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胆结石(胆石病)模型


胆结石模型饲料与模型复制方法

不同类型胆结石要求的模型饲料不同。不同动物胆结石模型饲料不同,有些动物还采取添加某种特殊化学物质诱导胆结石的形成和发展。

请根据左侧导航了解不同动物胆结石的易感性、模型饲料方法和动物对模型饲料的敏感性。

文献综述
www.trophic.cn
2012年7月1日出版

胆结石模型与饲料

(Gall stone model and diet )
南通特洛菲饲料科技有限公司技术部 综述

【摘要】本文介绍了胆结石模型的建立方法、动物选择、模型饲料的原理和选择方法。胆结石模型分为胆固醇性结石和胆色素性结石,或者分为胆囊结石和胆管结石。动物和模型饲料的选择,研究目的是前提,然后根据动物的特点来选择模型饲料。最后介绍了降血脂功能评价方法中胆结石模型的建立方法。

【关键词】胆结石模型;胆固醇性结石模型;胆色素性结石模型;模型饲料;实验动物

根据胆结石发生的部位,胆结石分为胆囊结石,胆管结石。不少初始涉及胆结石研究的研究者往往把胆结石中的“胆”字理解成胆囊,应当纠正这一点。

根据胆结石的成分,胆结石分为胆固醇性结石和胆色素结石。由于胆色素代谢和胆固醇代谢交织着,胆固醇性结石当中往往也有比较多的胆色素,而胆色素性结石当中往往也有比较多的胆固醇出现。

目前认为,胆结石的成因关键是胆汁中胆酸与胆固醇的比例决定了胆结石的形成和胆结石的成分,原因是胆汁中的胆酸有利于维持胆固醇的溶解状态而不至于沉积。胆结石分为胆固醇性结石和胆色素结石。由于胆色素代谢和胆固醇代谢交织着,胆固醇性结石当中往往也有比较多的胆色素,而胆色素性结石当中往往也有比较多的胆固醇出现。

在模型选择上,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。下面就让我们来看看胆结石模型的方法和注意点。

一、胆结石的模型方法

胆结石模型的方法有四种:感染法,胆汁淤积法,林可霉素注射法,饲料成分改变法。这四种方法实际上可以分别模拟了人体胆结石不同的成因,所以,不可以比较哪一种方法好与不好。比如,感染法(注射细菌提取物)模拟的是胆囊感染对胆结石形成的病因作用,胆汁淤积法模拟的是任何原因所致胆汁排出不畅引起的胆结石,而饲料成分改变法则模拟的是饮食因素在胆结石形成中的作用。当然,你也可以复合模型,比如感染法加饲料改变来模拟人体胆囊或胆道感染复合饮食不科学所致的情况,只是这样的方法很少用。

论文中使用最多的模型是改变饮食成分复制胆结石模型,这类模型也是所有四种方法中最容易形成胆结石的模型。这类模型的复制方法很多,要根据研究目的和动物特点科学选择。

在动物使用方面,文献中已经用大鼠、小鼠,豚鼠、松鼠、地鼠、兔、猫、狗、猪、羊、牛、等许多动物进行复制。但是,要特别注意两点:

(1)大鼠没有胆囊

如果你是研究胆囊中结石成石原因或机理,或者胆结石对胆囊的影响,那就放弃大鼠了,因为大鼠没有胆囊。这一点对于初始涉及胆结石研究的研究者来说,特别要注意,不要等到实验开始时才发现:怎样也找不到胆囊啊?!

(2)动物对胆固醇的吸收能力

这一点对于采用高胆固醇饲料来建立胆固醇性结石的研究者来说,应当特别注意,因为不同动物对胆固醇的吸收、体内胆固醇代谢和清除是有很大差别的,关于这方面的注意事项,请点击“高胆固醇血症模型,详细了解哪些动物吸收胆固醇差,哪些动物吸收胆固醇很强。

二、胆结石模型复制的理想标准

建立胆结石模型,最理想的情况应该是:(1)方法简单,(2)胆结石形成快,并且模型组每个动物都形成胆结石,(3)胆结石成分应当与人的胆结石成分相似,(4)便于取标本,特别是胆汁量、结石数量、血液和组织标本等等能够满足实验分析需要,(5)致使胆结石形成,但在对照动物中没有任何毒性。

