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编号:10253086
血浆脂蛋白胆固醇水平与胆囊结石形成关系的实验研究(sup)△(/sup)
http://www.100md.com 《中国普外基础与临床杂志》 1999年第2期
     作者:舒 晔 赵纪春 张明仪 朱 红 程南生 肖路加

    单位:舒 晔 赵纪春 张明仪 程南生 肖路加 华西医科大学附属第一医院普外科(成都 610041);朱 红 华西医科大学基础医学院生化教研室

    关键词:胆固醇结石;脂蛋白;胆汁酸;胆固醇

    中国普外基础与临床杂志990201 摘要 为研究兔胆囊结石成石过程中血浆脂蛋白胆固醇变化,及其对胆汁中胆汁酸、胆固醇含量及成石的影响,在用高胆固醇膳食(HCD)致兔胆囊胆固醇结石模型基础上,将动物分为5组,每组10只,动态监测成石过程中血浆脂蛋白胆固醇、总胆固醇(TC)、磷脂、甘油三酯、胆汁中胆汁酸及胆固醇含量的变化。结果:①随着喂饲HCD时间增加,血浆TC、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)显著升高,3周组及4周组较对照组有显著性差异(P<0.05),而高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)各组间虽无明显差别(P>0.05),但其转运血浆胆固醇的作用明显减弱(由对照组的80.00%降至4周组的3.68%);②胆汁中胆固醇含量逐渐增加,3周组及4周组则明显增高(P<0.05),而甘氨脱氧胆酸(GDCA)及甘氨胆酸(GCA)含量无明显改变(P>0.05)。本实验结果提示:血浆脂蛋白胆固醇所反映的脂蛋白代谢的变化,可能因影响体内的胆固醇及胆汁酸等代谢而与胆囊结石的形成密切相关,并可能在结石的形成中起重要作用。
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    AN EXPERIMENTAL STUDY ON THE RELATIONSHIP BETWEEN PLASMA LIPOPROTEIN CHOLESTEROL AND GALLSTONE FORMATION

    Shu Ye, Zhao Jichun, Zhang Mingyi, et al.

    Department of General Surgery, First Affiliated Hospital, West China University of Medical Sciences, Chengdu 610041

    Abstract To study of plasma lipoprotein cholesterol and effects of these changes on bile acids and cholesterol in bile during gallstone formation in rabbit model. This gallstone model was induced by high cholesterol diet (HCD). The rabbits were divided into five groups and there were ten animals in each group. The plasma high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) and its subgroups (HDL2-C, HDL3-C), low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C), very low-density lipoprotein cholesterol (VLDL-C), total cholesterol, triglyceride, phospholipid, bile acids and cholesterol of bile were investigated in different time. The results were as follow: ①As the time of feeding HCD passed by, the plasma total cholesterol, LDL-C and VLDL-C increased markedly (3-week group and 4-week group vs control group, P<0.05). Though the plasma HDL-C and its subfractions HDL2-C and HDL3-C did not change significantly, the function of HDL in transporting plasma cholesterol decreased markedly (from 80.00% to merely 3.68%); ②Cholesterol in bile increased gradually and there were significant differences when 3-week group and 4-week group comparing with control group. The concentration of GDCA and GCA in bile changed slightly (P>0.05). These results suggest that the changes of plasma lipoprotein cholesterol may affect the metabolism of cholesterol and bile acids and it may take an important role in the formation of gallstone.
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    Key words Cholesterol gallstone Lipoprotein Bile acid Cholesterol

    胆囊胆固醇结石的发病以代谢因素为主,其确切的机理尚未完全阐明。有研究表明,胆固醇结石患者及动物存在脂代谢的失衡,且与结石的形成密切相关,血浆脂蛋白代谢的改变可能与结石的形成存在较为直接的关系〔1〕。本研究利用高胆固醇膳食(HCD)致兔胆囊胆固醇结石模型,动态地观察成石过程中血浆脂蛋白变化的特点及其对成石的影响。

