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摘要 [目的] 研究香烟烟蒂水浸泡液对家兔离体小肠收缩运动的影响。[方法]采用常规离体灌注小肠平滑肌标本活动的试验方法,应用3种不同剂量(0.2、0.4、0.8 ml)的烟蒂水浸泡液作用于离体肠段,观察用药前后的离体肠段收缩幅度和收缩频率的变化。[结果]对离体肠段的收缩幅度,低剂量组有显著性差异(P<0.05):中、高剂量组均有高度显著性差异(P<0.01):对离体肠段的收缩频率,低剂量组差异显著(P<0.05)中、高剂量组差异极显著(P<0.01)。[结论]香烟烟蒂水浸泡液能增大家兔离体小肠的收缩幅度,减弱收缩频率,作用机理可能与钠离子和钙离子的转运有关。
关键词 香烟:离体小肠:收缩活动
中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)05-129-02
基金项目 国家大学生创新训练计划项目(201410757025)。
作者简介 孔希锦(1994- ),女,山东济南人,本科生,专业:动植物检疫。*通讯作者,讲师,硕士,从事基础兽医研究。
收稿日期 20141229
吸烟危害健康已是公认的事实,大量的毒理学实验和流行病学观测结果支持这一结论。过度吸烟会抑制人的中枢神经系统[1,2],还可诱发人体心血管疾病和肺气肿、肺癌等疾病[3]。研究表明,香烟中至少有300种化合物对人体有害,许多已被证明具有致癌、致畸和致突变作用。目前的研究认为,其中对人体产生主要危害的物质是烟碱(一种水溶性、激动N胆碱受体的化学物质)。烟碱又称为尼古丁,由粘膜和皮肤以及呼吸道和消化道吸收,据报道1支香烟中的烟碱可毒死10只小白鼠[4]。笔者用已吸过的香烟烟蒂蒸馏水浸泡液为试验材料,作用于家兔离体肠段,观察不同剂量的浸泡液对家兔离体肠段运动的影响,以揭示吸烟对消化系统的影响和危害,同时也为进一步的研究提供有价值的参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 实验动物和受试物。
选用体重2~3 kg的健康家兔10只,雌雄不限,由塔里木大学动物科学学院动物实验站提供。试验香烟为双喜牌84 mm烤烟型香烟(广东中烟工业有限责任公司出品,烟气烟碱量1.2 mg,焦油量13 mg,烟气CO量15 mg)。
1.1.2 器材。
MedlabU/4C501H型生物信号采集处理系统(南京美易科技有限公司);JZ101型张力换能器(北京新航兴业科贸有限公司);HW400E恒温平滑肌槽(成都泰盟科技有限公司);电子天平(上海民桥精密科学仪器有限公司);精密电子天平(上海精科天平);哺乳动物手术器械1套;万能支架;螺旋夹;长滴管;棉线;量筒;烧杯;纱布;洗瓶;注射器。
1.1.3 试剂。
乐氏液(自制,NaCl 9 g,KCl 0.42 g,CaCl2 024 g,NaHCO3 0.2 g,葡萄糖1.0 g,蒸馏水1 000 ml,所用试剂均为国产分析纯)。
1.2 試验方法
1.2.1 香烟烟蒂浸泡液的制备。
100支已吸过的香烟烟蒂去除残留的烟丝及包装纸后,置于60 ml蒸馏水中浸泡24 h后过滤,所得的滤液即为香烟烟蒂水溶液,滤液中富含烟碱。
1.2.2 恒温平滑肌浴槽装置。
向恒温平滑肌浴槽的中央标本槽内加入台氏液至浴槽高度的2/3处。外部容器为水浴锅加自来水。开启电源,恒温工作点定在38 ℃。
1.2.3 离体小肠标本的制备。
