,这可能是其干预高原训练导致的小肠屏障损伤的机制之一。
【关键词】：高原训练 肠道屏障 谷氨酰胺 丙氨酰谷氨酰胺
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G804.2
【目录】：

• 中文摘要3-6
• ABSTRACT6-13
• 中英文对照表13-14
• 第一部分 文献综述14-28
• 1 高原训练的概述14-15
• 1.1 高原训练的发展14-15
• 1.2 高原训练的作用15
• 1.3 高原训练的不良影响及其副作用15
• 2 肠道屏障功能的研究进展15-18
• 2.1 机械屏障16
• 2.2 免疫屏障16-17
• 2.3 化学屏障17
• 2.4 生物屏障17-18
• 3 高原训练对肠道黏膜屏障的影响及其可能机制18-23
• 3.1 高原低氧环境对肠道黏膜的影响18-20
• 3.1.1 高原环境对肠道功能的影响18
• 3.1.2 高原缺氧与肠黏膜屏障功能的关系18-19
• 3.1.3 高原低氧影响肠黏膜屏障功能的可能机制19-20
• 3.2 运动训练对肠道黏膜的影响20-22
• 3.2.1 运动训练对肠道黏膜形态结构的影响20
• 3.2.2 运动性胃肠易激综合症20-21
• 3.2.3 不同强度的运动训练对肠道黏膜屏障功能的影响21-22
• 3.3 高原训练对肠黏膜屏障的影响机制22-23
• 4 丙氨酰谷氨酰胺与谷氨酰胺概况23-27
• 4.1 丙氨酰谷氨酰胺的特点及功能23-24
• 4.1.1 丙氨酰谷氨酰胺的特点23
• 4.1.2 Aln-Gln对肠黏膜结构的影响23-24
• 4.1.3 Aln-Gln对肠黏膜屏障功能的影响24
• 4.2 谷氨酰胺24-25
• 4.2.1 Gin的生理功能24
• 4.2.2 运动与Gln的关系24-25
• 4.3 谷氨酰胺对肠屏障功能的保护作用25-27
• 4.3.1 谷氨酰胺对肠道结构功能的影响26
• 4.3.2 谷氨酰胺对肠黏膜屏障功能的保护机制26-27
• 4.4 高原训练后补充谷氨酰胺对肠黏膜功能的影响27
• 5 小结27-28
• 第二部分 实验研究28-69
• 1 前言28-29
• 2 材料与方法29-37
• 2.1 实验对象与饲养29
• 2.2 实验对象分组29
• 2.3 训练方案29-30
• 2.4 主要实验仪器30-31
• 2.5 实验取材以及样本处理31
• 2.6 指标的测定31-36
• 2.6.1 回肠组织石蜡切片的制备31
• 2.6.2 回肠组织透射电镜切片的制作31-32
• 2.6.3 大鼠回肠组织occludin的检测32-35
• 2.6.4 肠组织蛋白总量测定35
• 2.6.5 血浆中D-乳酸、DAO以及小肠组织中NF-κB、TNF-α的含量测定35-36
• 2.7 统计学分析36-37
• 3 实验结果37-61
• 3.1 实验大鼠的一般表现及体重变化37-38
• 3.1.1 实验大鼠的一般表现37
• 3.1.2 大鼠的体重变化37-38
• 3.2 大鼠小肠绒毛高度和数量的变化38-42
• 3.2.1 大鼠小肠绒毛数量的变化38-40
• 3.2.2 大鼠小肠绒毛高度40-42
• 3.3 肠道黏膜形态学变化42-46
• 3.3.1 第3周大鼠小肠黏膜形态学变化42-44
• 3.3.2 第7周大鼠小肠黏膜形态学变化44-46
• 3.4 肠道黏膜细胞超微结构变化46-52
• 3.5 大鼠血浆DAO、D-乳酸含量的变化52-55
• 3.5.1 大鼠血浆DAO含量52-53
• 3.5.2 大鼠血浆D-乳酸含量53-55
• 3.6 大鼠小肠组织TNF-α、NF-κB含量以及occludin mRNA表达的变化55-61
• 3.6.1 大鼠小肠组织中occludin mRNA表达的变化55-57
• 3.6.2 大鼠肠组织中TNF-α的含量57-59
• 3.6.3 大鼠肠组织中NF-κB的含量59-61
• 4 讨论与分析61-68
• 4.1 低氧和大负荷训练对大鼠肠道黏膜屏障功能的影响61-65
• 4.1.1 低氧和大负荷训练对大鼠小肠形态学结构的影响61-62
• 4.1.2 低氧和大负荷训练对大鼠血浆DAO及血浆D-乳酸含量的影响62-63
• 4.1.3 低氧和大负荷训练对大鼠小肠occludin mRNA活性的影响63-65
• 4.2 补充谷氨酰胺及其二肽对模拟高原训练大鼠肠道黏膜屏障功能的影响65-67
• 4.2.1 Gin对模拟高原训练大鼠肠道黏膜屏障功能的影响65
• 4.2.2 Ala-Gln对模拟高原训练大鼠肠道黏膜屏障功能的影响65-66
• 4.2.3 Gin与Ala-Gln对模拟高原训练大鼠肠道黏膜屏障功能干预效果比较66-67
• 4.3 补充谷氨酰胺及其二肽对小肠黏膜屏障的可能保护机制67-68
• 5 结论68-69
• 参考文献69-79
• 致谢79-80
• 攻读学位期间参加的科研项目和发表论文80-81

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