肠缺血时肠道细菌移居的实验研究
第二军医大学长征医院普通外科 上海市 200003
阮灿平，男，1965-09-05生，浙江省诸暨市人，汉族.1995年第二军医大学研究生院硕士毕业，讲师，主治医师，主要从事胃肠道疾病的诊治研究，已发表论文5篇
项目负责人 阮灿平,200003 上海市凤阳路415号，上海市，第二军医大学长征医院普通外科
Tel: 021-63275997-386，Fax: 021-63275629收搞日期 1995-07-28 接收日期 1995-09-26
Bacterial translocation from the gastrointestinal tract in rats with intestinal ischemia
, 百拇医药
Can-Ping Ruan, Yuan-He Wang and Lai-Gen Wang
Department of General Surgery, Changzheng Hospital, Second Millitary Medical University, Shanghai 200003 China
Abstract
AIMS To investigate the changes of intestinal mucosa and time character of bacterial translocation from the gastrointestinal tract(GI) in rats with segmental intestinal ischemia.
, 百拇医药
METHODS The distal ileal mesenteric arteries were ligated to make segememtal intestinal ischemia models. In 2, 6, 12h after intestinal is chemia, endotoxin levels in portal and cardiac blood were determined, bacteria in mesenteric lymph nodes (MLN), liver, spleen, blood and histological changes of the mucosa were examined under light and electron microscope.
RESULTS Mucosa were injuried both in ischemia and peri-ischemia area, endotoxin levels elevated in portal(389.0±105.0ng/L， vs 55.1±6.7ng/L, n=20, t=12h, P<0.01) and cardiac blood(245.0±88.0ng/L, vs 40.9±6.5ng/L, n =20, t =12h, P <0.01), and bacteria from GI were found in MLN, liver, spleen and blood.
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CONCLUSIONS Bacterial translocation from GI exists due to impairement of gut barrier, caused by intestinal ischemia and endotoxin accelerats injuries of mucosa with vicious cycle.
Subject headings bacterial infections endotoxins mesenteric vascular occlasion
Ruan CP, Wang YH,Wang LG.Bacterial translocation from the gastrointestinal tract in rats with intestinal ischemia.
, 百拇医药
Xin Xiaohuabingxue Zazhi,1996；4(6)：304-305
摘要
目的 观察肠缺血时肠粘膜的病理改变及肠道细菌移居的时间特征.
方法 结扎大鼠回肠末段系膜动脉分支制作肠缺血模型，以缺血后2，6，12 h测定门脉血及心脏血内毒素，取肠系膜淋巴结(MLN)、肝、脾、血液作细菌培养，光镜及电镜观察缺血与缺血边缘区肠粘膜变化.
结果 缺血及缺血边缘区肠粘膜均受损；缺血早期门脉血对潘(389.0±105.0 ng/L， vs 55.1±6.7 ng/L, n=20, t=12 h,P<0.01) 及心脏血内毒素(245.0±88.0 ng/L, vs 40.9±6.5 ng/L, n=20, t=12 h, P<0.01), 明显升高；MLN、肝、脾、血液内都有肠道细菌存在.
, 百拇医药
结论 肠缺血使粘膜屏障受损，造成肠腔内细菌移居及内毒素入血，内毒素加重肠粘膜损害，形成恶性循环.
主题词 细菌感染;内毒素类;肠系膜血管闭塞
阮灿平,王元和,王来根.肠缺血时肠道细菌移居的实验研究.新消化病学杂志，1996；4(6)：304-305
许多原因如严重创伤、失血性休克、内毒素血症等，均可引起肠缺血一系列病理改变.为了探讨肠缺血与肠道细菌移居的关系，我们采用节段性肠缺血模型，以观察肠缺血时肠粘膜的病理改变及肠道细菌移居的时相特征.
1 材料和方法
1.1 材料 ①动物：SD大鼠120只，雄性，体重200-250g，②菌种：大肠杆菌，美国菌种(ACTT 25992型)；③主要试剂：[H-甲基]胸腺嘧啶脱氧核苷(3H-TdR)，上海原子能研究所提供，放射性活度851GBq/mmol，放射性化学纯度>95%；鲎试剂盒(Ⅱ)，上海医学化验所提供；MacConky及血培养基.
