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膽結石(膽石病)模型


膽結石模型飼料與模型復制方法

不同類型膽結石要求的模型飼料不同。不同動物膽結石模型飼料不同,有些動物還采取添加某種特殊化學物質誘導膽結石的形成和發展。

請根據左側導航了解不同動物膽結石的易感性、模型飼料方法和動物對模型飼料的敏感性。

文獻綜述
www.ytdsyjtsc.com
2012年7月1日出版

膽結石模型與飼料

(Gall stone model and diet )
南通特洛菲飼料科技有限公司技術部 綜述

【摘要】本文介紹了膽結石模型的建立方法、動物選擇、模型飼料的原理和選擇方法。膽結石模型分為膽固醇性結石和膽色素性結石,或者分為膽囊結石和膽管結石。動物和模型飼料的選擇,研究目的是前提,然后根據動物的特點來選擇模型飼料。最后介紹了降血脂功能評價方法中膽結石模型的建立方法。

【關鍵詞】膽結石模型;膽固醇性結石模型;膽色素性結石模型;模型飼料;實驗動物

根據膽結石發生的部位,膽結石分為膽囊結石,膽管結石。不少初始涉及膽結石研究的研究者往往把膽結石中的“膽”字理解成膽囊,應當糾正這一點。

根據膽結石的成分,膽結石分為膽固醇性結石和膽色素結石。由于膽色素代謝和膽固醇代謝交織著,膽固醇性結石當中往往也有比較多的膽色素,而膽色素性結石當中往往也有比較多的膽固醇出現。

目前認為,膽結石的成因關鍵是膽汁中膽酸與膽固醇的比例決定了膽結石的形成和膽結石的成分,原因是膽汁中的膽酸有利于維持膽固醇的溶解狀態而不至于沉積。膽結石分為膽固醇性結石和膽色素結石。由于膽色素代謝和膽固醇代謝交織著,膽固醇性結石當中往往也有比較多的膽色素,而膽色素性結石當中往往也有比較多的膽固醇出現。

在模型選擇上,首先是要看研究的目的,而不是不管三七二十一只要成石就行。下面就讓我們來看看膽結石模型的方法和注意點。

一、膽結石的模型方法

膽結石模型的方法有四種:感染法,膽汁淤積法,林可霉素注射法,飼料成分改變法。這四種方法實際上可以分別模擬了人體膽結石不同的成因,所以,不可以比較哪一種方法好與不好。比如,感染法(注射細菌提取物)模擬的是膽囊感染對膽結石形成的病因作用,膽汁淤積法模擬的是任何原因所致膽汁排出不暢引起的膽結石,而飼料成分改變法則模擬的是飲食因素在膽結石形成中的作用。當然,你也可以復合模型,比如感染法加飼料改變來模擬人體膽囊或膽道感染復合飲食不科學所致的情況,只是這樣的方法很少用。

論文中使用最多的模型是改變飲食成分復制膽結石模型,這類模型也是所有四種方法中最容易形成膽結石的模型。這類模型的復制方法很多,要根據研究目的和動物特點科學選擇。

在動物使用方面,文獻中已經用大鼠、小鼠,豚鼠、松鼠、地鼠、兔、貓、狗、豬、羊、牛、等許多動物進行復制。但是,要特別注意兩點:

(1)大鼠沒有膽囊

如果你是研究膽囊中結石成石原因或機理,或者膽結石對膽囊的影響,那就放棄大鼠了,因為大鼠沒有膽囊。這一點對于初始涉及膽結石研究的研究者來說,特別要注意,不要等到實驗開始時才發現:怎樣也找不到膽囊啊?!

(2)動物對膽固醇的吸收能力

這一點對于采用高膽固醇飼料來建立膽固醇性結石的研究者來說,應當特別注意,因為不同動物對膽固醇的吸收、體內膽固醇代謝和清除是有很大差別的,關于這方面的注意事項,請點擊“高膽固醇血癥模型,詳細了解哪些動物吸收膽固醇差,哪些動物吸收膽固醇很強。

二、膽結石模型復制的理想標準

建立膽結石模型,最理想的情況應該是:(1)方法簡單,(2)膽結石形成快,并且模型組每個動物都形成膽結石,(3)膽結石成分應當與人的膽結石成分相似,(4)便于取標本,特別是膽汁量、結石數量、血液和組織標本等等能夠滿足實驗分析需要,(5)致使膽結石形成,但在對照動物中沒有任何毒性。

