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酒精性脂肪肝模型饲料和复制模型方法

酒精性脂肪肝病模型是当前研究的热点之一,使用的饲料种类不多,但是,使用中往往不容易达到预期,因此,务必的介绍中有详细介绍。

常用的酒精性脂肪肝模型饲料
alert酒精性脂肪肝模型饲料大多采用Lieber-DeCarli酒精液体饲料,也有使用Tsukamoto-French酒精液体饲料和AIN93标准的酒精液体饲料。如果准备使用酒精液体饲料,务必阅读下面的综述,估计其中一定有你不知道但应当知道的信息。
文献综述
www.trophic.cn
2012年7月1日出版

酒精性脂肪肝模型与饲料

(Model of nonalcoholic fatty liver disease,NASH,and model diet )
南通特洛菲饲料科技有限公司技术部 综述

【摘要】酒精性脂肪肝模型的建立依赖酒精的摄入量。本文介绍了酒精性脂肪肝模型建立中为什么需用酒精液体饲料,详细介绍了两种饲料:Lieber-DeCarli酒精液体饲料和Tsukamoto-French酒精液体饲料。对这两种模型饲料的优缺点进行了评价,对其中的Lieber-DeCarli酒精液体饲料用来建立酒精性脂肪肝模型所存在的问题、应对办法和注意事项进行了详细说明。至于AIN93酒精液体饲料,在相应网页上已经做了详细介绍,这里不再叙述。

【关键词】酒精性脂肪肝;模型饲料;实验动物

脂肪沉积在肝脏,称为脂肪性肝。由饮酒(酒精)所致的脂肪肝称为酒精性脂肪肝。关于另一种脂肪肝,那就是非酒精性脂肪肝(点击查看非酒精性脂肪肝病模型与饲料)。 不少研究者简单地认为,酒精性脂肪肝模型简单,只要给予动物酒精就成。其实,关于酒精性脂肪肝的模型建立,有许多方面需要注意的,模型失败或者不科学的情形并不少见。让我们来看看怎样建立酒精性脂肪肝。

一、酒精性脂肪肝造模需要注意

1. 为什么使用酒精液体饲料

有多种方法,包括酒精注射,灌胃,饮水中加入酒精,酒精液体饲料。

毫无疑问,酒精注射(血管或腹腔注射)的优点是想给多少动物就得到多少,血液酒精浓度高低容易控制,缺点是跨过了肠道的吸收过程,这种方法一般不使用于酒精性脂肪肝模型,多使用于酒精对机体的急性伤害性反应。

不少研究者首先想到的是采用灌胃法,这种方法能精确控制酒精摄入量,但缺点是,造成动物应激,并且实验分组时需要加Sham组,尤其是,灌胃容易出错:误入气管,因为酒精性脂肪肝模型建立需要比较长的时间,误入气管的机会多,影响机能状态,甚至增大了死亡率。此外,由于不知道饲料中的成分和热量情况,也就不知道动物获得的酒精热量占总热量的百分比。更糟糕的是,灌胃法引起胃炎甚至胃溃疡。

饮水中加入酒精,比较好地模仿了研究的行为,但缺点也很明显,小型动物们不喜欢酒精,使得饮水减少,出现脱水现象,并由此影响饮食摄入,出现营养不良,而且血液中酒精浓度上不去。这在下面还会看这个问题。

那么,酒精液体饲料是怎么回事?所谓酒精液体饲料就是把饲料配制成液体状态,在其中加入酒精。这种方法的优点是动物吃食物时酒精随之摄入,酒精所占的热量百分比是预先知道的,每天摄入多少食物,就可以知道摄入了多少酒精。但是,缺点也明显,那就是,酒精影响食物摄入量。

在酒精性脂肪肝模型当中,最常采用的是酒精液体饲料法。有三种比较可取的酒精液体饲料,一种是Lieber-DeCarli酒精液体饲料,另一种是Tsukamoto-French 酒精液体饲料,还有一种是AIN93标准的酒精液体饲料,他们各有优缺点,接下来看看是怎么回事,怎样使用。

2. 务必评估血浆酒精浓度

任何关于酒精致病的研究,都毫不例外地知道血浆酒精量,复制酒精性脂肪肝也不例外。有不少研究者把一切都寄托在饲料上,忽视对血液酒精的跟踪。对酒精的跟踪,能够帮助评估模型建立的情况或者预测模型是否会失败。例如,当发现酒精摄入量过少时,就可以估计脂肪肝形成或者脂肪沉积程度可能会不理想。

最理想的跟踪酒精的方法当然是测定血液酒精的浓度。这在大动物是可取的,在小动物怎么办呢,可以根据每天酒精液体饲料的食量和酒精在液体饲料中的浓度来推算酒精摄入量。比如,大鼠应当是每天大约每千克体重14-18毫克酒精,这就是比较满意的酒精摄入量了。