实际上,当前没有任何一种胆结石模型能够完全达到这种最理想的情况。既然如此,研究者应当尽可能根据这些方面来选择模型方法。比如,如果你的研究与感染无关,就应当避免使用感染法,因为不仅这样的模型需要很长时间,而且与你的实验目的不符,况且模型组并不是每只动物都会形成结石。如果你的研究与胆汁淤积无关,不应当选择这类模型,因为这样的模型很复杂,往往需要手术,更重要的是,模型组并不是每只动物都会形成胆结石,此外,还需要建立sham组(假手术组),给予同样的手术。

又比如,如果你是研究胆固醇性结石,那么,应当选择以胆固醇为主的结石模型,如果你是研究胆色素型结石,应当选择与胆汁酸代谢异常为主的胆结石模型。道理很简单,人体胆结石分为胆固醇为主的,胆色素为主的,如果你研究胆固醇结石,不至于希望模拟出了胆色素为主的结石。

三、胆固醇性胆结石模型

对于胆固醇性胆结石模型,有多种方法,以下介绍当前使用的几种模型和模型饲料,也许可以帮助你结合研究需要建立合理的或者合适的模型饲料。

(1)高胆固醇饲料

特别适用于兔。兔对胆固醇的吸收率特别高,容易形成高胆固醇血症。可想而知,饲料中添加胆固醇,很容易形成胆结石。但是,研究者要注意的是,无论是兔的胆固醇代谢、胆结石形成、胆结石的成分都与人体有很大差别。

(2)高糖高胆固醇饲料(Dam's lithogenic diet)

在上世纪初,研究者在饲料中加入胆固醇和葵花籽油来喂养兔,喂养20周后发现了一个大的胆结石。后来很多研究都证实饲料中高胆固醇可以引起胆结石。后来,Dam和Christensen在研究营养成分与肌肉营养不良的关系时,给地鼠喂高糖和无脂饲料,3个后意外发现大多数地鼠(18个地鼠中有16个)中有胆结石,如此之多的动物出现胆结石是非常有趣的,在后来的许多研究中在其他多种动物使用了这样的饲料配方建立胆结石造模,成石率都比较高,现在大家喜欢把这样的模型饲料称为Dam成石饲料(“Dam's lithogenic diet”)。但是,有人用这个配方来对小鼠复制胆结石时发现,胆结石发生率很低,所以,你现在很少看到有文献用这样的模型饲料喂养小鼠的。

Dam成石饲料的缺点是,饲料营养不平衡,更重要的缺点是,因为含糖过多、脂肪少得可怜,动物对这样的饲料耐受性差。

(3)高脂、高胆固醇饲料

这种模型饲料特别适用于研究高脂血症、代谢综合症、肥胖等情况下发生的胆结石。

(4)含20%油酸的模型饲料

这种模型饲料比较好地针对脂肪,特别是单不饱和脂肪酸,开展研究是很理想的模型。但是,也要注意,控制脂肪量是关键,也就是说,既是单不饱和脂肪酸高的饲料,也是高脂肪饲料。使用这种模型饲料,需要喂养的时间长,比如,在兔中需要大约12周。

(5)胆固醇,添加胆酸饲料

这种模型饲料是专为胆固醇吸收比较差的动物设计的,对于兔就免了,多用于大鼠、小鼠等动物。胆酸刺激胆固醇的吸收,并且抑制胆固醇成为胆汁酸,造成高胆固醇血症。一般来说,这样的动物使用这样的模型饲料,大约在4周后胆结石出现率很高,比如,小鼠中几乎达到90%。形成的胆结石成分与人体胆结石相似。

但是,要注意的是大鼠没有胆囊,而小鼠呢,能够取得标本的量少,小鼠很少用来建立胆结石模型的原因的之一就在于此。

(6)添加消胆胺(cholestyramine)的模型饲料

消胆胺本来是利胆的一种树脂,促进胆汁分泌,是用来治疗胆结石的。但是,又可以用来建立胆结石模型,原因是降低胆汁中胆盐与胆固醇的比率。

这种模型饲料多使用在豚鼠中。消胆胺对肝脏无毒性,产生的结石与人体的胆结石很相似,胆结石发生率高,速度快。

四、胆固醇性胆结石模型

(1)添加二氢胆固醇(dihydrocholesterol)的模型饲料

在饲料中添加二氢胆固醇来复制胆结石模型的研究也很多。这种模型饲料能够快速建立胆结石模型,比如,在兔中只需要2周即可。该方法,兔耐受性好,取血液标本、胆囊标本都很方便,兔的代谢也比较清楚。缺点是胆结石成分与人体胆结石不相似。所以,这种方法特别适合研究胆囊分泌功能与胆结石的关系,或者胆结石对胆管的影响。

