鐵缺乏對大鼠胰島素樣生長因子-1水平的影響*

秦楠 呼延武 馬雅靜

(石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院, 新疆 石河子 832000)

鐵缺乏對大鼠胰島素樣生長因子-1水平的影響*

秦楠 呼延武 馬雅靜

(石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院, 新疆 石河子 832000)

目的 探討鐵缺乏時對大鼠胰島素樣生長因子-1(IGF-1)水平的影響。方法 將20只wister大鼠隨機分為實驗組和對照組各10只，實驗組用低鐵飼料喂養(yǎng)，對照組用普通飼料喂養(yǎng)，每周行內(nèi)眥靜脈采血，檢測血液學(xué)參數(shù)及促紅細(xì)胞生成素(EPO)、IGF-1并稱重。結(jié)果 ①4周后實驗組大鼠血紅蛋白和鐵蛋白濃度下降，兩組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),造模成功。②兩組大鼠體重均有增加，實驗組增幅較小;實驗組血清IGF-1明顯低于正常對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論 鐵缺乏可以抑制大鼠IGF-1的分泌，從而導(dǎo)致大鼠生長發(fā)育緩慢。

鐵缺乏; 胰島素樣生長因子-1; 促紅細(xì)胞生成素

鐵作為人體必需的微量元素之一，不僅參與血紅蛋白的構(gòu)成，而且對神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、物質(zhì)代謝等都有重要的影響，對人體的生長發(fā)育起了至關(guān)重要的作用。臨床上鐵缺乏引起的疾病最常見的是缺鐵性貧血。諸多研究表明，嬰幼兒及學(xué)齡前兒童缺鐵性貧血對兒童的生長發(fā)育產(chǎn)生嚴(yán)重影響[1，2]。近年來有關(guān)胰島素樣生長因子(IGF-1)與胎兒期、兒童期以及青春期生長發(fā)育關(guān)系已有諸多研究報道[3，4]。IGF-1通過調(diào)控細(xì)胞的有絲分裂和合成代謝在兒童的生長發(fā)育過程中起著至關(guān)重要作用[5]。那么在生長發(fā)育過程中，鐵缺乏與IGF-1有沒有聯(lián)系呢？目前國內(nèi)外研究報道相對較少。Sohmiya M等[6]報道人生長激素(GH)、IGF-1對促紅細(xì)胞生成素(EPO)的表達(dá)有調(diào)控作用。將重組人生長激素(rhGH)灌注大鼠，大鼠腎臟EPO表達(dá)減少。那么，EPO增高時，GH 會否受抑制？對此尚未見相關(guān)文獻(xiàn)報道。但有研究顯示，處在低氧狀態(tài)下的大鼠，血漿GH 、IGF-1濃度顯著降低[7]。以上研究都間接地反映了EPO濃度與GH 、IGF-1水平呈負(fù)相關(guān)，提示EPO對GH 、IGF-1可能有抑制作用。本實驗通過建立鐵缺乏模型初步探討鐵缺乏與IGF-1的關(guān)系。

1 對象和方法

1.1 實驗對象 Wistar大鼠,清潔2級，由新疆醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供。生產(chǎn)許可證號：SCXK[新]2011-0004。

1.2 飼養(yǎng)條件 室溫：20～26℃，濕度：40%～60%，換氣數(shù)10～15次/h，照明用日光燈控制12小時白晝，12小時黑夜。實驗組與對照組分籠飼養(yǎng)。

1.3 飼料 實驗組(缺鐵組)飼以低鐵飼料(元素鐵含量10～15mg/kg)，對照組飼以普通飼料(元素鐵含量320～360mg/kg)。

1.4 大鼠鐵缺乏模型建立 適應(yīng)性飼喂1周后,隨機分為兩組,每組10只。實驗組大鼠給予低鐵飼料飼喂,對照組給予普通飼料飼喂。從實驗開始，每周內(nèi)眥靜脈取血檢測各項指標(biāo)并稱重。

