心理應激對大鼠鋅代謝的影響及其機制研究.pdf

1、心理應激(psychological stress，PS)是機體通過認識、評價而察覺到應激源的威脅時引起的心理、生理機能改變的過程，是個體對面臨的威脅或挑戰(zhàn)作出適應和應付的過程。隨著社會的發(fā)展及各方面壓力的增加，來源于社會的精神心理因素的應激對人類健康的影響越來越強烈，并成為重要的應激源。許多研究證實，應激雖不像生物或理化因素可以導致特定的疾病，卻可以非特異性的方式導致機體損害，如誘發(fā)冠心病、高血壓、消化性潰瘍、神經(jīng)精神疾病等疾病的發(fā)生

2、等。
　　 鋅是人體的必需微量元素之一，在體內的含量僅次子鐵。鋅參與機體眾多生物反應，同時它又具有多種生物功能，其主要功能包括催化功能、結構功能和調節(jié)功能，此外，鋅還廣泛參與細胞信號識別調節(jié)、第二信使代謝以及蛋白激酶和蛋白磷酸酶的功能調節(jié)等。鋅穩(wěn)態(tài)的維持依賴于一些鋅代謝相關功能蛋白的調節(jié)，包括金屬硫蛋白(metallothionein，MT)以及跨膜轉運體，后者主要包括鋅鐵調控蛋白(zrt，irt-like protein，ZI

3、P)和鋅轉運體(zinc transportors，ZnT)家族。
　　 細胞鋅穩(wěn)態(tài)容易受到胞外各種病理生理環(huán)境因素的影響，如炎癥，氧化應激等，實驗證明，在應激條件下，胞內游離鋅離子濃度可顯著上升，進而導致細胞損傷。既往研究也發(fā)現(xiàn)熱環(huán)境、加速度刺激、噪聲等均可導致血清鋅水平顯著下降。結合上述研究，我們推測微量元素鋅在應激過程中可能具有重要作用。一方面，各種應激導致胞內游離鋅濃度上升，使鋅在胞內產生毒性作用，造成細胞損傷;另一方面

4、，應激導致機體血清鋅下降，并可能導致體內鋅的重新分布，從而影響體內的抗氧化能力等，進而影響機體的抗應激能力。因此，了解心理應激過程中機體鋅代謝的變化特點及其可能機制，有助于為研究解決應激誘發(fā)損傷提供線索。
　　 實驗目的:
　　 本研究擬通過觀察心理應激對大鼠鋅代謝，尤其是海馬鋅水平變化的規(guī)律，并對上述變化的可能機制進行探討，不僅有助于了解心理應激過程中鋅代謝的變化特點及其機制，而且在此基礎上為研究心理應激相關疾病提供實

5、驗依據(jù)和理論參考。
　　 實驗方法:
　　 1.動物分組及喂養(yǎng)
　　 健康雄性SD大鼠，體重180-200g，適應喂養(yǎng)3d后按體重隨機分為4組，每組分為兩小組:正常對照7天組、心理應激7天組;正常對照14天組、心理應激14天組;心理應激14天脫應激7天組，相應對照組;心理應激14天脫應激14天組，相應對照組。每小組15只大鼠。
　　 2.心理應激動物模型的建立
　　 采用Communication

6、 Box System制作大鼠心理應激模型。放免試劑盒測定血清皮質酮(CORT)含量。
　　 3.大鼠各組織鋅和血清鋅含量的測定
　　 采用原子吸收分光光度計火焰法測定。1g/L鋅標準貯備液由國家標準物質中心提供。
　　 4.大鼠鋅表觀吸收率的計算
　　 鋅吸收率按經(jīng)典的代謝平衡法計算，即在一定時間內計算食物鋅攝入量和糞便鋅排出量來計算鋅表觀吸收率。鋅表觀吸收率=（膳食鋅含量-糞便鋅含量）×100％/膳食

7、鋅含量。
　　 5.大鼠肝臟ZIP14和海馬ZnT1、ZnT3和ZIP1 mRNA表達量的測定
　　 采用實時定量熒光PCR法測定大鼠肝臟ZIP14和海馬ZnT1、ZnT3和ZIP1 mRNA表達水平。
　　 6.大鼠肝臟和海馬MT蛋白含量的測定
　　 ELISA法測定大鼠肝和海馬MT蛋白含量。
　　 7.大鼠海馬組織內游離鋅離子的測定
　　 TSQ熒光染色法測定大鼠海馬組織冰凍切片游離鋅

8、離子的含量。
　　 8.檢測大鼠心理應激后行為學的變化。
　　 利用自發(fā)活動和強迫游泳實驗檢測大鼠行為學指標。
　　 9.統(tǒng)計方法
　　 使用統(tǒng)計軟件SPSS16.0進行統(tǒng)計分析，Excel2007進行數(shù)據(jù)匯總及繪圖，檢驗水準α=0.05;采用兩樣本t檢驗和one-way ANVOA進行比較。
　　 實驗結果:
　　 1.心理應激對大鼠血清CORT含量的影響
　　 心理應激7天和1

