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编号:10502837
高胆固醇血症兔胆道口括约肌动力功能与一氧化氮合酶关系
http://www.100md.com 《第四军医大学学报》 2000年第2期
     高胆固醇血症兔胆道口括约肌动力功能与一氧化氮合酶关系

    杜凡 魏经国

     摘 要:目的 探讨高胆固醇血症作用下,兔胆管胆道口括约肌动力功能变化及其与一氧化氮合酶间的关系. 方法 纯种新西兰兔16只,随机分为2组,每组8只,对照组饲以标准饲料,实验组饲以标准饲料加胆固醇,每日1 g,每周喂6 d,停用1 d,共4 wk. 采用灌注式测压法测定并记录胆道口括约肌压力曲线,图像分析仪对胆道口括约肌中一氧化氮合酶含量进行分析. 结果 实验组和对照组胆道口括约肌低压壶腹段基础压分别为2.79 kPa±0.81 kPa和1.56 kPa±0.37 kPa,最大收缩波幅分别为0.85 kPa±0.60 kPa和2.41 kPa±0.79 kPa,两组间差异显著(P<0.01). 胆道口括约肌高压带的基础压分别为18.45 kPa±6.07 kPa和9.24 kPa±1.31 kPa,最大收缩波幅分别为0.56 kPa±0.29 kPa和1.16 kPa±0.45 kPa,两组间差异十分显著(P<0.01). 一氧化氮合酶总数两组间无明显差异. 结论 高胆固醇血症可诱导兔胆管胆道口括约肌动力功能失调,主要特征为胆道口括约肌处于挛缩状态. 原因可能与高胆固醇改变了细胞膜的生物学特性致胆道口括约肌对一氧化氮的反应异常或者与降低、抑制了一氧化氮的活性有关.
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    关键词:胆管;胆道口括约肌;一氧化氮合酶;胆固醇

    0 引言

    一氧化氮(nitric oxide,NO)是使胆道口括约肌(sphincter of Oddi,SO)舒张的最终神经递质[1],在调节SO动力功能中发挥重要的生理功能. 我们拟探讨高胆固醇干预下兔SO动力功能特征及与一氧化氮合酶(nitric oxide syathase,NOS)活性变化的关系.

    1 材料和方法

    1.1 材料 纯种新西兰兔16只,全部为雌性,3~4 mo龄,体质量2.0~2.5 kg,均来自本校实验动物中心. 随机分为2组,每组8只. 对照组:标准饲料;实验组:标准饲料+胆固醇,喂养4 wk;胆固醇(长沙生物化学制药厂,纯度98%,磷脂含量1 g.kg-1),1.0 g.d-1,晨混入饲料中喂入,每喂6 d后停1 d[2]. 于喂胆固醇前、过程中和测压术晨取耳静脉血测定血清总胆固醇含量.
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    1.2 方法 胆管SO压力测定:测压导管用Cooker公司的5F血管造影导管自行改制. 导管长度90 cm,外径1.6 mm. 将尖端封闭,在距尖端10 mm处打一侧孔,直径0.4 mm. 测压仪器:RM-6200C四导生理记录仪(成都仪器厂),PT-14M压力传感器(上海高联传感技术公司),WZ-50微量灌注泵(浙江医科大学医学仪器实验厂). 灌注水流速度恒定于0.25 mL.min-1,测压系统经校准. 术前禁食14~18 h. 氯氨酮(陕西省医药研究所)麻醉,首次30 mg.kg-1, im,以后每0.5 h追加半量. 开腹后切开十二指肠,经乳头逆行插入测压导管至胆总管,稳定5 min后开始测压. 每次向外牵拉约1.0 mm,直至测压孔完全进入十二指肠,连续描记压力曲线. SO测压以十二指肠压为“零”. 测量SO各处基础压、收缩幅度. 测压后立即切取SO,置于40 mL.L-1多聚甲醛PBS溶液中,在4℃下放置16~18 h,随即在100 g.L-1蔗糖溶液中低温保存. 恒冷箱(-25℃)冰冻切片(厚30 μm),封固于载玻片上. 然后按下列顺序染色:1 mmol NADPH(还原型),0.2 mol硝基四唑氮蓝,0.1 mmol Tris HCl (pH 7.2),2 g.L-1 Triton X-100在37℃下孵育30 min[1]. 每个标本沿长轴切3张切片, 采用同济医科大学清平影像工程公司MPIA S-500型多媒体彩色病理图文分析系统在平滑肌部位随机取4个视野做图像分析. 调节亮度至平均光密度为100,存图像,每个视野进行区域分割,自动测量,逐一存数据并进行统计学分析. 测量单位面积中的NADPH的总数量、总面积、平均弦长和平均空间距.
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    统计方法:实验数据用X±s表示,采用方差分析进行统计处理,P<0.05为差异显著.

