康利民,潘明新,高 毅,王康华,洪 合

(南方医科大学珠江医院肝胆二科,广州510280)

重症急性胰腺炎(server acute pancreatitis,SAP)的死亡高峰主要是坏死的胰腺组织引起的继发感染。继发感染主要源于SAP肠黏膜屏障破坏引起的细菌易位[1]。动物及临床研究已经证实,肠内营养(enteral nutrition,EN)支持对SAP肠屏障功能的保护作用[2-3]。肠内免疫微生态营养(ecoimmunonutrition,EIN)支持是近年来发展起来的一种新方式,本实验探讨EIN对SAP大鼠肠黏膜屏障的保护作用,现报道如下。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组 清洁级健康雄性SD大鼠60只(购自南方医科大学实验动物中心),体质量260~300g,分为对照组、EN组和EIN组,每组20只。采用逆行胰胆管缓慢注入4%牛黄胆酸钠1mL/kg体质量的方法制备SAP模型,对照组开腹后翻动胰腺数次。SAP模型大鼠另选取空肠起始部约2 cm以下行空肠造口置入造瘘管并经皮下隧道引出体外。

1.2 方法

1.2.1 方法 EN组:待大鼠清醒后4h,用少量等渗盐水冲洗肠管,6h起肠道滴注肠内营养乳剂(华瑞公司生产),各组大鼠能量摄入126kJ·kg-1·d-1。EIN组:在EN组肠内营养乳剂中加入谷氨酰胺(L-Gln,成都药业股份有限公司)0.4g·kg-1·d-1、精氨酸(L-Arg,上海信谊制药厂)0.25g·kg-1·d-1、三联活菌制剂(双歧杆菌、嗜酸乳杆菌及肠球菌,上海信谊制药厂)109CFU/d。对照组正常饮食、饮水。3组大鼠7d后经腹腔麻醉处死,心脏取血备用。取胰腺、空肠甲醛及戊二醛固定保存备用。

1.2.2 检测指标及方法 血清淀粉酶采用全自动生化仪测定;血浆内毒素测定采用动态比浊法,内毒素检测用水购自天津一瑞生物工程有限公司;D-乳酸采用酶学分光光度法检测,D-乳酸标准液及右旋乳酸脱氢酶(D-LDH)购自Sigma公司;二胺氧化酶(DAO)采用活性比色法测定,检测试剂盒购自上海杰美基因医药有限公司;取胰腺及距幽门10cm处小肠约2 cm,常规甲醛固定光镜病理检查,测20个小肠绒毛的绒毛高度并计算小肠黏膜厚度。参照文献[4]将小肠黏膜损伤分为6级,比较3组小肠病理学评分;另取约2cm小肠,2.5%戊二醛溶液固定并乙醇脱水,环氧树脂包埋,亚甲蓝染色光镜下定位后,醋酸铀、柠檬酸铅染色,JEM-200EX(JEOL公司)透射电镜下观察并摄片。

1.3 统计学处理 采用SPSS13.0统计软件进行分析,计量资料以表示,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 动物存活情况 实验过程中,EN组有3只大鼠分别于术后45min、16h、4d死亡,EIN组1只大鼠于术后3d死亡,以上4只大鼠实验数据未进入统计。

2.2 血清淀粉酶、内毒素、D-乳酸及DAO水平变化EN组、EIN组血清淀粉酶、内毒素、D-乳酸及DAO水平均明显高于对照组(P<0.01);EIN组内毒素、D-乳酸及DAO水平较EN组明显降低(P<0.01或P<0.05),两组血清淀粉酶无明显差异,见表1。

2.3 胰腺和小肠组织病理学变化 对照组胰腺小叶结构完整无明显改变;EN组胰腺组织出血、坏死,腺体结构消失,炎性细胞浸润和胰周组织脂肪坏死;EIN组可见胰腺小叶结构欠完整,轻度水肿、出血,组织间隙略增宽,少量炎性细胞浸润(图1);对照组空肠黏膜完整,空肠绒毛无水肿,排列整齐;EN组空肠黏膜上皮糜烂,大片坏死,脱落及缺损,大量炎症细胞浸润,绒毛样结构减少;EIN组空肠黏膜表现轻度水肿,片状坏死,绒毛部分脱落及倒伏,见图2。

表1 血清淀粉酶、内毒素、D-乳酸及DAO水平比较±s)

表1 血清淀粉酶、内毒素、D-乳酸及DAO水平比较±s)

a:P<0.05,与对照组比较;b:P<0.05,c:P<0.01,与 EN 组比较。

组别 n 淀粉酶(IU/L)内毒素(pg/L)D-乳酸(μg/mL)DAO(μg/mL)150±35 7.91±2.13 3.94±1.17 14.27±2.53 EN组 17 1 629±91a41.45±3.27a11.35±1.34a81.27±3.46a EIN组 19 1 521±87a18.57±2.51ab 6.64±1.47ab 21.67±6.72对照组 20 ac