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1.2 方法 ①模型制作：取SD大鼠，随机分对照(不结扎肠系膜动脉，其余操作相同)及缺血2h，6h，12h组(n=20).实验前禁食12h，不禁水.实验时灌入3H-TdR标记大肠杆菌[1]，3%戊巴比妥腹腔内麻醉(30mg/kg)，备皮，消毒，剖腹.于回肠末端结扎系膜动脉分支1-2支，造成约20cm回肠缺血区，关腹.操作严格无热原技术.②细菌培养：无菌条件下剖腹，切取大鼠肝、脾、MLN，称重后加心脑浸液(W∶V=1∶5)，匀浆，取匀浆液，心脏血各约0.2ml，接种于血平板及MacConkey平板上，37℃孵育48h，观察菌落生长情况.③用显色基质偶氮法测定门脉血及心脏血内毒素水平.④用闪烁计数法[1]测定MLN、肝、脾、血液内3H-TdR的cpm值.⑤组织学观察：取缺血区及边缘区(即供血血管未结扎区域)小肠，作光镜及电镜观察.
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1.3 统计学处理 χ2检验及t检验.
2 结果
2.1 组织学观察 光镜示肠缺血后2h，缺血区肠壁厚薄不匀，粘膜2/3处腺体崩解，部分绒毛变性坏死；缺血6h，小肠粘膜全层坏死、绒毛结构消失呈红色细颗粒状，管壁厚薄不匀伴扭曲，坏死物堆积于肠腔内；缺血12h，肠粘膜糜烂坏死，结构消失.电镜显示缺血缘区肠微绒毛间隙增大、水肿，部分微绒毛呈散花样或点片状脱落，肠缺血时间越长，其受损程度越重.对照各组均无上述改变.
2.2 血浆内毒素水平 正常大鼠门静脉血及心脏血内毒素水平分别为53.6±7.2ng/L及40.3±9.4ng/L.对照组门脉血及心脏内毒素水平无明显改变，而实验组有明显升高(表1).
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2.3 脏器细菌移居 表2.
表1 大鼠肠缺血后不同时间血液内毒素变化 (n=20，ng/L)
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bP<0.01，实验组与对照组相应各组比较.
表2 肠缺血不同时间各脏器细菌移居情况 (x-±s, n =20)
, 百拇医药
bP<0.01，缺血组与对照组比较.
3 讨论
由于肠绒毛内的血管襻呈U型极度弯曲，当血流量减少时，氧在两端之间的逆向交换明显加快，肠绒毛缺氧加重，尤以绒毛顶端为甚.本实验缺血早期就观察到肠绒毛顶端损害.缺血时间越长，受损程度越重，最后导致肠粘膜上皮全层坏死脱落.另外，我们还观察到缺血边缘区也存在肠粘膜损害，肠粘膜屏障的完整性受到广泛破坏.
正常肠道内的细菌及内毒素含量很高，但它们并不致病.这一切归因于肠道的屏障机能，正常的肠道屏障包括[2]：①肠道菌群生态平衡；②正常的免疫防御机能；③肠道粘膜连续性完整.以上任何一方面损害均可能造成细菌及内毒素易位.肠缺血造成肠粘膜上皮细胞、细胞间紧密连接及局部免疫机能受损 ，是肠腔内细菌移居及内毒素入血的根源.肠缺血早期，移居菌数量最多的部位是MLN，MLN大量的巨噬细胞可吞噬杀灭移居细菌，但由于进入MLN的细菌数量过多，缺血、缺氧使免疫机能降低，移居菌在MLN内得以生存并大量繁殖，最后越过MLN进入肝、脾等腹内脏器以及血液循环，成为细菌移居的主要途径，在本实验中，以肠缺血后12h表现最明显.
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由于肠粘膜通透性增高，缺血早期即有大量内毒素入血.内毒素毒性作用强烈，几乎对机体各个系统都有毒性作用，是导致多脏器功能衰竭的重要因素.内毒素对胃肠道的毒性作用有：①减少内脏的血液供应，加重粘膜的缺血性损害.②直接损害肠粘膜，包括肠粘膜上皮细胞及其紧密联结.肠道内毒素入血是缺血边缘区肠上皮受损的主要原因.因此，内毒素可进一步加重肠粘膜屏障损害，增加肠粘膜通透性，反过来促进细菌及内毒素入血，形成一种恶性循环.
总之，肠缺血后肠道细菌移居及内毒素血症明确存在，肠道屏障功能损害是细菌移居的根源，并成为创伤后感染的重要原因，如何维护创伤后肠屏障机能成为防治创伤感染，降低死亡率的关键.