1.5 主要觀察指標(biāo) 血紅蛋白(Hb)、促紅細(xì)胞生成素(EPO)、體重和胰島素樣生長因子-1(IGF-1)。

1.6 檢測儀器與試劑 促紅細(xì)胞生成素和胰島素樣生長因子試劑盒均購于上海西塘科技生物有限公司;雅培3700全自動血細(xì)胞分析儀。

2 結(jié)果

2.1 低鐵干預(yù)4周后血液學(xué)參數(shù)比較 干預(yù)前大鼠體重及各血液學(xué)參數(shù)組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)。干預(yù)4周后兩組大鼠的血液學(xué)參數(shù)差異有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)；但實驗組大鼠Hb和鐵蛋白(Fn)減低更加顯著，表明低鐵干預(yù)成功，見表1。

表1 干預(yù)4周后兩組大鼠血液學(xué)參數(shù)比較

注:與對照組比較，①P<0.05

2.2 低鐵干預(yù)4周后大鼠體重及其它各項指標(biāo)比較 低鐵干預(yù)4周后大鼠體重、EPO和IGF-1分別為(204.0±9.1)g、(18.5±6.0)mlU/g和(452±119.8)ng/g ,與對照組相比,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)；低鐵干預(yù)期間實驗組大鼠體重增長速度明顯低于對照組(P<0.05)，見表2、圖1。

表2 干預(yù)4周后兩組大鼠體重及其他指標(biāo)比較

注:與對照組比較,①P<0.05

圖1 大鼠體重增長趨勢圖

Figure 1 The tendency of body weight

3 討論

缺鐵可以導(dǎo)致生長發(fā)育遲緩，對此國內(nèi)外已有不少研究報道。鐵缺乏引起最常見的疾病是缺鐵性貧血(IDA)，即使輕中度的貧血對小兒的神經(jīng)系統(tǒng)和體格的發(fā)育也會產(chǎn)生影響。缺鐵可導(dǎo)致體內(nèi)5-羥色胺、兒茶酚胺、乙酰膽堿等多種神經(jīng)遞質(zhì)代謝紊亂，致使腦組織中多巴胺受體數(shù)目降低，多巴胺合成減少，影響大腦的氧化代謝，最終影響其精神行為的發(fā)育，主要是影響記憶力、注意力及理解調(diào)節(jié)能力，導(dǎo)致IDA患兒出現(xiàn)注意力不集中、記憶力減退、理解力下降等表現(xiàn)[8，9]。Sachdev H[10]研究發(fā)現(xiàn),補充鐵劑可以增強智力發(fā)育,尤其是7歲以上兒童和缺鐵早期更為明顯。Chung SD[11]指出,與對照組相比,IDA患者更容易患老年癡呆。對印度農(nóng)村兒童進(jìn)行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),貧血兒童中約32.3%體重不足,28.7%發(fā)育不良[12]。另外有研究指出,貧血組幼兒的體重、身長在均值以上的比率比對照組要低[13]。在本實驗中我們觀察發(fā)現(xiàn),實驗組大鼠的反應(yīng)能力明顯比對照組差。干預(yù)4周時實驗組大鼠體重明顯低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，且體重增長速度明顯低于對照組。