實際上,當前沒有任何一種膽結石模型能夠完全達到這種最理想的情況。既然如此,研究者應當盡可能根據這些方面來選擇模型方法。比如,如果你的研究與感染無關,就應當避免使用感染法,因為不僅這樣的模型需要很長時間,而且與你的實驗目的不符,況且模型組并不是每只動物都會形成結石。如果你的研究與膽汁淤積無關,不應當選擇這類模型,因為這樣的模型很復雜,往往需要手術,更重要的是,模型組并不是每只動物都會形成膽結石,此外,還需要建立sham組(假手術組),給予同樣的手術。

又比如,如果你是研究膽固醇性結石,那么,應當選擇以膽固醇為主的結石模型,如果你是研究膽色素型結石,應當選擇與膽汁酸代謝異常為主的膽結石模型。道理很簡單,人體膽結石分為膽固醇為主的,膽色素為主的,如果你研究膽固醇結石,不至于希望模擬出了膽色素為主的結石。

三、膽固醇性膽結石模型

對于膽固醇性膽結石模型,有多種方法,以下介紹當前使用的幾種模型和模型飼料,也許可以幫助你結合研究需要建立合理的或者合適的模型飼料。

(1)高膽固醇飼料

特別適用于兔。兔對膽固醇的吸收率特別高,容易形成高膽固醇血癥。可想而知,飼料中添加膽固醇,很容易形成膽結石。但是,研究者要注意的是,無論是兔的膽固醇代謝、膽結石形成、膽結石的成分都與人體有很大差別。

(2)高糖高膽固醇飼料(Dam's lithogenic diet)

在上世紀初,研究者在飼料中加入膽固醇和葵花籽油來喂養兔,喂養20周后發現了一個大的膽結石。后來很多研究都證實飼料中高膽固醇可以引起膽結石。后來,Dam和Christensen在研究營養成分與肌肉營養不良的關系時,給地鼠喂高糖和無脂飼料,3個后意外發現大多數地鼠(18個地鼠中有16個)中有膽結石,如此之多的動物出現膽結石是非常有趣的,在后來的許多研究中在其他多種動物使用了這樣的飼料配方建立膽結石造模,成石率都比較高,現在大家喜歡把這樣的模型飼料稱為Dam成石飼料(“Dam's lithogenic diet”)。但是,有人用這個配方來對小鼠復制膽結石時發現,膽結石發生率很低,所以,你現在很少看到有文獻用這樣的模型飼料喂養小鼠的。

Dam成石飼料的缺點是,飼料營養不平衡,更重要的缺點是,因為含糖過多、脂肪少得可憐,動物對這樣的飼料耐受性差。

(3)高脂、高膽固醇飼料

這種模型飼料特別適用于研究高脂血癥、代謝綜合癥、肥胖等情況下發生的膽結石。

(4)含20%油酸的模型飼料

這種模型飼料比較好地針對脂肪,特別是單不飽和脂肪酸,開展研究是很理想的模型。但是,也要注意,控制脂肪量是關鍵,也就是說,既是單不飽和脂肪酸高的飼料,也是高脂肪飼料。使用這種模型飼料,需要喂養的時間長,比如,在兔中需要大約12周。

(5)膽固醇,添加膽酸飼料

這種模型飼料是專為膽固醇吸收比較差的動物設計的,對于兔就免了,多用于大鼠、小鼠等動物。膽酸刺激膽固醇的吸收,并且抑制膽固醇成為膽汁酸,造成高膽固醇血癥。一般來說,這樣的動物使用這樣的模型飼料,大約在4周后膽結石出現率很高,比如,小鼠中幾乎達到90%。形成的膽結石成分與人體膽結石相似。

但是,要注意的是大鼠沒有膽囊,而小鼠呢,能夠取得標本的量少,小鼠很少用來建立膽結石模型的原因的之一就在于此。

(6)添加消膽胺(cholestyramine)的模型飼料

消膽胺本來是利膽的一種樹脂,促進膽汁分泌,是用來治療膽結石的。但是,又可以用來建立膽結石模型,原因是降低膽汁中膽鹽與膽固醇的比率。

這種模型飼料多使用在豚鼠中。消膽胺對肝臟無毒性,產生的結石與人體的膽結石很相似,膽結石發生率高,速度快。

四、膽固醇性膽結石模型

(1)添加二氫膽固醇(dihydrocholesterol)的模型飼料

在飼料中添加二氫膽固醇來復制膽結石模型的研究也很多。這種模型飼料能夠快速建立膽結石模型,比如,在兔中只需要2周即可。該方法,兔耐受性好,取血液標本、膽囊標本都很方便,兔的代謝也比較清楚。缺點是膽結石成分與人體膽結石不相似。所以,這種方法特別適合研究膽囊分泌功能與膽結石的關系,或者膽結石對膽管的影響。

