促甲状腺激素释放激素在应激性溃疡致病过程中的作用

摘要

目的: 探讨促甲状腺激素释放激素(TRH)在冷束缚应激性溃疡发病中的作用及其机制.

方法: 选用SD大鼠制备应激性溃疡模型, 观察侧脑室注射TRH或TRH抗血清后对胃黏膜、胃液的分泌量和胃运动的影响.

结果: 侧脑室注射TRH 3 h后, 可使室温条件下禁食24 h的清醒大鼠胃黏膜严重损伤, 胃液量(5.5±0.7 mL/2 h vs 2.7±0.6 mL/2 h, P<0.01)和总酸排出量(539.4±50.5 mmol HCl/2 h vs 317.7±45.3 mmol HCl/2 h, P<0.05)均比对照组明显增加, 胃壁结合黏液的分泌减少(1.35±0.08 vs 2.21±0.11, P<0.01), 胃收缩频率(1.2±0.2 vs 0.4±0.1, P<0.01)、收缩波宽度(17.2±2.0 vs 8.1±1.1, P<0.01)和每分胃运动指数(90.3±14.2 vs 13.2±3.1, P<0.01)均明显高于对照组, 冷束缚应激引起的大鼠胃黏膜损伤作用能被侧脑室注射TRH抗血清明显抑制(溃疡指数: 10.2±3.9 vs 30.3±5.5, P<0.01).

结论: 侧脑室注射TRH可使胃黏膜产生与应激相类似的溃疡, 脑内TRH合成分泌增多是冷束缚应激时胃黏膜损伤的重要原因.

关键词: 促甲状腺激素释放激素; 应激性溃疡; 侧脑室

Role of thyrotropin-releasing hormone in formation of stress ulcer

Yi-Min Guo, Xu Li, Ran Chen, Qin-Gui Xia

Yi-Min Guo, Xu Li, Ran Chen, Qin-Gui Xia, Department of Physiology, Wenzhou Medical College, Wenzhou 325035, Zhejiang Province, China

Supported by: the Fund from Wenzhou Science and Technology Committee, No. 00010.

Correspondence to: Yi-Min Guo, Department of Physiology, Wenzhou Medical College, Wenzhou 325035, Zhejiang Province, China. gym@wzmc.net

Received: November 8, 2005
Revised: December 1, 2005
Accepted: December 2, 2005
Published online: January 18, 2006

Abstract

AIM: To investigate the role of thyrotropin-releasing hormone (TRH) in the rat ulcer induced by cold-restraint stress and its possible mechanism.

METHODS: The rat model of stress ulcer was constructed by cold-restraint method. The changes of gastric mucosa, gastric juice secretion, and gastric motility were evaluated after injection of TRH or TRH antiserum into the lateral ventricle.

RESULTS: Three hours after the administration of TRH, severe damages were observed in the gastric mucosa of rats fasting for 24 h at room temperature. As compared with the control group, the volume of gastric juice secretion (5.5 ± 0.7 mL/2 h vs 2.7 ± 0.6 mL/2 h, P < 0.01) and total acid output (539.4 ± 50.5 mol HCl/2 h vs 317.7 ± 45.3 mol HCl/2 h, P < 0.05) were increased markedly. Gastric wall mucus secretion was decreased (1.35 ± 0.08 vs 2.21 ± 0.11, P < 0.01), while the frequency of gastric contraction (1.2 ± 0.2 vs 0.4 ± 0.1, P < 0.01), the width of contractive wave (17.2 ± 2.0 vs 8.1 ± 1.1, P < 0.01), and the motility index per minute (90.3 ± 14.2 vs 13.2 ± 3.1, P < 0.01) were elevated significantly. The administration of TRH antiserum significantly inhibited the gastric mucosa damage caused by cold restraint stress (ulcer index: 10.2 ± 3.9 vs 30.3 ± 5.5, P < 0.01).

CONCLUSION: The injection of TRH into the lateral ventricle can induce gastric mucosal ulcer, which is similar to the stress ulcer. The enhancement of TRH synthesis in the brain plays a crucial role in the gastric mucosal damage induced by cold-restraint stress.

