高原人员肠屏障损伤评估及其与维生素D、IGF-1和IL-6的相关性

白文栋,许 琴,彭红艳,王 坤,张 楠,赵咏梅

肠屏障损伤是危重疾病发生发展的“启动器”和中心环节,高原低氧环境和高强度训练均为肠上皮细胞损伤的关键诱发因素[1]。高原驻训人员面临低氧、高强度训练的双重复合应激,肠屏障损伤情况可能更为严峻,但在高原相关疾病防治中易被忽视。目前高原驻训人员肠屏障损伤相关研究未见报道,开展相关研究的意义较大。

维生素D与肠道炎症和免疫调节有关,低维生素D状态可能会加重肠屏障功能损伤[2]。胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor,IGF-1)对肠屏障功能具有调节作用[3],白细胞介素6(interleukin 6,IL-6)是介导了肠道炎症反应和免疫调节[4]。理论上,维生素D、IGF-1和IL-6均可能参与肠屏障功能损伤进程。本文调查了高原驻训人员肠屏障损伤状况,探讨了肠屏障损伤指标与维生素D、IGF-1、IL-6的相关性,为高原驻训人员肠屏障功能损伤干预提供参考依据。

1.1 研究对象2020年6月至2021年4月,以高原地区(海拔3700米以上)驻训、平原地区(海拔1000米以下)驻营和驻训为条件分别抽取253、60和64名人员作为高原驻训组、平原驻营组和平原驻训组。纳入标准:①高原驻训人员为初次进入高原;
②年龄≥18岁;
③无心肺、肝肾疾病、胃肠道手术病史。一般资料比较差异无统计学意义,见表1。为研究高原驻训人员肠屏障损伤变化规律,另在即将进入高原驻训的人员中随机抽取56名,进入高原后1周、2个月和6个月时检测肠屏障损伤指标、25(OH)D3、IGF-1、IL-6水平。纳入标准:人员具有良好的随访依从性,其余标准同上述高原驻训组纳入标准。56例高原驻训人员中,男50例,女6例,年龄(26.28±5.13)岁;
BMI(23.56±2.82)kg/m2。本研究所有研究对象均签署知情同意书,且本研究经过新疆军区总医院伦理委员会批准(批准号:2019RR0506)。

表1 不同组别人员一般资料比较

1.2 方法采用ELISA法(试剂盒购自厦门慧嘉生物公司)检测血清D二胺氧化酶(diamine oxidase,DAO)、内毒素(endotoxin,END)、25(OH)D3、IGF-1、IL-6水平。采用比色检测D-乳酸(D-lactic acid,DLA)水平,试剂盒购自美国Biovision公司。

1.2.1 肠屏障损伤评估比较高原驻训组、平原驻营组和平原驻训组DAO、DLA、END水平。根据高原驻训组人员合并肠道疾病情况,将其分为无肠道疾病组(n=192)、肠易激综合征组(n=43)和炎症性肠病组(n=18),比较高原驻训人员不同组别肠屏障损伤状况。

1.2.2 肠屏障损伤变化规律及与25(OH)D3、IGF-1、IL-6的相关性分析随机抽取的56名即将进入高原驻训人员,在入驻高原1周、2个月和6个月时检测和比较不同时间点血清DAO、DLA、END及25(OH)D3、IGF-1、IL-6水平,分析时间变化规律及血清DAO、DLA、END与25(OH)D3、IGF-1、IL-6的相关性。

1.3 统计学分析采用SPSS 23.0分析,计量资料用t检验和单因素方差分析,计数资料用χ2分析,相关采用Pearson相关分析,以P≤0.05为差异有统计学意义。

2.1 肠屏障损伤指标比较高原驻训组DAO、DLA、END水平高于平原驻营组和平原驻训组(P<0.05);
平原驻营组和平原驻训组各指标水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 不同组别人员肠屏障损伤指标比较

