青年科学工作者论坛2009年第6期

大鼠孕期低铁干预对仔鼠生长发育期及成年期血液学参数的影响

付锦艳[1]^, 杨安强¹ 刘烈刚 刘旻¹ 王勇² 马雅静³ 程江³

华中科技大学公共卫生学院营养与食品卫生系， 武汉 430030

摘 要 目的 通过建立大鼠孕期营养性铁缺乏模型，探讨孕期低铁干预对其仔鼠生长发育期及成年期血液学参数的影响。方法 将6周龄健康Wistar 雌性大鼠随机分为二组,实验组喂低铁饲料,对照组喂富铁饲料。4周后与健康成年Wistar雄鼠同笼交配，孕期低铁干预持续至哺乳期结束，随后二组子鼠均转入富铁平衡期，持续10周。将实验组和对照组各自再分为二小实验组，一组给予富铁饲喂，另一组再给予同前的低铁饲喂。持续16周后宰杀大鼠，检测仔鼠Hb、RET、RDW、FEP、及血清铁、铁蛋白、转铁蛋白等的水平。结果：大鼠孕期低铁干预可致断乳仔鼠铁缺乏;富铁平衡10周后再行低铁干预，实验组再干预4-6周的Hb、RET值比对照组高并有显著差异；再干预结束TIBC较对照组高并有显著差异。结论：大鼠孕期铁缺乏对子鼠生长发育期及成年期的铁摄取能力有远期的影响，但还没有表现出优于对照组的抗贫血能力。

关键词： 孕期  低铁干预  大鼠  Hb  RET

中图分类号：                     文献表识码：A

Effects of low-iron intervention in pregnancy on hematology parameters of adult and the developing offspring

FU Jin-yan^1,2 ，YANG An-qiang²，LIU Lie-gang¹, LIU Min²，Wang Yong⁴,MA Ya-jing³，CHEN Jiang³,

(¹Department of nutrition and food hygiene,tongji ,medical college,huazhong university of science and technology,wuhan 430030;²Department of biochemistry ,medical college of shihezi university,shihezi 832002;³the 1st affiliated hospital of shihezi university,shihezi 832008；experimental animal center of shihezi university,shihezi 832000)

Abstract :Objective Through the establishment of nutritional iron deficient of pregnant rats, we explored the effect of low-iron intervene in pregnant rat on hematologic parameters of its offspring in adulthood .Method Wistar female rats at the age of six-weeks were randomly divided into two groups :experimental group were feeded with  low-iron diet,control group were feeded with iron-sufficient diet.They were mated with healthy male rats after four weeks and the iron intervention were carried out untill the lactation period end.Iron-sufficient diet were then given to all rats for ten weeks and this period were called iron balancing period.After that control group and experimental group were divided into two groups respectively and all the rats were killed to detect Hb、RET、RDW、FEP、SI、SF、TIBC et al after sixteen weeks. Results Iron intervention in pregnant rats resulted in the iron deficiency of their offspring . In comparison with control group,  Hb and RET of the offspring whose mother feeded with low-level iron diet in pregnancy were significantly elevated after four and six weeks in intervention again .While TIBC were also more higher than those of control when intervention period was ended. Conclusion Iron deficiency during pregnant rats produce long-dated affect on iron intake of their offspring in growth phase and adulthood but it did not show stronger capability of anti-anemia than control rats.

Key words：pregnant rat, low iron intervention, hematologic parameters

铁是人体内最丰富的微量金属元素，它广泛参与机体内的代谢过程，是合成血红蛋白的重要原料。铁摄入不足或丢失过多都可影响血红蛋白的合成，影响红细胞的形成与成熟，进而引起缺铁性贫血^[1]。缺铁性贫血是十分普遍的营养性疾病，尤其在发展中国家的妇女和儿童中患病率很高，育龄妇女和孕妇患缺铁性贫血更高。孕妇营养不良，可影响胎儿发育，而且影响其成年期的健康。1992年，Barker^[2]报道了胎源性冠心病以来，众多研究表明，孕母营养不良可导致婴儿低出生体重和脏器发育不均衡，是成年期代谢综合征的主要危险因素。已有研究报道，孕妇患缺铁性贫血也可致低出生体重。那么对成年期健康是否也带来影响？还缺少研究。本研究旨在研究生命早期（孕期至哺乳期）铁缺乏对成年期铁代谢的影响，由此间接探讨与代谢性疾病的联系。现将对血液学参数影响的部分报道如下：