图1 各组大鼠胰腺病理学变化(HE×100)

图2 各组大鼠肠道病理学变化(HE×100)

2.4 小肠黏膜厚度、绒毛高度及肠上皮损伤指数的变化 EN组、EIN组大鼠小肠黏膜厚度和绒毛高度均较对照组明显降低(P<0.01),小肠上皮损伤指数较对照组明显增加(P<0.01);EIN组小肠黏膜厚度和绒毛高度较EN组显着增加(P<0.05或P<0.01),而小肠上皮损伤指数较EN组明显减低(P<0.01),见表2。

表2 小肠黏膜厚度、绒毛高度计肠上皮损伤指数比较±s)

表2 小肠黏膜厚度、绒毛高度计肠上皮损伤指数比较±s)

a:P<0.05,与对照组比较;b:P<0.05,c:P<0.01,与 EN 组比较。

组别 n 黏膜厚度(μm) 绒毛高度(μm)20 669.78±63.51 37.29±5.92 0.82±0.31 EN组 17 369.37±28.52a16.43±4.73a 3.95±0.74a EIN组 19 486.30±37.28ab 21.47±3.60ac 2.81±0.36肠上皮损伤指数对照组ab

图3 各组大鼠肠道电镜变化(×10 000)

2.5 小肠组织电镜结构变化 电镜观察下对照组小肠黏膜上皮细胞表面微绒毛排列整齐,柱状上皮细胞结构完整,细胞质内细胞器丰富,结构未见异常,固有层腺体结构及各种细胞结构正常;EN组小肠黏膜线粒体高度肿胀,嵴缺失,内质网肿胀,上皮细胞微绒毛稀疏、部分缺如,细胞萎缩,大量细胞核浓缩,染色质边聚;EIN组小肠黏膜上皮细胞表面微绒毛排列有轻度线粒体、内质网肿胀,上皮细胞微绒毛排列略不规整,见图3。

3 讨 论

近年来的研究表明,肠道不仅是消化吸收的重要场所,同时也是急性应激反应的中心器官及多器官功能衰竭的始动器管[5]。肠道作为体内最大的细菌和内毒素库,肠黏膜屏障功能的完整性对抵抗肠源性细菌易位具有重要的作用。肠道细菌易位导致的胰腺坏死继发感染是SAP的主要死因之一。所以探索维持肠道黏膜结构和功能的有效方法是目前SAP研究的热点之一。

肠黏膜屏障主要由机械屏障、免疫屏障、生物屏障及化学屏障4部分组成,而肠黏膜通透性是评价肠黏膜屏障功能的重要指标。刘中辉等[6]研究发现,SAP早期的肠黏膜破坏导致肠道通透性明显增加。本实验结果发现,与对照组比较,EN及EIN组小肠黏膜厚度、绒毛高度及肠上皮损伤指数均有差异,亦证明SAP大鼠小肠存在肠道黏膜的损伤,然EIN组大鼠小肠的空肠光镜变化、病理学评分及电镜超微结构改变均较EN组轻微,提示应用肠内免疫微生态营养能较有效保护肠道,维护肠道黏膜屏障的完整性。

EIN是在普通EN的基础上添加将谷氨酰胺、精氨酸、益生菌等有免疫促进及调节肠道菌群失调的特殊营养素。动物及临床实验表明,EIN可通过不同机制协助保护肠黏膜屏障[7],抑制肠道菌群失调,减轻全身炎性反应,提高机体免疫,降低SAP的感染率[8-10]。D-乳酸是细菌发酵的代谢产物,当肠道通透性增加时肠道中细菌产生大量D-乳酸通过受损黏膜入血使血浆D-乳酸水平升高,故检测血浆D-乳酸水平可及时反映肠壁通透性变化[11]。DAO是肠黏膜上层绒毛细胞胞质中具有高度活性的细胞内酶,在肠黏膜细胞受损、坏死后该酶释放入血或随坏死脱落的肠黏膜细胞进入肠腔内,可通过测定其在外周血中变化,作为反映肠黏膜完整性相对稳定的生化指标[12]。

本实验发现,EN组及EIN组血清内毒素、D-乳酸及DAO水平均增高,说明SAP时存在内毒素血症、肠道通透性增高。而EIN组血清内毒素、D-乳酸及DAO水平明显低于EN组(P<0.01或P<0.05),提示应用EIN能有效保护肠道,减少肠道的通透性,维护肠黏膜屏障的完整性,降低SAP大鼠内毒素血症。

综上所述,本实验通过多角度、多指标的研究,论证了EIN对SAP大鼠具有降低空肠的通透性,减少菌群移位,有助于对肠屏障功能的保护作用。当然其具体作用方式及机制还需进一步深入地研究。

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