二、关于Lieber-DeCarli酒精液体饲料

1. Lieber-DeCarli酒精液体饲料的由来

在上世纪中期,酒精模型的研究多采用饮水中加入酒精。但是这种方法中,动物厌恶酒精,因而饮水很少,产生脱水现象,这又导致摄食量减少,结果是动物状态差,血液中酒精浓度也上不去。为了解决这些问题,DeCarli和Lieber在上世纪60年代首先采用了在液体饲料中加入酒精来喂养大鼠的方法。这就诞生了Lieber-DeCarli酒精液体饲料。后来得到广泛使用,包括在各种动物中使用。现在,Lieber-DeCarli酒精液体饲料已经在原来的配方基础上修饰出了多种液体酒精饲料,原先的配方饲料称为regular型(也就是标准型)。

2. 标准型Lieber-DeCarli酒精液体饲料是怎么回事

标准型(regular型)Lieber-DeCarli酒精液体饲料,在总热量中,酒精占36%,其他碳水化合物、蛋白质和脂肪的热量分别是11%,18%和35%。也就是说,把酒精与饲料中的其他碳水化合物加起来,碳水化合物的热量是47%,蛋白质仍然是18%,脂肪是35%。之所以这样设计,是根据美国人群的营养推荐摄入量的比例。液体饲料每升提供1千卡的热量,这是基于动物的热量需要和食量来确定的。液体饲料中包含了大量的水,因此,喂养时可以不再额外给予饮水瓶给水了(理论上是这样,实际上不是,下面有说明)。

这种液体饲料的设计,不仅适用于小型动物如大鼠、小鼠等,也适用于其他一些动物,比如,对于猪这样的动物,对酒精并不厌恶,所以,喂养效果更好。

3. Lieber-DeCarli酒精液体饲料的对照饲料是怎么回事

对照饲料完全是按照美国推荐的人群营养素摄入量设计的,也就是,碳水化合物、蛋白质和脂肪分别提供的热量是47%,18%和35%。

4. Lieber-DeCarli酒精液体饲料怎样喂养

根据动物的饮用量,采用大小适当的动物饮水瓶,自由饮食。但是,一开始应当有7天的过渡期,从开始的酒精液体饲料占当天饮用量的1/3(另外2/3是对照液体饲料),过渡到2/3(另外1/3是酒精液体饲料),最后完全是酒精液体饲料。

5. 酒精性脂肪肝模型的情况

Lieber-DeCarli酒精液体饲料几乎可以适用于实验室任何常用动物来建立脂肪肝模型。

在大鼠中,根据液体饲料的摄入量换算成的酒精摄入量,大约是每公斤体重14-18克。建立酒精性脂肪肝模型大约需要4-6周。模型表现为脂肪肝,特点是肝脏全区均有脂肪沉积,在电镜下可以看到肝细胞损伤。但是,肝纤维化很轻乃至不明显,并不会发展到人体中出现的肝脏坏死、炎症和肝硬化。如果用这样的饲料喂养狒狒,几年后发生肝硬化。

一般来说,大鼠中比较容易建立脂肪肝模型,而在小鼠并不容易取得满意效果,最佳效果在8周左右,然后处于维持甚至减轻状态。试图延长喂养期来观察纤维化甚至肝硬化,往往是徒劳的。

三、关于Lieber-DeCarli酒精液体饲料和对照液体饲料存在的问题及对付方法

很多研究者不仅不了解Lieber-DeCarli酒精液体饲料和对照液体饲料,而且想当然地觉得很简单,最多也只是关注液体饲料怎样喂,殊不知,很多人经历了惨痛的失败结局。下面,让我们来看Lieber-DeCarli酒精液体饲料和对照液体饲料存在的问题,并且看看哪些是可以对付的,哪些是无法避免的。

1. Lieber-DeCarli酒精液体饲料存在的问题

大鼠和小鼠在饮用后血液中酒精的浓度比较低,主要原因是自由饮食,而这些动物厌恶酒精,饮用量不多,致使酒精摄入少,同时,热量摄入也不足,更糟糕的是,饮用量小的情况下,动物脱水,动物饮食兴趣(食欲)大幅度降低,动物变得消瘦、营养不良。因此,酒精摄入和饮食总热量摄入都少的情况下,脂肪肝的形成受到影响,肝脏内病变也就很难发展。

所能够解决的是防止脱水,办法是:正常给水。也就是,除了用瓶子给酒精饲料,还应当按正常饲养的情况给饮水瓶。有些论文或者有的饲料公司说,动物从Lieber-DeCarli酒精液体饲料中得到的水能够满足动物的每日进水量,可以不再另外给水,这样的说法是基于理论上的。给水不仅能够防止脱水而影响模型效果,而且能够避免可能影响的实验分析指标,想必研究者都知道,血液处于浓缩状态会影响血液指标。

有的研究者担心,如果给水了,动物会不会吃液体饲料少了?其实,动物聪明的,不吃要挨饿。此外,适当补水还能够避免食欲下降。

2. Lieber-DeCarli酒精液体饲料的对照液体饲料存在的问题

因为饲料组成是根据人类的营养素推荐摄入量来确定的,这本身就不符合像大鼠和小鼠等小型动物自身的要求,尤其是,脂肪的热量达到总热量的35%,对动物而言,这已经是高脂饲料。