9、4天組大鼠血清CORT含量較對照組明顯升高(P＜0.05)。脫應激7天和14天后大鼠血清CORT含量恢復至正常水平，與相應對照組相比，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。
　　 2.心理應激對大鼠體增重的影響
　　 實驗組大鼠與空白對照組大鼠的體增重相比，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）
　　 3.心理應激對大鼠鋅吸收的影響
　　 心理應激7天組和14天組與相應對照組的鼠糧攝入量相比無明顯差異(P＞0.05

10、)，表明各組大鼠鋅攝入量無明顯差異。心理應激7天后大鼠糞鋅排出量有所增加但無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），心理應激14天后大鼠糞鋅排出量增加，與對照組相比，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05）。心理應激7天組和14天組與相應對照組相比鋅表觀吸收率均下降（P＜0.05），脫應激7天和14天后，大鼠鋅表觀吸收率恢復至正常水平，與相應對照組相比無明顯差異(P＞0.05)。
　　 4.心理應激對大鼠血清和組織鋅含量的影響
　　 4.1

11、.心理應激對大鼠血清鋅含量的影響
　　 實驗結果顯示，與對照組相比，連續(xù)心理應激7天和14天后，大鼠血清鋅含量顯著降低，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。脫應激7天和14天后，大鼠血清鋅含量恢復至正常水平，與相應對照組差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。
　　 4.2.心理應激對大鼠各組織鋅含量的影響
　　 4.2.1.心理應激對大鼠心、肝、脾、腎和小腸鋅含量的影響
　　 與空白對照組相比，大鼠心、脾、腎和

12、腸鋅含量在連續(xù)7天和14天心理應激后無變化，大鼠肝鋅含量在連續(xù)心理應激7天后無顯著變化，但大鼠肝鋅含量在連續(xù)應激14天后顯著上升，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。脫應激7天和14天后肝鋅含量恢復至正常水平，與相應對照組無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。
　　 4.2.2.心理應激對大鼠各腦區(qū)鋅含量的影響
　　 與空白對照組相比，在連續(xù)7天和14天心理應激后，大鼠小腦、皮層鋅含量無變化，連續(xù)心理應激7天及14天后海馬鋅含量均

13、下降，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05）。脫應激7天和14天后，海馬血清鋅含量恢復至正常水平，與相應對照組無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。
　　 5.心理應激對大鼠肝組織MT蛋白含量的影響
　　 心理應激7天后大鼠肝MT蛋白含量上升，但差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。心理應激14天后，與對照組相比，大鼠肝組織內MT蛋白含量明顯增加，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。脫應激7天和14天后大鼠肝組織MT蛋白含量恢復至正常水平，

14、與相應對照組相比，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。
　　 6.心理應激對大鼠肝組織ZIP14mRNA水平的影響
　　 與空白對照組相比，7天應激組大鼠肝ZIP14mRNA表達水平上升，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），14天應激組大鼠肝組織ZIP14mRNA水平無顯著變化（P＞0.05）。
　　 7.心理應激對大鼠海馬ZnT3、ZnT1和ZIP1mRNA水平的影響
　　 熒光實時定量PCR實驗結果顯示，

15、與空白對照組比較，心理應激7天組和14天組大鼠海馬內ZnT3和ZnT1mRNA水平下降，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。脫應激7天和14天后恢復至正常水平，與相應對照組大鼠相比，差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。心理應激7天組大鼠海馬組織內ZIP1mRNA水平下降差異有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)，14天組大鼠水平恢復至正常水平，脫應激7天和14后大鼠恢復至正常水平，與相應對照組相比，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。
　　 8

16、.心理應激對大鼠海馬MT蛋白含量的影響
　　 與空白對照組比較，心理應激7天和14天組大鼠海馬組織內MT蛋白含量均下降，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。脫應激7天和14天后，與相應對照組相比，海馬內MT蛋白含量恢復至正常水平，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。
　　 9.心理應激對大鼠海馬內游離鋅離子的影響
　　 TSQ熒光染色結果顯示，心理應激組海馬的熒光染色程度明顯高于對照組。
　　 10.心理應激

17、對大鼠在強迫游泳與自發(fā)活動實驗中行為的影響
　　 連續(xù)心理應激7天和14天后的大鼠在強迫游泳實驗中不動的時間明顯長于相應的空白對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05）。
　　 與空白對照組大鼠相比，連續(xù)心理應激7天和14天后，大鼠在自發(fā)活動箱內行進的總路程明顯更短，休息時間更長，速度更慢，且以上差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）
　　 結論:
　　 本研究通過Communication Box成功制造了心

18、理應激模型，觀察了心理應激情況下的鋅代謝變化及通過熒光實時定量PCR和ELISA觀察了心理應激對與鋅代謝密切相關的主要分子的表達變化，并進一步觀察PS對大鼠行為學的影響。主要結論如下:
　　 1.心理應激引起大鼠鋅表觀吸收率的下降，這與心理應激導致大鼠糞鋅排出量增加相關。
　　 2.心理應激導致大鼠血清鋅含量下降，這與大鼠鋅表觀吸收率下降以及肝鋅蓄積相關，肝鋅蓄積與MT以及鋅轉運體ZIP14表達升高相關。