家兔先禁食24 h,于试验前1 h喂食,用颈椎脱臼法处死家兔,将兔背位固定于手术台上,腹部剪毛后,迅速沿正中线切开皮肤和腹壁,找到胃,以胃幽门与十二指肠交界处为起点,快速沿肠缘剪去肠系膜,然后再剪取25 cm的肠管,置于4 ℃台氏液中备用,试验时用注射器冲洗剪成1.5 cm长的小肠段,用棉线结扎肠段两端。
1.2.4 仪器的连接。
将离体小肠的一端结扎线连于浴槽内的标本固定钩上,另一端连于张力换能器的悬梁臂上,适当调节换能器的高度,使其与标本之间松紧度合适[5]。标本槽中加入台氏液,使家兔离体肠段全部浸入台氏液中,并匀速通入空气,保持每秒1~2个气泡。张力换能器与生物信号采集处理系统的输入CH1(1通道)相连接,选择,选择“张力”信号,设置控制参数。
1.2.5 结果记录。
观察并记录38 ℃台氏液中的肠段节律性收缩曲线,待肠段收缩曲线稳定后,滴加0.2 ml香烟烟蒂水溶液,在观察到明显的作用后,用预先准备好的新鲜38 ℃台氏液冲洗3次。待肠段活动恢复正常后,同样的方法分别滴加0.4和0.8 ml香烟烟蒂水溶液,观察肠段收缩曲线的变化。
1.3 数据统计与分析
用SPSS13.0统计软件进行数据处理,以平均值±标准差(±s)表示,组间比较采用t检验。
2 结果与分析
2.1 不同剂量烟蒂水溶物后小肠平滑肌的运动曲线
正常情况下,在恒温、通气充足的条件下小肠段频率、幅度、张力、时间及间隔均较稳定,收缩波形无明显变化,表现为具有自动节律收缩、伸展性、紧张性等生理特性(图1A)。分别用低、中、高剂量的烟蒂水溶物作用于离体肠段,小肠段收缩曲线的变化见图1B~D。
由表1可知,与给药前相比,各组烟蒂水浸泡液对家兔离体小肠平滑肌收缩频率均具有抑制作用。其中,低剂量组差异显著(P<0.05),而中、高剂量组差异均极显著(P<0.01)。
2.2 烟蒂水溶液对离体小肠收缩幅度的影响
由表2可知,与给药前相比,烟蒂水浸泡液均能增大家兔离体小肠平滑肌收缩的幅度。其中低剂量组差异显著(P<0.05)。中、高剂量组差异均极显著(P<0.01)。
3 讨论
胃肠道功能紊乱是引起消化系统异常的重要原因之一,消化道的运动又是消化道生理功能的重要组成部分。离体肠段置于模拟体内环境的溶液中,在一定的时间内仍能保持平滑肌收缩的特性及肠壁神经丛的作用。笔者从生理学角度出发,研究烟蒂水溶物对离体小肠运动的影响,结果表明香烟烟蒂水浸泡液对家兔离体小肠平滑肌收缩频率有抑制作用,并随着剂量的增大抑制作用增强,香烟烟蒂水浸泡液均能增大家兔离体小肠平滑肌收缩幅度,并随剂量增大而作用增强。这说明香烟烟蒂水浸泡液对小肠平滑肌具有一定的影响,可能导致动物机体胃肠功能紊乱,会不同程度地损伤消化系统,危害身体健康。平滑肌的收缩是由动作电位引发的,而动作电位是在慢波电位的基础上产生的,慢波电位是平滑肌收缩节律的控制波,慢波电位是肌源性的,不依赖于神经的存在,可能与胃肠道平滑肌细胞膜上钠泵活动有关,慢波电位一旦达到阈电位就会引发动作电位,动作电位的产生主要依赖Ca2+内流,动作电位的频率越高,平滑肌的收缩幅度也越大[6]。香烟烟蒂水浸泡液对小肠平滑肌的影响可能与其影响Na+和Ca2+转运有关,其作用机理有待于今后的进一步深入研究。
参考文献
[1] 薛小平,陈懿,王茂胜.烟碱的研究现状[J].安徽农业科学,2008,36(10):4121-4122.
[2] 冀元棠,朱伟,张磊,等.用水螅再生试验评价香烟烟雾的致畸性[J].中国公共卫生学报,2002,14 (1): 432-441.
[3] 张洲颖,周冀衡,赵百东,等.烟碱致病性和药用研究进展[J].中国药物滥用防治杂志,2009,15(5):278-283.