(2)添加膽石酸(lithocholic acid)的模型飼料

膽石酸是人體和動物代謝膽固醇形成的一種代謝物,也是類固醇類的一種溶血素,在人和很多種動物中可以引起發熱、炎癥。

在兔中出了能夠形成膽結石,而且看到肝硬化,在其他很多種動物中除了看到膽結石,而且看到膽管上皮分化、增生。

用這種模型飼料來建立膽結石模型,也特別適用于大鼠。因為大鼠沒有膽囊,其他模型飼料很難建立膽結石模型。而這種模型飼料在大鼠中可以形成廣泛性的膽管結石,從大、小、微膽管中都可以看到結石,結石各色各樣,有黃色的,有綠色的,大小不等。

用這種模型飼料來模仿潰瘍性結腸炎病人膽結石的成因很可能有獨到之處,因為潰瘍性結腸炎時對膽石酸吸收率可能增加,從而有可能誘導膽結石。

但是,決定該模型成功的因素很多,其中對蛋白質品種和含量有特殊要求,想當然地認為只要在飼料中添加膽石酸就可以了,這要避免的,這就需要飼料設計要嚴格把好關。

五、怎樣選擇模型飼料

到底采用什么動物和什么飼料,對于研究設計階段來說非常重要,不可盲目,應當考慮以下3點:

(1)根據研究目的選擇

比如,如果你是研究某種藥物或者某種功能食品來看是否對膽固醇結石有溶石作用,或者是否能夠預防膽固醇性結石的形成,那么,可以選擇膽固醇含量多的膽結石模型。試想,如果你使用了兔喂養2羥膽固醇的模型,那就完蛋了,因為這樣形成的兔膽結石不含膽固醇。

再比如,你是想研究高膽固醇血癥情況下的膽結石,需要的時間長,但如果在飼料中添加了膽石酸來誘導膽結石模型,那么,這樣的模型將伴隨著肝臟腫大,炎癥,等等毒性作用,這與人體的單純性膽結石是大相徑庭的。

又比如,如果你是要研究膽囊的分泌活動,并且該分泌活動是你的創新想法,那么,用兔喂養膽固醇飼料是最可取的,因為在兔膽結石形成方面,有大量的文獻可以參考,研究分析有足夠的資料支撐。

如果你是想研究膽汁中膽固醇飽和度在膽結石成石中的作用,要避免選擇像雞、兔和大鼠這樣的動物來喂養高膽固醇飼料,因為有資料提示,這樣的動物膽汁中膽固醇的濃度并不升高,但如果用豚鼠給予消膽胺,這就可以了。

(2)盡可能不使用大鼠和小鼠造模

雖然任何品種或者品系的動物都可用來復制膽結石模型。不過,不同動物之間差異比較大。最明顯的是,大鼠沒有膽囊,所以,希望開展與膽囊有關的任何方面的研究,在大鼠中建立膽結石模型是徒勞的。

用小鼠呢,最大的問題是標本少,往往難以滿足實驗室分析要求。這對于研究者來說往往難以對研究機理進行分析和討論。如果一定要用小鼠,由于標本量少,必要時可以把動物標本收集起來集中進行分析。但是,也需要當心的是,由于在小鼠中研究很少,可提供的信息少,對于相關的推理缺乏支撐。

(3)盡可能使用與人體膽結石成分相似的膽結石模型

雖然兔是大家喜歡用的動物,但是,膽結石與人體膽結石不同,研究某種藥物或者某種功能食品來看是否對膽固醇結石有溶石作用,這樣的研究結果推理到人,有很大的局限性。

六、新藥藥效學研究方法中膽結石溶石藥物研究的模型飼料

誘發膽石方法:使用地鼠或豚鼠中任意一種動物,用致石性食餌喂養2~3月以誘發膽石。致石性食餌是,飼料中含1%酪蛋白、1.5%蔗糖、1%豬油、1%纖維素、0.02%膽酸、0.05%膽固醇。

提醒注意:

這些模型用于功能因子的功效篩選,但是,對于科學研究用膽結石模型來說,模型飼料的選擇應當更為嚴謹。


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