    2 结果

    正常兔血清总胆固醇浓度≤3 mmol.L-1,与人血清总胆固醇正常值近似(2.9~6.0 mmol.L-1). 参照动脉粥样硬化模型制作中兔血清总胆固醇含量高达23.8 mmol.L-1[3]的标准,拟定>10 mmol.L-1为兔高胆固醇血症模型. 本组资料显示实验组血清总胆固醇(30.6±6.3)mmol.L-1,较对照组(1.6±0.6)mmol.L-1明显升高,符合高胆固醇血症动物模型的要求.

    测压结果(Tab 1). 测压曲线显示,SO末端存在一高压带(high pressure zone, HPZ),特征为基础压高,收缩波幅相对不明显. HPZ近侧缘存在一低压区,为SO低压壶腹段,基础压明显低于HPZ,时相性收缩幅度较大,波形高耸(Fig 1). 实验组SO壶腹段基础压明显高于对照组(P<0.01).
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    表 1 兔胆管SO压力

    Tab 1 Bile duct SO pressure of rabbits (kPa,X±s)

    Group

    Common

    Proximal segment of SO

    High pressure zone

    bile duct

    Basal

    Amplitude

    Basal

    Amplitude
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    Control

    1.28±0.27

    1.56±0.37b

    2.41±0.79b

    9.24±1.31b

    1.16±0.45b

    Experimental

    2.03±0.73

    2.79±0.81

    0.85±0.60

    18.45±6.07
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    0.56±0.29

     bP<0.01 vs experimental. t149-1.gif (3879 字节)

    图 1 对照组SO测压曲线

    Fig 1 SO pressure curve of control group

    A: Profile of pressure curve from common bile duct to duodenum

    B: Contractile wave of sphincter of Oddi (amplified)
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    时相性收缩波幅明显低于对照组(P<0.01). HPZ基础压明显高于对照组(P<0.01),时相性收缩波幅明显低于对照组(P<0.01). 实验组压力曲线表现为SO低压壶腹段收缩波幅减低,波形不规则,宽而平、多峰;HPZ部分收缩波幅几乎消失,或呈大小不一、频率不等的杂乱波形(Fig 2). 胆总管(common bile duct, CBD)压力实验组与对照组之间无明显差别.t150-1.gif (2646 字节)

    图 2 实验组SO测压曲线

    Fig 2 SO pressure curve of experimental group

    A: The basal pressure of SO proximal segment and HPZ are obviously
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    elevated, while the contractile amplitude of SO proximal segment

    are lessened and the wave shows irregular and wide.

    B: Contractile wave of SO (amplified).

    兔SO平滑肌NOS的NADPH染色图像分析见. 对照组与实验组NOS染色图像分析各项指标比较,两组间无显著差异(Tab 2). SO肌层间可见染色颗粒,正常肌间神经胞体较大,染色浓集,神经纤维末稍部位相对较稀疏,染色颗粒与平滑肌细胞走行相一致,环行肌染色颗粒数量略多于纵行肌(Fig 3~5). NOS总数目、总面积、面数密度、面积百分数、平均弦长和平均空间距两组间无明显差别.

    表 2 兔SO平滑肌细胞NADPH染色的图像分析
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    Tab 2 Image analyzing of NADPH staining of SO

    smooth muscle cells in rabbits (μm,X±s )

    Group

    Quantity

    Area

    Density

    area(%)

    Mean length

    Mean distance

    Control
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    108±64

    330±133

    0.008±0.005

    2.4±1.0

    1.6±0.4

    77±68

    Experimental

    118±43

    319±126

    0.009±0.003

    2.4±0.9

    1.5±0.3
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    70±27t150-2.gif (16633 字节)

    图 3 对照组NOS染色,其数量环肌略多于纵肌

    Fig 3 NOS staining of control group shows NOS

    quantity in circular muscles is slightly more

    than that in longitudinal muscles ×100t150-3.gif (19248 字节)
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    图 4 对照组SO肌间神经胞体较大,NOS染色浓集,神经纤维末稍部位相对较稀疏,染色颗粒与平滑肌细胞走行一致

    Fig 4 NOS staining of control group shows the distribution

    of positive particles is along the arrangement of smooth muscle cells and

    concentrated in neurons, whereas relatively less in nerve fibers ×400t150-4.gif (13095 字节)

    图 5 实验组NOS染色,与对照组无明显差别
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    Fig 5 NOS staining of experimental group shows no difference

    comparing with control group ×400

    3 讨论

    新西兰兔胆管SO与负鼠类似,为壁外型. 胆管SO的测压曲线与Toouli等[4]报道相似,可明显区分出HPZ与SO近侧低压壶腹段. 实验结果显示,高胆固醇兔胆管SO低压壶腹段基础压升高、收缩幅度降低. 根据流体力学原理Qout=-dv/dt,在弹性管腔内液体的排出量等于单位时间管腔缩小的容积,显然在实验组SO低压壶腹段有效排胆功能必然降低. 此外,实验组HPZ不仅呈现基础压明显高于对照组,而且压力曲线几乎呈“平台”状,在此基础上收缩波幅明显低于对照组. 由于HPZ不仅是胆汁排出的“阀门”,而且还是胆汁流出道,基础压升高,SO收缩波幅降低将大大增加胆汁排出阻力,减少胆汁排出.
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    SO测压是诊断SO功能紊乱(sphincter of Oddi dyskinesia, SOD)最具权威性的金标准[5]. 根据有关研究,SO基础压升高反映了SO运动功能处于痉挛状态,是SOD可靠的诊断标准,它与患者的症状及治疗效果有很好的相关性. 本实验高胆固醇血症的新西兰兔SO基础压均明显升高,其平均值>对照组X±3s,符合SOD的改变特征.