[4] 沈维干,陈彦,李朝军,等.香烟烟雾水溶物对小鼠卵母细胞成熟和IVF的影响[J].中国公共卫生学报,2000,16(5): 4062-4081.
[5] 杨秀平.动物生理学实验[M].北京:高等教育出版社,2004:147-148.
[6] 欧阳五庆.动物生理学[M].2版.北京:科学出版社,2012:132-132.
责任编辑 陈玉敏 责任校对 李岩
关键词 香烟:离体小肠:收缩活动
中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)05-129-02
基金项目 国家大学生创新训练计划项目(201410757025)。
作者简介 孔希锦(1994- ),女,山东济南人,本科生,专业:动植物检疫。*通讯作者,讲师,硕士,从事基础兽医研究。
收稿日期 20141229
吸烟危害健康已是公认的事实,大量的毒理学实验和流行病学观测结果支持这一结论。过度吸烟会抑制人的中枢神经系统[1,2],还可诱发人体心血管疾病和肺气肿、肺癌等疾病[3]。研究表明,香烟中至少有300种化合物对人体有害,许多已被证明具有致癌、致畸和致突变作用。目前的研究认为,其中对人体产生主要危害的物质是烟碱(一种水溶性、激动N胆碱受体的化学物质)。烟碱又称为尼古丁,由粘膜和皮肤以及呼吸道和消化道吸收,据报道1支香烟中的烟碱可毒死10只小白鼠[4]。笔者用已吸过的香烟烟蒂蒸馏水浸泡液为试验材料,作用于家兔离体肠段,观察不同剂量的浸泡液对家兔离体肠段运动的影响,以揭示吸烟对消化系统的影响和危害,同时也为进一步的研究提供有价值的参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 实验动物和受试物。
选用体重2~3 kg的健康家兔10只,雌雄不限,由塔里木大学动物科学学院动物实验站提供。试验香烟为双喜牌84 mm烤烟型香烟(广东中烟工业有限责任公司出品,烟气烟碱量1.2 mg,焦油量13 mg,烟气CO量15 mg)。
1.1.2 器材。
MedlabU/4C501H型生物信号采集处理系统(南京美易科技有限公司);JZ101型张力换能器(北京新航兴业科贸有限公司);HW400E恒温平滑肌槽(成都泰盟科技有限公司);电子天平(上海民桥精密科学仪器有限公司);精密电子天平(上海精科天平);哺乳动物手术器械1套;万能支架;螺旋夹;长滴管;棉线;量筒;烧杯;纱布;洗瓶;注射器。
1.1.3 试剂。
乐氏液(自制,NaCl 9 g,KCl 0.42 g,CaCl2 024 g,NaHCO3 0.2 g,葡萄糖1.0 g,蒸馏水1 000 ml,所用试剂均为国产分析纯)。
1.2 試验方法
1.2.1 香烟烟蒂浸泡液的制备。
100支已吸过的香烟烟蒂去除残留的烟丝及包装纸后,置于60 ml蒸馏水中浸泡24 h后过滤,所得的滤液即为香烟烟蒂水溶液,滤液中富含烟碱。
1.2.2 恒温平滑肌浴槽装置。
向恒温平滑肌浴槽的中央标本槽内加入台氏液至浴槽高度的2/3处。外部容器为水浴锅加自来水。开启电源,恒温工作点定在38 ℃。
1.2.3 离体小肠标本的制备。
家兔先禁食24 h,于试验前1 h喂食,用颈椎脱臼法处死家兔,将兔背位固定于手术台上,腹部剪毛后,迅速沿正中线切开皮肤和腹壁,找到胃,以胃幽门与十二指肠交界处为起点,快速沿肠缘剪去肠系膜,然后再剪取25 cm的肠管,置于4 ℃台氏液中备用,试验时用注射器冲洗剪成1.5 cm长的小肠段,用棉线结扎肠段两端。
1.2.4 仪器的连接。