2.2 肠道疾病对高原驻训人员肠屏障损伤指标的影响肠易激综合征、炎症性肠病组肠屏障损伤指标水平均高于无肠道疾病组人员(P<0.05)。见表3。

表3 肠道疾病对高原驻训人员肠屏障损伤指标的影响

2.3 高原驻训人员不同时间的相关指标比较高原驻训人员DAO、DLA、END水平随驻训时间延长有升高趋势,在2个月升高至最高值,随后下降,但第6月时各指标水平仍高于1周时的水平(P<0.05)。见表3。高原驻训人员血清25(OH)D3、IGF-1水平随驻训时间延长有降低趋势,IL-6水平随驻训时间延长有升高趋势,在2个月升高至最高值,随后下降,但第3月时仍高于1周时的水平(P<0.05)。见表4。

表4 高原驻训人员不同时间相关指标比较

2.4 高原驻训人员肠屏障损伤指标与25(OH)D3、IGF-1、和IL-6水平的相关性分析Pearson相关分析,高原驻训人员DAO、DLA、END水平在不同时间均与25(OH)D3、IGF-1水平呈负相关,与IL-6水平呈正相关(P<0.05)。见表5。

表5 高原驻训人员肠屏障损伤指标与维生素D3、IGF-1、IL-6水平的相关性

高原驻训人员面临高原低氧和高强度训练的双重复合应激,可能更易发生肠屏障功能损伤。DAO是存在于肠黏膜上层绒毛细胞中的细胞内酶,肠黏膜上皮细胞受损后,DAO将释放进入血液中,导致水平升高[5]。DLA是胃肠道多种固有细菌产生的代谢产物,肠黏膜受损时可通过肠黏膜进入血液使其水平升高[6]。END是一种脂多糖成分,其血清水平在肠屏障损伤时升高[7]。

本研究中,高原驻训人员DAO、DLA、END水平高于平原驻营人员和平原驻训人员,且在高原驻训人员中,肠易激综合征、炎症性肠病组人员DAO、DLA、END水平均高于无肠道疾病组人员,表明高原驻训人员更易发生肠屏障损伤,肠道疾病会加重肠屏障损伤。高原驻训人员面临高原低氧和高强度训练的复合应激,一方面高原低氧刺激会通过多种作用机制造成肠道屏障功能损伤,另一方面高强度运动会破坏肠道上皮细胞间连接蛋白,从而较平原驻营和平原驻训人员更易发生肠屏障损伤。因此,应关注高原驻训人员的肠屏障损伤,尤其是合并肠道疾病者,及时给予干预。

调查发现,高原驻训人员血清DAO、DLA、END水平随驻训时间延长有升高趋势,在2个月升高至最高值,随后下降,但第6个月时各指标水平仍高于1周时的水平,表明刚进入高原驻训时,肠屏障功能损伤随时间延长加重,随后逐渐适应。因此,应动态观察高原驻训人员的肠屏障损伤,尽早筛查肠屏障功能不能适应高原低氧和高强度训练复合应激的驻训人员,并在进入高原前进行适应性训练。

本研究还发现,血清25(OH)D3、IGF-1水平随驻训时间延长有降低趋势,IL-6水平随驻训时间延长有升高趋势,在2个月升高至最高值,随后下降,但第6个月时仍高于1周时的水平。高原驻训人员随驻训时间25(OH)D3水平逐渐下降,可能与其刚进入高原应激时肠屏障功能损伤致维生素D吸收障碍、肝脏羟化酶抑制致维生素D代谢受限有关[8]。IGF-1水平随驻训时间降低与END进入血液抑制IGF-1释放有关[9]。IL-6水平变化趋势与低氧环境刺激机体释放炎性因子及机体自身适应过程有关[10]。相关分析显示,高原驻训人员DAO、DLA、END水平在不同时间均与25(OH)D3、IGF-1水平呈负相关,与IL-6水平呈正相关。维生素D具有减轻肠道炎症-免疫反应作用,可缓解肠黏膜损伤。IGF-1具有抑制肠道炎症反应和降低肠黏膜通透性作用[11]。IL-6能够诱导肠道促炎因子释放,加重肠黏膜损伤。因此,低维生素D、低IGF-1水平和IL-6水平与高原驻训人员肠屏障损伤相关。这些结果提示补充维生素D、提高IGF-1水平和降低IL-6水平可能会减轻高原驻训人员的肠屏障损伤,为预防高原驻训人员肠屏障损伤提供了新的思路。

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