    有关NO对SO平滑肌调节作用的研究已有许多报道,认为NO是使SO平滑肌松弛的最终神经递质[1],且有着明显的组织特异性. 免疫组化方法证实cNOS存在于人的SO,进一步说明胆管SO的松弛(舒张)完全与否与NOS的质和量关系密切. NADPH能结合作用于NOS,因此在中枢和外周神经系统中可以用做NOS的标识,甚至可以作为NOS的特异标记[6],经对胃肠道的研究证明二者之间存在较好的一致性,如在豚鼠的回肠和结肠,NOS免疫组化和NADPH阳性的神经元存在一一对应的关系. Gonzalez等[7]认为,用产生NO的硝酸甘油类药物治疗贲门失弛缓症有效,提示贲门失弛缓可能与食管下括约肌缺乏NOS有关. Larsson等[8]认为,先天性巨结肠症也是由于结肠平滑肌和肠壁内神经丛缺乏含NOS的神经元,使该段结肠持续收缩,肠腔狭窄,这就使其上段结肠的内容物难以通过,造成淤积而使肠腔扩张. 据此有人怀疑SOD亦是由于SO缺乏NOS造成的,但没有实验根据.
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    实验显示在高胆固醇作用下胆管SO低压壶腹段和HPZ基础压明显升高,但NOS数量无明显改变,并且NOS染色在SO肌间神经元胞体最为浓集,支持兔胆管SO中的NOS为cNOS. 因此我们推测高胆固醇对SO的作用可能通过下述两种途径完成:①不经NO途径,直接作用于SO平滑肌,改变或破坏平滑肌收缩的物质基础. 张劲松等[9]报告,高浓度的胆固醇脂质体可以影响体外培养的兔SO平滑肌细胞膜和细胞器,似乎提示可能存在这一途径;②虽有NO参与,但高胆固醇不是通过影响NOS的数量损害SO舒张功能的,而是影响其他环节,如底物—L-精氨酸、辅助因子、NO活性、细胞对NO敏感性等因素. Szilvassy等[10]认为SO的动力改变可能与高胆固醇加速了NO的降解,导致组织中有效NO含量下降而诱发SOD,这一观点有待进一步研究.

    作者简介:杜凡(1965-),男(汉族). 硕士,主治医师,发表论文9篇. 现在空军乌鲁木齐医院放射科工作(810011). Tel.(0991)6625448 Ext.223816
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    杜凡(第四军医大学唐都医院放射科, 陕西 西安 710038)

    魏经国(第四军医大学唐都医院放射科, 陕西 西安 710038)

    参考文献:

    [1] Thune A, Delbro DS, Nilsson B et al. Role of nitric oxide in motility and secretion of the feline hepatobiliary tract[J]. Scand J Gastroenterol,1995;30(7):715-720.

    [2] 苏敬东,李世俊,赵浩亮. 咖啡因预防家兔胆囊结石形成的研究[J]. 中华实验外科杂志,1994; 11(1):27-28.

    [3] 郭 鹞. 人类疾病的动物模型[M]. 第10版,北京:人民卫生出版社, 1982:120-129.
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    [4] Toouli J, Dodds WJ, Honda R et al. Motor function of the opossum sphincter of Oddi[J]. J Clin Invest, 1983;71(3):208-220.

    [5] Coelho JCU, Wiederkehr JC. Motility of Oddi's Sphincter: Recent developments and clinical applications[J]. Am J Surg, 1996;172(1):48-51.

    [6] Hope BT, Micheal GJ, Knigge KM et al. Neuronal NADPH diaphorase is a nitric oxide synthase[J]. Proc Natl Acad Sci, 1991;88(7):2811-2814.
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    [7] Gonzalez M, Mearin F, Vaseonez C et al. Oesophageal tone in patients with achalasia[J]. Gut, 1997;41(3):291-296.

    [8] Larsson LT, Shen Z, Ekblad E et al. Lack of neuronal nitric oxide synthase in nerve fibers of aganglionic intestine:A clue to Hirschsprung's disease[J]. J Pediatr Gastroenterol Nutr, 1995;20(1):49-53.

    [9] 张劲松, 魏经国,张缈丽 et al. 胆固醇脂质体对培养兔胆道口括约肌细胞骨架的作用[J]. 第四军医大学学报,1997;18(6):528-531.

    [10] Szilvassy Z, Nagy I, Madacsy L et al. Beneficial effect of lovastatin on sphincter of Oddi dyskinesia in hypercholesterolemia and hypertriglyceridemia[J]. Am J Gastroenterol, 1997;92(5):900-902., 百拇医药