1 材料与方法

1．1 实验动物及方法

Wistar雌性健康大鼠30只，体重85～100克； Wistar雄性健康大鼠15只，体重90～105克，购自新疆实验动物中心（合格证为新医动字162001 证)，用普通饲料喂养适应1周，按血红蛋白值和体重接近原则将雌鼠分为2组，每组15只。分别是实验组（饲喂低铁饲料，含铁7.4 mg/kg）和对照组（饲喂富铁饲料，含铁320mg/kg）。两组均自由摄食，饮用去离子水，塑料笼内饲养，实验期间控制每天光照时间为12 h, 室内温度( 20±2) ℃,湿度40％～60％ 。雄鼠隔离饲养于不锈钢笼内,每笼4～5 只。饲喂4周后，雌鼠和雄鼠按2 ：1 合笼交配，次日清晨观察阴栓结合阴道涂片的方法判别妊娠并计算妊娠期，以观察到阴栓或者阴道涂片有活动精子为妊娠0天。低铁干预分2个阶段：

1.1.1 生命早期低铁干预阶段 实验组自怀孕前期至哺乳期以低铁饲喂母鼠，对照组饲喂富铁饲料。孕期、哺乳期结束，两组大鼠均改用富铁饲料饲喂子代大鼠，持续10周，以达到铁营养平衡。此时，实验组和对照组各宰杀8只大鼠，采集眼眶静脉血（分离血浆）及肝脏备作检测。

1.1.2 成年期低铁干预阶段  10周的铁营养平衡期之后，实验组与对照大鼠各再分出两小组。一小组饲喂低铁饲料，另一小组为对照富铁饲料。实验组的小组分别称为：低-低组和低-富组；对照组的小组分别称为：富-低组和富-富组。持续16周。实验结束。四小组大鼠禁食12小时，采集眼眶静脉血（分离血浆）及肝脏备用。

1.2 饲料及制备：

（1）低铁饲料 参照官方分析化学协会（association of office analytic chemistry ,AOAC ）配方和美国营养学会（American institute of nutrition,AIN）-93G实验大鼠纯合成饲料配方,含有充足的宏量营养素和除铁以外的微量营养素。低铁饲料配方：全脂奶粉58 %、葡萄糖31.2 %、酪蛋白6 %、DL-蛋氨酸0.1%、混合微量元素0.27 %、磷酸二氢钠2%、碳酸钙2%、氯化钾0.5%、氯化胆碱0.15%、混合维生素0.%,测粗蛋白含量20%，铁含量7.4mg/kg。（2）富铁饲料即在低铁饲料中每公斤加入FeSO₄7H₂01.59克，测铁含量约为320mg/kg, 测粗蛋白含量20%。

1.3 检测指标

(1)动态监测子鼠生长发育期及成年期再干预各周的血液学参数变化：血红蛋白（Hb）、平均红细胞血红蛋白含量（MCH）采用雅培CD-1800全自动血球分析仪检测；（2）网织红计数（RET）煌焦油蓝染色计数法的检测；（3）红细胞游离原卟啉（FEP）用西安竹林卟啉仪检测（4）血浆铁蛋白（SF）放免法：试剂盒购自北京科美东雅生物技术有限公司。（5）血清铁（SI）和总铁结合力（TIBC）检测：试剂盒购自南京建成生物工程公司。转铁蛋白试剂盒（TF）ELISA试剂盒购自immunology consultants laboratory,USA。再干预期结束，四组大鼠禁食12小时，采眼眶静脉血，离心血浆备用。

1.3 统计分析 数据用均数±标准差( χ ±S)表示，采用SPSS11.0软件进行t检验比较组间差异。

2 结  果

2.1 母鼠铁干预前后的血液学参数结果

母鼠孕前经历4周低铁干预，对照组与低铁组雌鼠体重、铁蛋白及血液学检测指标均无显著性差异（P ＞0.05），实验期干预4周后（同笼前）2组雌鼠体重及血液学检测指标均显著性差异（P＜0.05）（见表1）。实验期间，低铁组大鼠比对照组进食量少且大鼠脱毛量多，低铁组大鼠具有明显的贫血症状,且铁蛋白检测值反应了低铁组大鼠体内铁储备比对照组明显低很多（P<0.05）。结果证实低铁组大鼠贫血是由铁缺乏引起。

表1 母鼠低铁干预组（实验组）与对照组血液数的比较( x ±s , n = 15)

Table1 Comparison of  hematology paramaters in experimental group and control group

组别 干预前 干预后

体重(g) Hb(g/L)  RBC(×10¹²/L) RDW-CV(%) 体重(g)    Hb(g/L)   RBC(×10¹²/L)  RDW-CV(%)  FEP

