1 被动吸烟模型
Younoszai等于1969年首次采用被动吸烟方法制作了IUGR模型。由于香烟点燃以后的烟气中含有许多有害物质如氰化物、CO、尼古丁等,它们均可降低胎盘灌流量及血液携氧能力,并通过胎盘侵及胎儿。CO经过呼吸系统进入血液以后,产生碳氧血红蛋白,可以降低血红蛋白的携氧能力,使机体处于低氧状态;氰化物可致血中维生素B12 和硫胺素水平降低,抑制细胞色素酶的活性,影响胎儿细胞呼吸,造成组织缺氧和酸中毒;低氧引起子宫-胎盘血管收缩,血流量减少30%;尼古丁可作用于凝血因子,使血液呈高凝状态,并作用于交感神经节和肾上腺髓质,使乙酰胆碱、肾上腺素和儿茶酚胺释放,周围血管收缩,胎盘灌流量下降。Mary等发现,在妊娠早期,吸烟可使细胞分化和胚泡植入子宫的时间延迟,即使停止吸烟后,这种负面影响仍会持续一段时间。而且发现虽然被动吸烟能导致IUGR,但一般不会导致胎儿先天畸形。由于大鼠孕卵着床时间是交配后的5-6天,为了避免吸烟对孕卵着床的影响,龙昭玲等采用孕第7天开始被动吸烟,制模效果满意。被动吸烟制模方法如下:Sprague-Dawley或Wistar大鼠,体重180~220 g,用阴道涂片法确定孕龄(涂片发现精子之日作为妊娠第0天),于受孕后第7天开始被动吸烟,每次接触烟气20 min,燃烟量0.5支/6只,每天4次,两次间隔时间2~2.5 h,(烟熏装置中气体含二氧化碳 1.2%,CO 0.09%,氧气 19.8%),至妊娠第20天。妊娠第21天麻醉动物,剖宫取胎。
2 亚硝基左旋精氨酸甲酯模型
亚硝基左旋精氨酸甲酯(l-nitro-arginine methylester,L-NAME)为一氧化氮合酶(nitric oxide synthase ,NOS)抑制剂,能抑制一氧化氮(nitric oxide,NO)的合成。NO是有效的血管舒张因子,其合成和释放减少,可引起胎盘血管收缩,子宫胎盘血流量减少,母儿营养物质交换减少,从而导致IUGR。在大鼠孕末期采用饮水和腹腔注入两种方式给予L-NAME后发现,NO合成量的降低导致IUGR,并且发现随着L-NAME剂量的增大,胎儿前后肢畸形发生率增加。这种畸形作用可能是NO合成降低,使子宫胎盘的血流灌注减少,也可能是L-NAME对胚胎的直接毒性作用。但是,Edwards 等通过皮下微泵在大鼠妊娠11天起给予L-NAME 25 mg·kg -1 发现,妊娠过程中母体平均动脉血压升高,胎儿重量减轻,但没有发现畸形胎儿。本模型制模方法如下:Sprague-Dawley或Wistar大鼠,用阴道涂片法确定孕龄,妊娠第14天开始每日以L-NAME 125 mg·kg -1 sc或100 mg·kg -1 ip,或妊娠第17天开始每日以L-NAME 5 mg·kg -1 iv,亦有从妊娠第7天开始每日以0.69 mmol·L -1 L-NAME经水饮用。均在妊娠第21天剖宫取胎。
3 子宫动脉结扎模型
子宫动脉结扎法自1964年以后开始被广泛推广应用,这种方法也称为Wigglesworth法。 该方法是通过减少胎儿的供血量来影响胎儿的发育。但是,急剧较完全的血液供应中断常使相应部位胎儿死于宫内而导致流产、死胎。就结扎子宫血管方法而言,其胎鼠死亡率可高达20%,不利于进一步研究。后来,Terry等对这种方法进行了改良,采用结扎部分子宫动脉,使其更接近于临床病理变化。部分阻断子宫动脉的血流与临床人类IUGR相近。本模型的最大优势是可以设自身对照,子宫内上部为造模胎仔,下部为正常胎仔。然而改良后的技术难度高,结扎过紧则钢丝抽出后血流减少太大,宫内死胎率仍很高,结扎过松则IUGR的发生率较低。考虑到这些原因,毛萌等人给孕17天的孕鼠行双侧卵巢子宫动脉钳30 min的方法建立IUGR模型,胎鼠死亡率降低至4%。本模型制模方法如下:妊娠第17天,Sprague-Dawley大鼠,麻醉,下腹部正中切口,分离两侧子宫角,将一根消毒的0号钢丝平行放在子宫动脉中央位置,用0号丝线结扎,小心抽出钢丝。术后肌肉注射青霉素15万单位/只。妊娠第21天剖宫取胎。