IGF-1參與機體代謝和生長發(fā)育，是生長發(fā)育和代謝的重要調(diào)控因子。在人類生長發(fā)育整個過程中IGF系統(tǒng)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,包括宮內(nèi)、兒童期和青春期生長發(fā)育[14]。IGF-1參與調(diào)控細(xì)胞的有絲分裂和合成代謝,促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖和成熟,加速骨骼肌的生長,在嬰兒期之后的生長發(fā)育過程中起著非常重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)，生長遲緩兒的血IGF-I水平較低[15]。Netchine對一個聽力正常、頭小畸形、輕度智力障礙的宮內(nèi)發(fā)育受限伴產(chǎn)后發(fā)育遲緩的患兒進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),該患兒IGF-1濃度處在低水平,且與IGF-1受體結(jié)合減少,有絲分裂活動受抑制,顯示IGF-1對于人體的正常生長發(fā)育及大腦的發(fā)育是至關(guān)重要的[16]。研究發(fā)現(xiàn)身材高大的兒童比營養(yǎng)不良或生長激素缺乏癥兒童的血清IGF-1水平高[17，18]。IGF-1的異常分泌可從新生兒期一直延續(xù)到兒童期，甚至成年期,影響長期愈后[19]。敲除小鼠的IGF-1基因后，小鼠表現(xiàn)出嚴(yán)重的生長受阻、不育及其他不良影響[20]。亦有研究發(fā)現(xiàn),嬰兒期體重和身高與IGF-1水平呈正相關(guān)關(guān)系,身高處于較高百分位的嬰兒,血清IGF-1水平也較高[21]。國外研究發(fā)現(xiàn),從兒童期到青春期身高突增高峰結(jié)束之前,血清IGF-1與身高增長速度呈正相關(guān), IGF-1是調(diào)節(jié)生長發(fā)育速度的重要因子。在人和動物幼年期,缺少IGF-1將導(dǎo)致幼年期生長緩慢,而對于患有蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良癥的兒童,結(jié)果總是伴隨著低濃度IGF-1。

機體生長發(fā)育是一個十分復(fù)雜的過程，受基因型、內(nèi)分泌、營養(yǎng)及環(huán)境等諸多因素的影響。近年來對營養(yǎng)性鐵缺乏和IGF-1對生長發(fā)育的影響研究已有很多,但是卻未有人將三者聯(lián)系起來進(jìn)行研究。本實驗觀察發(fā)現(xiàn)，低鐵干預(yù)4周后實驗組大鼠Hb降低,EPO濃度明顯升高,與對照組相比差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),此時檢測兩組大鼠IGF-1濃度,發(fā)現(xiàn)實驗組明顯低于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);實驗組與對照組體重差異也具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，于是我們推測，這與有的文獻(xiàn)報道[7]缺氧狀態(tài)下大鼠血漿IGF-1濃度下降相一致。

4 結(jié)論與啟示

本研究結(jié)果顯示，鐵缺乏導(dǎo)致缺鐵性貧血、慢性缺氧,代償性地引起促紅細(xì)胞生成素升高,抑制IGF-1分泌,影響三大物質(zhì)代謝，從而導(dǎo)致生長發(fā)育遲緩。但是由于實驗條件的限制，對于IGF-1與EPO及鐵缺乏的相關(guān)性研究沒能進(jìn)行，其具體作用機制尚不明確,有待進(jìn)一步研究。

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Effects of iron deficiency on insulin-like growth factor 1 of rats

QIN Nan, HU Yanwu, MA Yajing

(MedicalCollegeofShiheziUniversity,Shihezi832000,Xinjiang,China)

Objective To explore the effects of iron deficiency on insulin-like growth factor 1 of rats.Methods 20 rats were randomly divided into experimental group with low-iron diet and control group with normal diet (n = 10). The hematological parameters, erythropoietin (EPO), IGF-1of the rats' blood were observed.Results Four weeks later, hemoglobin and ferritin of the experimental group decreased, and there were statistical differences between two groups(P<0.05). We successfully made rat iron-deficiency anemia model. The weight of both groups' rats increased, but the experimental group had a modest growth. IGF-1 of experimental group was obviously lower than those of control group, and there were statistical differences between two groups(P<0.05).Conclusion Iron deficiency can inhibit the secretion of IGF-1 and lead to growth retardation in rats.

Iron deficiency; EPO; IGF-1

國家自然科學(xué)基金(81160348)

馬雅靜，E-mail:mayajing2912@126.com

R-33

A

10.3969/j.issn.1672-3511.2015.06.003

2014-09-01； 編輯： 母存培)