Key Words: Thyrotropin-releasing hormone; Stress ulcer; Lateral ventricle

0 引言

冷束缚应激性溃疡(cold-restraint stress ulcer)是一种多因素引起的急性胃黏膜损伤, 其发病可能是黏膜、血管、激素和神经等因素之间相互关联的结果, 但这些因素的致病机制尚不完全清楚[1]. 激素在应激性溃疡中的作用早已受到重视, 在应激状态下, 机体合成和分泌促肾上腺皮质激素(ACTH)、糖皮质激素、生长素、催乳素、肾上腺素和去甲肾上腺素明显增多[2]. 在应激状态下, 给幽门部结扎大鼠侧脑室注射催产素, 可抑制胃酸的分泌, 产生抗溃疡形成作用[3]; 侧脑室注射催乳素, 可显著增加自由酸、总酸和溃疡指数[4]. 上述资料表明, 催产素、催乳素可能参与应激性溃疡的形成. 近年来, 应激状态下促甲状腺激素释放激素(TRH)合成分泌增加受到重视. 急性头部外伤患者的应激性溃疡的产生与下丘脑功能失调有关[2]. Koivusalo et al[5]报道, 短时间的应激就可使下丘脑TRH增加41%. 有报道, 失血30%可使大鼠脑内隔区、伏隔核和视前区等部位TRH大量释放[6]; Maeda et al[7]发现, 在浸水应激大鼠胃液内TRH含量显著增加. 但近来发现, 重复的应激刺激可减少甲状腺激素的分泌, 但下丘脑TRH的分泌未见改变[8]. 在应激状态下, CRH可通过生长抑素抑制TRH的分泌[9]. 这些资料表明, 在应激性溃疡的发病过程中可能有TRH的参与, 但其作用机制尚不清楚. 我们的目的是观察TRH在应激性溃疡发病中的作用, 并探讨其可能的作用机制.

1 材料和方法

1.1 材料

选用Spragrue Dawley大鼠, 雌雄不拘, 体质量180-250 g. 实验分两个阶段进行, 第一阶段观察TRH是否参与冷束缚应激性溃疡的致病过程; 第二阶段探讨TRH参与冷束缚应激性溃疡的作用机制.

1.2 方法

1.2.1 应激性溃疡模型制备: 实验前动物禁食24 h, 自由饮水. 实验时将用乙醚轻度麻醉的大鼠束缚于铁栅上, 待动物清醒后放入4℃的冰箱内应激, 3 h后取出脱颈处死. 剖腹, 结扎贲门和幽门后取胃, 向胃内注入生理盐水10 mL, 并浸入20 g/L福尔马林溶液中10 min, 以固定胃表面. 然后沿胃大弯剪开展平, 用生理盐水将胃内容物冲洗干净, 可见局限于腺胃部黏膜有点状或索条状出血病灶, 记录各病灶长度并将其计分. 病灶长度小于1 mm记1分, 1-2 mm记2分, 2-3 mm记3分, 依次类推, 若病灶宽度大于2 mm, 则分数加倍. 各病灶分数总和作为该胃的溃疡指数[4].

1.2.2 侧脑室注射方法: 大鼠用乙醚麻醉后固定于立体定位仪上, 纵行切开头皮, 暴露Â骨, 于前囟点后1.5 mm、中线旁开1.5 mm处钻孔, 用微量注射器(针管外径0.3 mm)垂直刺入3.5-4.5 mm, 回抽见有脑脊液回流时将10 mL药液注入, 2 min内注毕.

1.2.3 胃酸测定: 参照Wong et al[10]的方法, 侧脑室注射TRH后, 在乙醚轻度麻醉下, 经腹腔小切口结扎幽门, 术后关闭腹腔, 动物清醒后放回饲养笼内, 禁食、禁水2 h后处死动物, 结扎贲门、取胃, 收集胃内容物, 离心, 用酚红作指示剂, 以0.01 mol/L NaOH滴定胃酸排出量[4].

1.2.4 胃壁结合黏液的测定: 按照汪建英 et al[11]阿利斯蓝染色法测定胃壁结合黏液. 将动物处死后取胃, 沿胃小弯剪开并外·, 浸入20 mL阿利斯蓝染液中(阿利斯蓝溶解于pH 5.8的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中), 25℃孵育2 h后取出胃, 将反应液离心10 min, 取上清液在721型分光光度计上于615 nm波长比色. 根据下列公式算出结合染料量.