因为对照饲料采用的脂肪,饱和过多,碳水化合物过少,可以出现非酒精性脂肪肝(NASH)。

正是因为如此,对照液体饲料喂养的动物,肝脏中也有脂肪沉积,也有炎症,只是严重程度比酒精液体饲料轻。不可忽视的是,在酒精液体饲料组喂养8周之后,由于食量上不去,甚至减少,而对照液体饲料组在此时肝脏脂肪沉积和炎症已经有所发展,往往出现两组之间肝脏病理改变甚至肝功能指标都没有差别,甚至对照液体饲料组比酒精液体饲料组更明显。由此宣布模型失败。

换句话说,Lieber-DeCarli酒精液体饲料的对照液体饲料对于小动物来说,是病态的饲料,不是正常饲料,很多问题都归咎于此。

应对方法:

----不仅应当设立酒精液体饲料的对照液体饲料组,而且应当设立正常对照组(用符合AIN93标准或NRC95标准的液体饲料喂养)。

----保障酒精液体饲料组与液体饲料对照组相同的摄入量。方法在接下来介绍。

----需要喂养超过8周的实验,应当把自由饮食给为强制喂养的方法,方法在接下来介绍。如果因为这样做不能实现,可以在原先的自由饮食基础上加辅助灌胃的办法,但要注意灌胃的酒精量和灌胃频率,毕竟是辅助,防止增大动物死亡率。

3. Lieber-DeCarli酒精液体饲料的饮食物量问题

小型动物厌恶酒精,但过渡期后也就适应了,但是,饮食量可能上不去,甚至会下来。这就可能因为食量与对照液体饲料组不同而影响实验结果的可靠性。

对付的方法之一:应当考虑保持食量相同。也就是,错开喂养:对照组今天的喂养量是昨天酒精液体饲料组的实际饮用量。

对付的方法之二:如果要求出现中度或中度以上的肝纤维化,或者要求出现肝坏死性炎症、肝纤维化明显的实验模型,通过胃内埋管给予酒精液体饲料。

4. 小型动物和大型动物的差别

从研究报道来看,在大鼠、小鼠中使用Lieber-DeCarli酒精液体饲料复制的脂肪肝,很可能不是酒精引起的,而是营养不良所致,广泛涉及很多营养素特别是维生素的缺乏。但是,在猿猴类上采用,可能是酒精所致,并且能够模拟出人类的酒精性脂肪肝的演变过程以及向肝硬化发展的过程。

关于Lieber-DeCarli酒精液体饲料更为详细的介绍,可以点击查看Lieber-DeCarli酒精液体饲料和使用注意点

四、关于Tsukamoto-French 酒精液体饲料

1. Tsukamoto-French 酒精液体饲料的情况

Tsukamoto-French模型的酒精液体饲料中,酒精提供的热量占47%,比上面介绍的Lieber-DeCarli酒精液体饲料中要高(36%)。这个模型是基于大鼠解酒(分解酒精)的能力比人要强,引起肝脏病变需要的血浆酒精浓度要高。

上面已经说过,像大鼠这一类的动物是讨厌酒精的,把酒精浓度提高,势必影响摄入量。为解决这个问题,使用Tsukamoto-French 酒精液体饲料时,应当采用胃内埋管给动物喂液体饲料,这就保障了酒精的摄入量,也就使得血中酒精浓度得以提升。可以使得大鼠血浆酒精浓度达到50-80mM(230-370mg/100毫升)。而Lieber-DeCarli液体饲料的模型动物中血液酒精的浓度只有20-40mM(90-180mg/100毫升.。

采用这种模型饲料和给饲料方法,大鼠在9周时肝小叶中心区坏死,炎症,严重的脂肪肝,16周有早期纤维化(小胆管周围),但没有出现明显的肝纤维增生或硬化表现。

2. Tsukamoto-French 酒精液体饲料使用情况

使用这种液体饲料时要考虑的是,饲料中使用比较多的不饱和脂肪酸和铁含量,这加剧了肝脏损伤,这对于研究者来说要结合课题的具体情况来考虑是否选择这种酒精液体饲料。当然,也是可以改进的,只要修改脂肪成分(不改变脂肪含量)和含铁量即可。

这种液体饲料没有得到广泛使用的一个关键原因是,需要强制进食(胃管),很多研究者误认为比较麻烦。其实,胃内埋管方法非常简单,不像想象中的那样难,关键是其中的技巧,请点击阅读“用于液体饲料的胃内埋管方法”。

关于Tsukamoto-French模型的酒精液体饲料的详细介绍,可以点击查看Tsukaoto-French模型酒精液体饲料和使用注意点

五、关于AIN93酒精液体饲料

AIN93本来就是大鼠和小鼠的标准饲料。在此基础上设计的酒精液体饲料理应优先选择使用。详细情况请见AIN93酒精液体饲料和使用注意点




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