    1 材料与方法

    1.1 实验动物及分组

    健康日本杂交大耳白兔50只,体重1.8~2.3kg,3~4月龄,雌雄不拘,由华西医科大学实验动物中心提供。将动物随机均分为5组,即对照组、HCD 1周组、2周组、3周组及4周组。对照组喂普通颗粒饲料4周,其余各组喂含高胆固醇致石饲料,该饲料的配制及喂养参照文献〔2〕方法实施。实验动物单笼饲养,自由进食、饮水。
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    1.2 标本收集

    饲养到时,剖杀前禁食12小时。局麻下开腹,首先将胆囊管用细丝线结扎,留取胆囊胆汁。自十二指肠乳头插入细塑料管至胆总管,收集胆管胆汁2ml备测,然后解剖出左肾静脉并插管,抽取血液5ml加入EDTA抗凝试管,轻摇匀后立即置冰水浴中,分离血浆并分装备测。

    1.3 观察指标及检测方法

    1.3.1 胆囊胆汁胆固醇结晶及结石鉴定 正常兔胆汁无肉眼可见的有形成分。肉眼观察胆汁内有成形粗大颗粒,光镜下为致密大团块,即定为结石。胆固醇结晶半定量参照Juniper标准〔3〕分为(+)、(++)、(+++)及(++++) 4个等级。

    1.3.2 血脂测定 甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)及其亚组分(HDL2-C、HDL3-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)均用酶法测定,采用东欧生物工程试剂仪器厂药盒,上海光电仪器设备厂GW-351型光电比色仪比色。磷脂(PL)用抗坏血酸还原法测定。
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    1.3.3 胆汁中胆固醇测定 胆汁先经预处理〔4〕,然后用硫磷铁法测定其中胆固醇含量。

    1.3.4 胆汁中胆汁酸测定 甘氨胆酸(GCA)及甘氨脱氧胆酸(GDCA)用双波长薄层扫描法测定。

    1.4 统计学处理

    胆汁中胆汁酸采用完全随机秩和检验进行统计分析,其余指标均采用IBM-AT计算机SPSS软件包处理,实验数据用±s表示。

    2 结果

    2.1 各组动物胆囊胆汁胆固醇结晶及成石情况

    对照组胆囊胆汁几乎无胆固醇结晶(0~+),1周组胆固醇结晶开始增加(+~++),2周组明显增加(+++~++++),3周及4周组显著增加(++++); 2周组3/10例、3周组6/10例及4周组7/10例胆囊内有胆固醇类结石形成。
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    2.2 血浆总脂质及脂蛋白胆固醇测定

    结果见表1。随着HCD进食时间的增加,兔血中TC、TG、PL、LDL-C及VLDL-C均逐渐升高,3周组及4周组与对照组及1周组相比均有显著性差异(P<0.05);而各组HDL-C、HDL2-C及HDL3-C无明显变化(P>0.05)。

    表1 各组兔血清脂质测定结果(mmol/L,±s) 组别

    n

    TC

    TG

    PL

    HDL-C
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    HDL2-C

    HDL3-C

    LDL-C

    VLDL-C

    对照组

    10

    0.82±0.05

    0.88±0.27

    0.97±0.38

    0.68±0.24

    0.35±0.11

    0.33±0.10
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    0.05±0.03

    0.07±0.02

    1周组

    10

    4.47±1.93*

    1.13±0.47*

    2.40±0.70*

    0.70±0.31

    0.35±0.13

    0.39±0.19

    0.89±0.16*
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    0.48±0.19*

    2周组

    10

    7.42±2.07*

    1.54±0.57*

    3.06±1.55*

    0.51±0.24

    0.28±0.14

    0.23±0.11

    1.86±1.02*

    1.11±10.82*
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    3周组

    10

    16.61±4.56*△

    1.51±0.38*

    6.37±4.53*△

    0.56±0.31

    0.29±0.13

    0.27±0.19

    4.98±1.02*△

    3.32±0.86*△

, 百拇医药     4周组

    10

    15.48±5.15*△

    2.22±0.79*△

    6.88±3.90*△

    0.57±0.28

    0.30±0.13

    0.27±0.16

    5.42±1.25*△

    3.56±0.98*△

    与对照组比较,*P<0.05;与1周组比较,△P<0.05
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    2.3 胆管胆汁中胆汁酸及胆固醇含量测定

