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铁是动物机体必需微量元素之一,是动物血红蛋白、肌红蛋白以及各种酶的重要成分,参与机体物质代谢和能量代谢。铁代谢紊乱不利于动物生长发育,甚至引发各种铁代谢相关疾病,影响动物存活率、泌乳量、体重等,造成畜禽畜牧生产和经济损失,因此铁稳态在动物生产中已受到广泛关注。有研究报道,应激可导致动物铁代谢紊乱,但其具体影响机制尚存在争议。本实验以非损伤性束缚应激为模型,模拟了动物在日常生长中的挫折、焦虑心情,探讨大鼠在心理应激情况下十二指肠及肝脏铁代谢的变化及作用机制。1、束缚应激对大鼠生长性能和铁代谢相关指标的影响为研究束缚应激对大鼠生长性能和铁分布及代谢的影响,本实验随机选取24只7周龄Sprague Dawley雄性大鼠,随机分为对照组(control group,Con)和束缚应激组(restraint stress group,RS),适应一周后,将RS组大鼠每天束缚6 h,束缚时间从9:00-15:00,连续束缚14d,束缚期间对照组和RS组大鼠均禁食禁饮,束缚间期均自由饮食饮水。实验期间记录并统计两组大鼠平均日采食量、平均日增重及体重,分析大鼠生长性能,记录大鼠肝脏重量、脾脏重量、肾脏重量和心脏重量,根据脏器重量计算脏器指数,检测血液常规指标、血浆皮质酮含量及血浆铁代谢相关指标,原子吸收分光光度法测定大鼠血浆总铁含量及肝脏铁含量,分析束缚应激对大鼠铁代谢的影响。实验结果显示,与Con组相比,RS组大鼠的平均日采食量、日增重及铁摄入量均显著降低(P<0.05),但RS组大鼠终体重不变(P>0.05),RS组大鼠单核细胞百分比升高、不饱和铁结合力降低(P<0.05),血浆铁含量、转铁蛋白结合铁、总铁结合力、转铁蛋白饱和度以及血常规中红细胞和血小板相关指标均无显著变化(P>0.05)。与Con组相比,RS组大鼠肝脏、脾脏重量显著降低,同时,大鼠肝脏铁含量显著增加(P<0.05),以上结果表明,束缚应激降低大鼠生长速度和铁元素的摄入,没有影响红细胞对铁的利用和循环铁代谢,但可能阻碍肝脏及脾脏发育,诱发肝脏铁积聚。2、束缚应激对大鼠十二指肠及肝脏铁代谢的影响机制以束缚应激大鼠为研究对象,HE染色观察大鼠肠道及肝脏形态变化,普鲁士蓝染色分析十二指肠及肝脏铁分布,运用qPCR及western blot方法检测大鼠十二指肠铁及肝脏铁吸收、转运、储存及释放相关基因表达变化,揭示束缚应激对大鼠肠道及肝脏铁代谢的作用机制。HE染色发现,与Con组相比,RS组大鼠肠绒毛存在部分脱落或充血现象;普鲁士蓝染色发现,RS组大鼠肝脏组织铁染色颗粒增多;western blot及qPCR结果发现,与Con组相比,RS组大鼠十二指肠铁代谢相关蛋白及基因表达没有显著变化(P>0.05),RS组大鼠肝脏转铁蛋白(transferrin,Tf)和转铁蛋白受体2(transferrin receptor 2,TfR2)蛋白表达量显著升高,但肝脏Tf和Tfr2 mRNA表达量显著降低(P<0.05);miRDB和TargetScan预测靶向大鼠Tfr2的10个microRNAs发现,RS组大鼠的10个microRNA表达量无显著改变(P>0.05)。上述结果表明,束缚应激对十二指肠铁吸收没有显著影响,但可能通过TfR2介导的铁摄取途径诱发大鼠肝脏组织铁积聚,且TfR2的高度表达并非通过转录后调控机制实现。束缚应激抑制大鼠摄食量和铁元素摄入,降低大鼠生长速度,诱导肝脏铁积聚,但不影响机体红细胞对铁的利用和循环铁代谢。束缚应激导致的肝脏铁积聚与肝脏铁摄取相关蛋白Tf和TfR2的高度表达相关。