对照 132.81±6.89  124.87±4.97  5.63±0.276  17.1±2.57    230.97±18.41  147.31±9.97  6.59±0.22  13.66±0.78   1.21±0.21

实验 132.78±6.90  121.33±5.45  5.49±0.257  17.3±3.39    207.97±9.41⁽¹⁾ 125.07±12.18⁽¹⁾ 6.61±0.42 26.53±5.31⁽¹⁾ 1.97±0.41⁽¹⁾

注：⁽¹⁾ 与对照组比较P＜0.05，具有统计学差异。

2.2 孕期低铁干预对断乳仔鼠的血液学参数影响

母鼠孕期低铁干预其仔鼠断乳时Hb、RBC、HCT均显著低于对照组，而FEP、RDW、RET均显著高于对照组，见表2及图1、图2。实验组网织红细胞明显增多，提示机体造血功能旺盛。

表2 孕期低铁干预对仔鼠血液学参数的影响 （ x±s，n = 28）

Table2 The effect of low-iron intervention in pregnancy on hematology paramaters of their offspring

注：⁽¹⁾P<0.05, 具有统计学差异

图1  实验组网织红计数涂片 （10×40）                   图2 对照组网织红计数涂片（10×40）

Figure 1 Smear of reticulocyte counting in      Figure 2 Smear of reticulocyte counting in control group

Experimental group

2.3 孕期低铁干预对仔鼠补铁平衡10周后血液学参数的影响

生长发育期仔鼠经历10周富铁平衡期，机体铁代谢实验组和对照组各指标均无显著差异，提示低铁干预组大鼠机体铁营养水平已经趋于平衡。见表3

表3  铁营养平衡后两组血液学参数的比较（ x±s，n=16）

Table3 Comparison of iron nutrition parameters in experimental group and control group

注：P＞0.05 ,两组各项指标均无统计学差异

2.4 孕期低铁干预对仔鼠成年后血液学指数的影响

2.4.1仔鼠平衡10周结束转入再干预期，动态观察整个再干预期间Hb、FEP、RET、RDW出现的变化。低铁干预4周后，低-低组Hb合成显著高于富-低组（P<0.01），而低-富组在低铁干预4周、6周时，Hb值均显著高于富-富组（P<0.05），而FEP、RET、RDW呈现波动，总的趋势看低-低组较对照富-低组值高；低-富组及富-富组Hb、RET、FEP随实验周的延长总体呈现下降趋势，并没有因为充足的铁饮食而增加铁的利用。见表4、表5及图3、图4。

表4  低铁再干预各周Hb（g/l) （ x±s，n=8 ）

Table 4  The Hb of every two weeks after low-iron intervention again

注：⁽¹⁾与富-低组比较，P<0.05,具有统计学差异

表5  富铁再干预各周Hb（g/l) （ x±s，n=8 ）

Table 5  The Hb of every two weeks after affluent-iron intervention again

注：⁽¹⁾与富-富组比较，P<0.05，具有统计学差异

图3  低铁再干预各周FEP结果                     图4 低铁再干预各组RET结果

Figure 3 The FEP of every two weeks after                  Figure 4 The RET of every two weeks after

low-iron intervention again                                low-iron intervention again

2.4.2 再干预铁干预16周后对造血系统铁代谢的影响见表6、表7

低铁干预16周后，低-低组与对照富-低组及低-富与富-富组SF、SI、铁饱和度、UIBC无显著差异，而TIBC均显著高于对照组（P<0.05），低-低组TF显著高于富-低组（P<0.05），提示铁转运能力增强。

表6.再干预期低铁对铁营养参数的影响（x±s，n=8）

Table 6 The effect of low-iron intervention again on iron nutrition parameters

注：⁽¹⁾P<0.05 ，具有统计学差异

表7.再干预期富铁对铁营养参数的影响（x±s,n=8）

Table 7 The effect of affluent-iron intervention again on iron nutrition parameters

注：⁽¹⁾P<0.05，具有统计学差异

3 讨  论

铁是人体必需的微量元素，参与体内氧的转运、交换和组织呼吸过程，是合成血红蛋白的重要原料，红细胞生成除要求骨髓造血功能正常外，还要有足够的造血原料，制造红细胞的主要原料为蛋白质和二价铁，红细胞中含铁约占机体总铁的2／3，铁在骨髓造血细胞中与卟啉结合形成高铁血红素，再与珠蛋白合成血红蛋白，对人体健康有重要意义。已有大量研究表明，由于铁缺乏的绝大多数不良作用发生在生长发育期，从婴儿期、儿童期直到青少年期，且早年发生的不利影响几乎难以修复，因此有人认为，至少在20岁以前应该保持充足的铁供给^[3]。