将离体小肠的一端结扎线连于浴槽内的标本固定钩上,另一端连于张力换能器的悬梁臂上,适当调节换能器的高度,使其与标本之间松紧度合适[5]。标本槽中加入台氏液,使家兔离体肠段全部浸入台氏液中,并匀速通入空气,保持每秒1~2个气泡。张力换能器与生物信号采集处理系统的输入CH1(1通道)相连接,选择,选择“张力”信号,设置控制参数。
1.2.5 结果记录。
观察并记录38 ℃台氏液中的肠段节律性收缩曲线,待肠段收缩曲线稳定后,滴加0.2 ml香烟烟蒂水溶液,在观察到明显的作用后,用预先准备好的新鲜38 ℃台氏液冲洗3次。待肠段活动恢复正常后,同样的方法分别滴加0.4和0.8 ml香烟烟蒂水溶液,观察肠段收缩曲线的变化。
1.3 数据统计与分析
用SPSS13.0统计软件进行数据处理,以平均值±标准差(±s)表示,组间比较采用t检验。
2 结果与分析
2.1 不同剂量烟蒂水溶物后小肠平滑肌的运动曲线
正常情况下,在恒温、通气充足的条件下小肠段频率、幅度、张力、时间及间隔均较稳定,收缩波形无明显变化,表现为具有自动节律收缩、伸展性、紧张性等生理特性(图1A)。分别用低、中、高剂量的烟蒂水溶物作用于离体肠段,小肠段收缩曲线的变化见图1B~D。
由表1可知,与给药前相比,各组烟蒂水浸泡液对家兔离体小肠平滑肌收缩频率均具有抑制作用。其中,低剂量组差异显著(P<0.05),而中、高剂量组差异均极显著(P<0.01)。
2.2 烟蒂水溶液对离体小肠收缩幅度的影响
由表2可知,与给药前相比,烟蒂水浸泡液均能增大家兔离体小肠平滑肌收缩的幅度。其中低剂量组差异显著(P<0.05)。中、高剂量组差异均极显著(P<0.01)。
3 讨论
胃肠道功能紊乱是引起消化系统异常的重要原因之一,消化道的运动又是消化道生理功能的重要组成部分。离体肠段置于模拟体内环境的溶液中,在一定的时间内仍能保持平滑肌收缩的特性及肠壁神经丛的作用。笔者从生理学角度出发,研究烟蒂水溶物对离体小肠运动的影响,结果表明香烟烟蒂水浸泡液对家兔离体小肠平滑肌收缩频率有抑制作用,并随着剂量的增大抑制作用增强,香烟烟蒂水浸泡液均能增大家兔离体小肠平滑肌收缩幅度,并随剂量增大而作用增强。这说明香烟烟蒂水浸泡液对小肠平滑肌具有一定的影响,可能导致动物机体胃肠功能紊乱,会不同程度地损伤消化系统,危害身体健康。平滑肌的收缩是由动作电位引发的,而动作电位是在慢波电位的基础上产生的,慢波电位是平滑肌收缩节律的控制波,慢波电位是肌源性的,不依赖于神经的存在,可能与胃肠道平滑肌细胞膜上钠泵活动有关,慢波电位一旦达到阈电位就会引发动作电位,动作电位的产生主要依赖Ca2+内流,动作电位的频率越高,平滑肌的收缩幅度也越大[6]。香烟烟蒂水浸泡液对小肠平滑肌的影响可能与其影响Na+和Ca2+转运有关,其作用机理有待于今后的进一步深入研究。
参考文献
[1] 薛小平,陈懿,王茂胜.烟碱的研究现状[J].安徽农业科学,2008,36(10):4121-4122.
[2] 冀元棠,朱伟,张磊,等.用水螅再生试验评价香烟烟雾的致畸性[J].中国公共卫生学报,2002,14 (1): 432-441.
[3] 张洲颖,周冀衡,赵百东,等.烟碱致病性和药用研究进展[J].中国药物滥用防治杂志,2009,15(5):278-283.
[4] 沈维干,陈彦,李朝军,等.香烟烟雾水溶物对小鼠卵母细胞成熟和IVF的影响[J].中国公共卫生学报,2000,16(5): 4062-4081.
[5] 杨秀平.动物生理学实验[M].北京:高等教育出版社,2004:147-148.
[6] 欧阳五庆.动物生理学[M].2版.北京:科学出版社,2012:132-132.
责任编辑 陈玉敏 责任校对 李岩