    结果见表2。各组胆汁中GDCA及GCA含量无明显变化;胆固醇含量随进食HCD的时间延长而增加(P>0.05),3周组及4周组与对照组及1周组相比有显著性差异(P<0.05)。

    表2 各组兔胆管胆汁中GDCA、GCA及胆固醇含量测定结果(±s) 组别

    n

    GDCA(mg/dl)

    GCA(mg/dl)

    胆固醇(mmol/L)

    对照组
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    10

    588.42±209.71

    114.48±78.82

    0.39±0.16

    1周组

    10

    518.48±162.33

    80.40±55.58

    0.42±0.11

    2周组

    10

    665.79±190.56
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    148.97±129.72

    0.57±0.17

    3周组

    10

    459.34±66.61

    163.22±96.18

    0.74±0.17*

    4周组

    10

    402.24±81.71

    100.56±58.88

    0.85±0.26*
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    与对照组及1周组比较,*P<0.05

    3 讨论

    3.1 血浆脂蛋白胆固醇变化与胆固醇结石的形成相关

    流行病学调查结果表明,胆囊胆固醇结石的发病率与血HDL-C水平呈负相关〔5〕,而与LDL-C及VLDL-C水平呈正相关〔6〕,且胆汁中胆固醇的饱和指数也与血HDL-C、LDL-C及VLDL-C密切相关,提示脂蛋白代谢与胆囊胆固醇结石的形成有较为直接的关系。Hayes等〔7〕的研究发现,在高脂膳食致地鼠胆固醇结石模型中,动物脂蛋白代谢的改变主要表现为VLDL-C及LDL-C明显升高,而HDL-C轻度增加,其亚组分HDL2-C的增加相对明显,并认为这种改变对结石的形成起重要作用。本实验以HCD诱发兔胆囊胆固醇结石,发现在成石过程中,动物血LDL-C升高最为明显,VLDL-C也明显升高,而HDL-C均值无明显变化,但其转运胆固醇的作用明显减弱(由对照组80.00%降至4周组的3.68%),提示血LDL-C及VLDL-C的显著升高与HDL-C的相对减少均可能对结石的形成起重要作用。
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    3.2 血浆脂蛋白胆固醇变化所反映的脂蛋白代谢改变影响结石形成的可能机理

    在胆固醇结石的成因研究中,胆汁中胆固醇的过饱和已被认为是结石形成的先决条件。胆汁中胆固醇是否过饱和则与胆汁中胆固醇、胆汁酸盐及磷脂含量密切相关。脂蛋白代谢可以通过影响胆汁酸、胆固醇等的合成及分泌,进而影响结石的形成。

    脂蛋白代谢对胆汁酸合成的影响已有较多报道,特别是HDL代谢与肝脏的胆汁酸合成有密切的关系。基础与临床的研究发现,HDL不仅能直接刺激肝细胞合成胆汁酸〔8〕,而且肝脏还选择性利用HDL-C合成胆汁酸〔9,10〕。由于肝脏用于胆汁酸合成的底物胆固醇,其中约有2/3来自血浆脂蛋白,而HDL参与胆固醇的逆向转运,即将外周组织的胆固醇运送至肝脏代谢,故HDL- C对于胆汁酸的合成起重要作用。VLDL及LDL主要参与内源性脂质的转运,尽管LDL是富含胆固醇的脂蛋白,但有研究表明LDL中胆固醇不能作为胆汁酸的有效合成底物〔10〕。本研究发现,兔血LDL-C及VLDL-C明显升高,而胆汁中胆汁酸变化不大,提示升高的LDL-C及VLDL-C并不能增加胆汁酸的合成与分泌,说明胆汁酸的合成原料可能主要来源于血浆其它的脂蛋白,而血中HDL-C低水平与胆汁酸变化不明显可能存在内在的、更为直接的关系。
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    胆汁中胆固醇的来源尚存争议。脂蛋白代谢异常可能改变胆汁中胆固醇的含量,进而影响结石的形成。LDL是含胆固醇最多的血浆脂蛋白,且半数以上的LDL最终被肝脏摄取并降解,故LDL-C可能是胆汁中胆固醇的主要来源(肝脏新合成的胆固醇仅占胆汁胆固醇的20%左右)。也有学者认为HDL2-游离胆固醇(HDL2-FC)与胆汁中胆固醇的分泌密切相关〔11〕。本研究发现兔血LDL-C及VLDL-C显著升高,而胆汁中胆固醇含量明显增加,提示胆固醇的分泌增多可能源于血中升高的LDL-C及VLDL-C,特别是在高胆固醇负荷使肝脏的胆固醇合成受到反馈抑制的情况下,胆汁中胆固醇升高,更加说明胆固醇来自血中升高的LDL-C及VLDL-C。本研究中HDL-C及其亚组分HDL2-C及HDL3-C的含量均无明显变化,表明胆汁中胆固醇的含量并不受血HDL-C及HDL2-C的影响。