本实验采用单纯喂饲方法先使孕期大鼠铁缺乏， 再对其仔鼠进行动态追踪观察。研究中对照组饲料的铁含量采用“富铁”级，一是依据文献报道^[4-7]普通饲料铁含量（100-385mg/kg）,铁过量饲料铁含量要在1000mg/kg^[8-9]以上；二是依据我们前期实验研究^[10]，以确保大鼠对铁需求的满足。整个实验过程经历三期（低铁干预期、平衡期和再干预期）。我们在前期研究中已经证实：孕期母鼠铁缺乏不仅会影响母鼠自身健康还会导致仔代体内铁储备不足和体质健康^[11]。研究中，母鼠孕前给予低铁干预的仔鼠在低铁干预结束后，给予了10周的富铁平衡期，以使其恢复机体铁储备，弥补由于生命早期遭受的低铁干预带来的储铁不足。血清铁蛋白是常用的用来衡量机体铁储备的指标，而血清总铁结合力反映了血清中转铁蛋白所能结合铁的最大能力.，能间接代表血清中转铁蛋白含量。因此研究中平衡期结束之后，确定两组铁蛋白指标无显著差异之后迅速转入再干预期。在低铁再干预初期（4-6周时），母鼠孕前低铁干预组的仔鼠其Hb对低铁刺激较对照表现出强的合成能力，低-低组Hb合成显著高于富-低组（P<0.01），低-富组Hb值显著高于富-富组（P<0.05），这与我们先前的研究结果一致。再干预16周时，低-低组较富-低组，低-富组较富-富组，Hb值虽然无显著性差异，但低-低组总体上较其余各组H b值要低。另外，低-低组较富-低组，低-富组较富-富组TIBC均显著性增加，血清铁、铁蛋白、不饱和铁结合力以及转铁蛋白饱和度虽然无显著性差异，但发现生命早期铁缺乏程度大的低-低组，到实验结束，机体的铁蛋白水平总体上较其他组（富-低组、低-富组、富-富组）偏高，这些结果均提示生命早期低铁干预的大鼠成年再次低铁干预初期，低-低组对低铁刺激的反应是积极的、有效的，通过加强铁的转运，促进铁的吸收和利用，网织红细胞的增生能力（RET）和H b合成能力都显著强于对照组，但随着铁缺乏的逐渐加重，低-低组大鼠生命早期体内铁储备明显不足，加之由于在平衡期也没有充足的铁储备（见表2），最终低-低组与对照组相比没有表现出更强的抗贫血能力。研究中还发现，生长发育期以及成年期均给予了富铁饲喂的低-富组，在富铁饲喂之后确实能很快纠正机体铁储备不足以及Hb合成不足，提示生命早期低铁干预的大鼠其血液学指数在生长发育期以及成年期在给予富足铁饲喂之后是可以恢复的，而由此导致的神经系统及对成年营养代谢性的不利影响可能无法得到恢复和纠正^[12-13]。

综上，孕期母鼠铁缺乏对仔鼠生长发育期及成年期的摄铁能力有积极的影响，但最终生命早期经历低铁干预的大鼠再次接触低铁逆境没有表现出优于对照组的抗贫血能力。这与我们先前的研究结果不一致^[10]。生命早期铁缺乏的仔鼠具有对铁吸收较强的能力，这种能力可以保持到成年，但是本研究结果，只是在转铁蛋白和铁蛋白水平上，并没有在Hb水平上体现出来。此与我们既往的实验不一致。考虑可能的原因，低铁干预从孕前4周即开始，干预时间很长，可能影响到血红蛋白的合成代谢中-珠蛋白合成的某一环节；另外，生长发育期是机体大量需要营养素的特殊关键时期，研究中该期虽然给予了10周的富铁平衡，其中6周是生长期，成年期仅4周，并且经过检测，平衡结束后大鼠体内血液学指数已经和对照组齐同，但是难以预测，由于生命早期铁缺乏所带来的对其他物质代谢的负面影响也可能会影响到成年的血液学指数。因此孕期母鼠铁缺乏对仔鼠生长发育期及成年期的摄铁能力的影响还有待进一步深入的研究。

参 考 文 献

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11 刘旻，马雅静，付锦艳.大鼠孕期铁缺乏模型建立及对仔鼠发育影响.中国公共卫生，2009，25（4）：500-501

12 BARBARA T.FELT,JOHN L.BEARD,TIMOTHY SCHALLERT， et al.Persistent neurochemical and behavioral abnormalities in adulthood despite early iron supplementation for perinatal iron deficiency anemia in rats.Behavioural brain research .2006,171,261-270

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