4 糖皮质激素模型
糖皮质激素通过促进细胞分化使胎儿器官成熟。胎儿发育早期,由于肾上腺发育尚未成熟,胎儿本身基本不产生糖皮质激素;胎儿后期,随着胎儿下丘脑 -垂体-肾上腺轴的成熟,胎儿肾上腺开始制造自身的糖皮质激素;接近足月时,胎儿体内75%的糖皮质激素来源于胎儿自身。因此,妊娠期间胎儿基本不需要母体来源的糖皮质激素。但妊娠期间母体血液糖皮质激素的浓度比胎儿血液高5~10倍,机体依靠胎盘糖皮质激素代谢酶11β-羟基类固醇脱氢酶2(11β-HSD 2)氧化糖皮质激素使其失活,保护胎儿免受母体来源的糖皮质激素作。 但Brown等的研究表明,合成的糖皮质激素如地塞米松、倍他米松对11β-HSD 2 的结合能力很低,很容易通过胎盘。所以妊娠期间如果给予合成的糖皮质激素,过多的糖皮质激素进入胎儿体内,对胎儿生长有很大的抑制作用,这种不良反应的原因可能为药物抑制了细胞的增殖。并且有研究表明,过多的糖皮质激素可抑制胎鼠海马糖皮质激素受体的表达,使机体对生理性糖皮质激素分泌的反馈控制减弱,从而破坏胎儿下丘脑-垂体-肾上腺轴的成熟,导致胎鼠体重下降以及成鼠高血压、高血糖、糖耐量异常。Maria 等通过渗透微泵每天给孕末期大鼠100和200 m g·kg -1 的地塞米松,发现胎儿、胎盘的重量降低,且呈剂量依赖性。Mcdonald等通过皮下给予孕末期大鼠倍他米松,得到了和Maria同样的结论。糖皮质激素制模方法如下:Sprague-Dawley或Wistar大鼠,于妊娠第15天开始以地塞米松或倍他米松100 m g.kg -1 经皮下或渗透微泵,每天一次,连续5天,妊娠21天剖宫取胎。
5 营养不良模型
孕妇是胎儿营养物质的基本来源,孕妇营养不良尤其是蛋白质和能量供应不足,即会影响胎儿的生长发育。Sam等通过给予妊娠大鼠低热量饮食成功地制造了IUGR模型。另外人体必需的微量元素与氨基酸、蛋白质等结合可形成具有高度生化效应和特殊生理功能的酶和激素。微量元素的缺乏可影响胎儿的生长发育,如孕妇缺锌可影响核酸和蛋白质的合成,胎盘绒毛总面积缩小,影响胎儿发育,导致IUGR和胎儿畸形。Aubard等报道由于酶的缺陷、维生素B6 、B12 或叶酸供应不足可造成高半胱氨酸血症,影响胎儿胎盘发育,可引发流产、妊高征、IUGR、畸胎、胎盘早剥等产科并发症。在胎儿生长发育的关键时期,母亲营养不良,不仅减慢胎儿生长,而且可持续影响胎儿多种组织和器官的结构和功能。在大鼠的实验中,给予孕鼠正常需要量8%的蛋白质饮食而总热卡不变,研究胎鼠胰腺的发育。结果显示,胎鼠胰腺β细胞功能受抑制,胰岛素分泌减少,新生鼠出现胰岛细胞增殖异常,β细胞增殖减少,胰岛细胞大小异常,胰岛血管减少。而宫内的发育与胰岛素的水平是相关的。吴玲等的研究表明,IUGR儿存在低胰岛素血症,它可以通过影响胎儿对葡萄糖的利用,进而抑制胎儿的生长发育。动物实验发现,限制孕鼠蛋白饮食可以选择性地减弱11β-HSD 2 的功能,使内源性的糖皮质激素过多地进入胎儿体内,且可导致胎鼠下丘脑-垂体-肾上腺轴活动异常,基础及应激条件下皮质醇分泌增多。本模型制模方法如下:Sprague-Dawley或Wistar大鼠于妊娠第1天给予对照组90%的热卡或给予缺乏蛋白质的饮食(对照组给予含22%的蛋白质饮食),妊娠第21天剖宫取胎。
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