    近年的研究表明,胆汁中促成核和抗成核因子的失衡也是导致胆固醇结石形成的重要原因。作为HDL的主要载脂蛋白(apolipoprotein, apo),apo AⅠ及apo AⅡ已被证实为抗成核因子〔13〕,血中的HDL可以通过受体途径被肝细胞摄取,其蛋白质部分可分泌入胆汁。本研究中兔血HDL-C水平变化不明显,推测胆汁中apo AⅠ及apo AⅡ含量也存在相对减少的情况,并可能导致促成核和抗成核因子的失衡。此外,本研究中还发现兔血中磷脂明显升高,提示存在磷脂代谢的改变,但其对成石的影响有待进一步的研究。总之,血浆脂蛋白胆固醇变化所反映的脂蛋白代谢变化可以多途径、多环节地影响胆固醇结石形成的重要因素(胆固醇、胆汁酸、磷脂及成核因子等)的代谢,进而影响结石的形成。
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    △卫生部科研基金及纽约中华医学基金资助项目(项目号为94-2-170及CMBY 9411)

    参 考 文 献

    1 程南生,付 林,肖路加. 兔胆红素钙结石成石过程中血脂质变化的研究. 华西医科大学学报, 1994; 25(3)∶301

    2 别 平,孟宪均,杨可祯等. 前列腺素环磷酸腺苷在胆囊结石形成中的作用. 中华外科杂志, 1987; 25(6)∶339

    3 Juniper K, Burson EN. Biliary tract studies Ⅱ, the significance of biliary crystals. Gastroenterology, 1957; 32(2)∶175

    4 梅美珍主编. 动脉粥样硬化实验技术. 湖南衡阳:中国病理生理学会动脉粥样硬化分会, 1989∶62
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    5 Jorgensen T. Gallstones and plasma lipids in a Danish population. Scand J Gastroenterol, 1989; 24(8)∶916

    6 Howard B. Obesity cholelithiasis, and lipoprotein metabolism in man. Atheroscler Rev, 1986; 15(2)∶169

    7 Hayes KC, Khosla P, Kaiser A, et al. Dietary fat and cholesterol modulate the plasma lipoprotein distribution and production of pigment or cholesterol gallstones in hamsters. J Nutr, 1992; 122(2)∶374
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    8 Whiting MJ, Wishart RA, Lewis G, et al. Bile acid synthesis by cultural rabbit hepatocytes: stimulation by three lipoprotein fractions. Biochim Biophys Acta, 1989; 1005(2)∶137

    9 Arbeeny CM, Rifici VA, Eder HA. The uptake of apoprotein and cholesterol ester of high-density lipoproteins by perfused rat liver. Biochim Biophys Acta, 1987; 917(1)∶9

    10 Halloran LG, Schwartz CC, Bieber LL, et al. Evidence for high density lipoprotein-free cholesterol as the primary precursor for bile-acid synthesis in man. Surgery, 1978; 84(1)∶1
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    11 Scobey MW, Johnson FL, Rudel LL. Delivery of high density lipoprotein free and esterfied cholesterol to bile by perfused monkey liver. Am J Physiol, 1989; 257(4)∶G644

    12 Tao S, Tazuma S, Kajiyama G. Apolipoprotein A1 stabilizes phospholipid lamella and thus prolongs nucleation time in model bile system: an ultrastructural study. Biochim Biophys Acta, 1993; 1166(1)∶25

    (1998-06-12收稿,1998-12-07修回), http://www.100md.com