结合染料量(mg) = 4 - 20×实测光密度/(标准管光密度×5)

公式中"4"为20 mL染液中所含染料的mg数, 胃结合的染料量反映胃壁结合黏液的分泌量.

1.2.5 胃运动的记录: 参考Mersereau et al[12]方法, 用水囊连接压力换能器和二道生理记录仪进行记录. 胃运动的观察指标包括: (1)收缩频率; (2)收缩波幅度; (3)收缩波宽度; (4)每分胃运动指数(MMI): 前三项指标乘积总和除之时间.

统计学处理 实验数据以均数±标准差(mean±SD)表示. 用t检验进行结果显著性检验.

2 结果

2.1 观察TRH是否参与冷束缚应激性溃疡的致病过程

动物随机分为对照组和实验组. 对照组在icv正常兔血清10 mL 1 h后进行冷束缚应激(cold-restraint stress)3 h; 实验组在icv TRH抗血清(TRH antiserum, 美国弗吉尼亚大学皇甫东海博士惠赠)10 mL 1 h后再进行冷束缚应激3 h. 结果见(表1). 结果表明, TRH抗血清能显著抑制冷束缚应激性溃疡的形成. 提示在冷束缚应激性溃疡的发病过程中, 冷束缚应激性溃疡TRH起重要作用, 脑内TRH合成分泌增多可能是冷束缚应激时胃黏膜损伤的重要原因.

表1 侧脑室注射TRH抗血清对冷束缚应激大鼠胃黏膜损伤的影响.

组别	n	溃疡指数
对照组	8	30.3±5.5
实验组	8	10.2±3.9b

^bP<0.01 vs 对照组.

2.2 探讨TRH参与冷束缚应激性溃疡的可能作用机制

动物随机分为对照组和实验组. 对照组icv生理盐水10 mL; 实验组icv TRH 10 mg/10 mL(中科院上海生化所东风生化技术公司).

2.2.1 icv: 对照组胃黏膜光滑无损, 而实验组腺胃区黏膜有点状或索条状出血灶,损伤严重(表2).

表2 侧脑室注射TRH对大鼠胃黏膜的损伤作用.

组别	n	溃疡指数
对照组	5	0
实验组	8	23.7±4.5b

^bP<0.01 vs 对照组.

2.2.2 icv: 实验组胃液量和总酸排出量都比对照组明显增加, 表明TRH能刺激胃酸分泌.

2.2.3 icv: 两组差异显著, 表明icv TRH可减少胃壁结合黏液的分泌.

2.2.4 icv: 实验组胃收缩频率、收缩波宽度和每分胃运动指数均明显高于对照组. 表明侧脑室注射TRH能引起胃运动加强.

3 讨论

我们观察到侧脑室注射TRH后3 h, 可使室温条件下禁食24 h的清醒大鼠胃黏膜严重损伤, 表明侧脑室注射TRH可使胃黏膜产生与应激相类似的溃疡. 另外, 我们也观察到冷束缚应激引起的大鼠胃黏膜损伤作用能被侧脑室注射TRH抗血清明显抑制, 这种通过免疫中和作用引起应激性溃疡的抑制, 最直接地证实了脑内TRH合成分泌增多是冷束缚应激时胃黏膜损伤的重要原因.