(2)添加胆石酸(lithocholic acid)的模型饲料

胆石酸是人体和动物代谢胆固醇形成的一种代谢物,也是类固醇类的一种溶血素,在人和很多种动物中可以引起发热、炎症。

在兔中出了能够形成胆结石,而且看到肝硬化,在其他很多种动物中除了看到胆结石,而且看到胆管上皮分化、增生。

用这种模型饲料来建立胆结石模型,也特别适用于大鼠。因为大鼠没有胆囊,其他模型饲料很难建立胆结石模型。而这种模型饲料在大鼠中可以形成广泛性的胆管结石,从大、小、微胆管中都可以看到结石,结石各色各样,有黄色的,有绿色的,大小不等。

用这种模型饲料来模仿溃疡性结肠炎病人胆结石的成因很可能有独到之处,因为溃疡性结肠炎时对胆石酸吸收率可能增加,从而有可能诱导胆结石。

但是,决定该模型成功的因素很多,其中对蛋白质品种和含量有特殊要求,想当然地认为只要在饲料中添加胆石酸就可以了,这要避免的,这就需要饲料设计要严格把好关。

五、怎样选择模型饲料

到底采用什么动物和什么饲料,对于研究设计阶段来说非常重要,不可盲目,应当考虑以下3点:

(1)根据研究目的选择

比如,如果你是研究某种药物或者某种功能食品来看是否对胆固醇结石有溶石作用,或者是否能够预防胆固醇性结石的形成,那么,可以选择胆固醇含量多的胆结石模型。试想,如果你使用了兔喂养2羟胆固醇的模型,那就完蛋了,因为这样形成的兔胆结石不含胆固醇。

再比如,你是想研究高胆固醇血症情况下的胆结石,需要的时间长,但如果在饲料中添加了胆石酸来诱导胆结石模型,那么,这样的模型将伴随着肝脏肿大,炎症,等等毒性作用,这与人体的单纯性胆结石是大相径庭的。

又比如,如果你是要研究胆囊的分泌活动,并且该分泌活动是你的创新想法,那么,用兔喂养胆固醇饲料是最可取的,因为在兔胆结石形成方面,有大量的文献可以参考,研究分析有足够的资料支撑。

如果你是想研究胆汁中胆固醇饱和度在胆结石成石中的作用,要避免选择像鸡、兔和大鼠这样的动物来喂养高胆固醇饲料,因为有资料提示,这样的动物胆汁中胆固醇的浓度并不升高,但如果用豚鼠给予消胆胺,这就可以了。

(2)尽可能不使用大鼠和小鼠造模

虽然任何品种或者品系的动物都可用来复制胆结石模型。不过,不同动物之间差异比较大。最明显的是,大鼠没有胆囊,所以,希望开展与胆囊有关的任何方面的研究,在大鼠中建立胆结石模型是徒劳的。

用小鼠呢,最大的问题是标本少,往往难以满足实验室分析要求。这对于研究者来说往往难以对研究机理进行分析和讨论。如果一定要用小鼠,由于标本量少,必要时可以把动物标本收集起来集中进行分析。但是,也需要当心的是,由于在小鼠中研究很少,可提供的信息少,对于相关的推理缺乏支撑。

(3)尽可能使用与人体胆结石成分相似的胆结石模型

虽然兔是大家喜欢用的动物,但是,胆结石与人体胆结石不同,研究某种药物或者某种功能食品来看是否对胆固醇结石有溶石作用,这样的研究结果推理到人,有很大的局限性。

六、新药药效学研究方法中胆结石溶石药物研究的模型饲料

诱发胆石方法:使用地鼠或豚鼠中任意一种动物,用致石性食饵喂养2~3月以诱发胆石。致石性食饵是,饲料中含1%酪蛋白、1.5%蔗糖、1%猪油、1%纤维素、0.02%胆酸、0.05%胆固醇。

提醒注意:

这些模型用于功能因子的功效筛选,但是,对于科学研究用胆结石模型来说,模型饲料的选择应当更为严谨。


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