目前认为, 胃黏膜溃疡的根本原因是黏膜损害(致溃疡)因素与黏膜保护(黏膜抵抗)因素之间失去平衡. 胃酸和胃蛋白酶的消化作用是极为重要的损害因素, 而胃黏液--胃黏膜屏障和胃黏膜的血液循环在黏膜的保护因素中占有主要地位[13]. 本研究观察到侧脑室注射TRH后可使胃酸分泌增加, 胃黏液分泌减少和胃运动加强, 表明TRH在外周是通过增加胃酸分泌、减少胃黏液分泌和加强胃肌收缩活动等作用途径而引起应激性溃疡的. 在应激性溃疡的形成过程中, 胃酸、胃黏液和胃运动何者起主要作用, Garrick et al[14]报道罂粟碱显著减轻浸水应激大鼠的胃黏膜损伤是通过抑制胃肌收缩起作用的, 他对胃酸的分泌没有影响. Wong et al[10]观察到钙拮抗剂propyl-methylenedioxyindene抗冷束缚应激性溃疡作用与他抑制胃运动作用密切相关. Hayase et al[15]发现浸水应激性溃疡大鼠的胃酸分泌较应激前减少. 这些研究表明, 在应激性溃疡的发生过程中, 胃酸不起主要作用, 而胃肌的运动显著增强, 长时间、高幅度的胃肌收缩是应激性溃疡的主要原因. 胃肌强烈收缩, 使胃黏膜血流阻力增加, 血流量明显减少, 血液循环障碍, 导致黏膜缺血坏死, 坏死的组织经胃酸和胃蛋白酶的作用形成溃疡; 黏液分泌的减少使胃黏膜屏障作用减弱进一步促进溃疡的形成.

我们以往的工作表明, 中枢注射TRH促进胃液分泌, 胃肌运动加强等作用可能是经下丘脑-中缝核-复合迷走背核-迷走神经这一通路起作用[16]. 迷走背核受到下丘脑TRH神经元的影响[17]. 因此, 我们推测在应激状态下, 脑内TRH也可能通过上述通路引起胃黏膜的损伤.

此外, Hernandez[18]认为, 应激时, 下丘脑TRH刺激垂体合成和分泌促甲状腺激素, 许多刺激下丘脑分泌TRH的因素都不可避免地刺激下丘脑-腺垂体-甲状腺轴(HPT)的活动, 而甲状腺对垂体分泌促甲状腺激素有强大的负反馈抑制作用. 他们发现能抑制应激性溃疡形成的物质, 如多巴胺、催乳素、神经降压素、生长抑素、b-内啡肽、g-氨基丁酸和蛙皮素等对HPT轴均具有抑制作用. 在冷束缚应激反应中, 甲状腺机能亢进大鼠比甲状腺机能正常或减退大鼠对应激性溃疡有更大的抵抗力, 甲状腺机能减退大鼠往往出现更为显著的应激性溃疡. 这些资料为应激性溃疡发病过程中涉及HPT轴的功能提供了极为有力的证据.

然而, TRH参与应激性溃疡的中枢作用机制是极其复杂的. 有人发现切除垂体或切除甲状腺都不影响应激时下丘脑以外部位的TRH含量, 表明下丘脑以外的TRH通路在应激性溃疡中也可能被涉及.

总之, TRH参与应激性溃疡的发病过程, 但其中枢机制复杂, 有待于进一步研究.

评论

背景资料

在应激状态下, 机体合成和分泌TRH增加. 重复的应激刺激可减少甲状腺激素的分泌, 但下丘脑TRH的分泌未见改变. 可见, TRH在应激性溃疡的发病过程中的作用及其机制尚不完全清楚. 本文的目的是观察TRH在应激性溃疡发病中的作用, 并探讨其可能的作用机制.

研发前沿

冷束缚应激性溃疡是一种多因素引起的急性胃黏膜损伤, 目前的研究主要集中在各种下丘脑调节肽、垂体激素和神经等因素在应激性溃疡中的作用及他们之间的相互关系.

创新盘点

本文证实, 侧脑室注射TRH可使胃黏膜产生与应激相类似的溃疡, 冷束缚应激引起的大鼠胃黏膜损伤作用能被侧脑室注射TRH抗血清明显抑制, 这种通过免疫中和作用引起应激性溃疡的抑制, 最直接地证实了脑内TRH合成分泌增多是冷束缚应激时胃黏膜损伤的重要原因.

应用要点

本项研究目前主要还处于基础研究阶段, 通过今后对TRH在应激性溃疡中作用的深入研究, 对于应激性溃疡的发病机制及其治疗具有重要的指导意义.

同行评价

本文实验数据比较明确, 结果对于应激性溃疡的研究有指导作用. 不足之处是: 脑室注射TRH导致胃黏膜损伤的剂量-效应关系缺少实验数据.

备注

编辑: 菅鑫妍 审读: 张海宁 电编: 张敏

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