4 参考文献
1 王来根，王元和，张鸿祺.大肠杆菌 3H-TdR标记方法及其应用.第二军医大学学报，1992；13(4)：379-380
2 Berg RD. Bacterial translocation from the gastrointestinal tract. J Med, 1992;23(3，4):217-247, 百拇医药(阮灿平 王元和 王来根)
阮灿平，男，1965-09-05生，浙江省诸暨市人，汉族.1995年第二军医大学研究生院硕士毕业，讲师，主治医师，主要从事胃肠道疾病的诊治研究，已发表论文5篇
项目负责人 阮灿平,200003 上海市凤阳路415号，上海市，第二军医大学长征医院普通外科
Tel: 021-63275997-386，Fax: 021-63275629收搞日期 1995-07-28 接收日期 1995-09-26
Bacterial translocation from the gastrointestinal tract in rats with intestinal ischemia
, 百拇医药
Can-Ping Ruan, Yuan-He Wang and Lai-Gen Wang
Department of General Surgery, Changzheng Hospital, Second Millitary Medical University, Shanghai 200003 China
Abstract
AIMS To investigate the changes of intestinal mucosa and time character of bacterial translocation from the gastrointestinal tract(GI) in rats with segmental intestinal ischemia.
, 百拇医药
METHODS The distal ileal mesenteric arteries were ligated to make segememtal intestinal ischemia models. In 2, 6, 12h after intestinal is chemia, endotoxin levels in portal and cardiac blood were determined, bacteria in mesenteric lymph nodes (MLN), liver, spleen, blood and histological changes of the mucosa were examined under light and electron microscope.
RESULTS Mucosa were injuried both in ischemia and peri-ischemia area, endotoxin levels elevated in portal(389.0±105.0ng/L， vs 55.1±6.7ng/L, n=20, t=12h, P<0.01) and cardiac blood(245.0±88.0ng/L, vs 40.9±6.5ng/L, n =20, t =12h, P <0.01), and bacteria from GI were found in MLN, liver, spleen and blood.
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CONCLUSIONS Bacterial translocation from GI exists due to impairement of gut barrier, caused by intestinal ischemia and endotoxin accelerats injuries of mucosa with vicious cycle.
Subject headings bacterial infections endotoxins mesenteric vascular occlasion
Ruan CP, Wang YH,Wang LG.Bacterial translocation from the gastrointestinal tract in rats with intestinal ischemia.
, 百拇医药
Xin Xiaohuabingxue Zazhi,1996；4(6)：304-305
摘要
目的 观察肠缺血时肠粘膜的病理改变及肠道细菌移居的时间特征.
方法 结扎大鼠回肠末段系膜动脉分支制作肠缺血模型，以缺血后2，6，12 h测定门脉血及心脏血内毒素，取肠系膜淋巴结(MLN)、肝、脾、血液作细菌培养，光镜及电镜观察缺血与缺血边缘区肠粘膜变化.
结果 缺血及缺血边缘区肠粘膜均受损；缺血早期门脉血对潘(389.0±105.0 ng/L， vs 55.1±6.7 ng/L, n=20, t=12 h,P<0.01) 及心脏血内毒素(245.0±88.0 ng/L, vs 40.9±6.5 ng/L, n=20, t=12 h, P<0.01), 明显升高；MLN、肝、脾、血液内都有肠道细菌存在.
, 百拇医药
结论 肠缺血使粘膜屏障受损，造成肠腔内细菌移居及内毒素入血，内毒素加重肠粘膜损害，形成恶性循环.
主题词 细菌感染;内毒素类;肠系膜血管闭塞
阮灿平,王元和,王来根.肠缺血时肠道细菌移居的实验研究.新消化病学杂志，1996；4(6)：304-305
许多原因如严重创伤、失血性休克、内毒素血症等，均可引起肠缺血一系列病理改变.为了探讨肠缺血与肠道细菌移居的关系，我们采用节段性肠缺血模型，以观察肠缺血时肠粘膜的病理改变及肠道细菌移居的时相特征.
1 材料和方法
1.1 材料 ①动物：SD大鼠120只，雄性，体重200-250g，②菌种：大肠杆菌，美国菌种(ACTT 25992型)；③主要试剂：[H-甲基]胸腺嘧啶脱氧核苷(3H-TdR)，上海原子能研究所提供，放射性活度851GBq/mmol，放射性化学纯度>95%；鲎试剂盒(Ⅱ)，上海医学化验所提供；MacConky及血培养基.
, http://www.100md.com
1.2 方法 ①模型制作：取SD大鼠，随机分对照(不结扎肠系膜动脉，其余操作相同)及缺血2h，6h，12h组(n=20).实验前禁食12h，不禁水.实验时灌入3H-TdR标记大肠杆菌[1]，3%戊巴比妥腹腔内麻醉(30mg/kg)，备皮，消毒，剖腹.于回肠末端结扎系膜动脉分支1-2支，造成约20cm回肠缺血区，关腹.操作严格无热原技术.②细菌培养：无菌条件下剖腹，切取大鼠肝、脾、MLN，称重后加心脑浸液(W∶V=1∶5)，匀浆，取匀浆液，心脏血各约0.2ml，接种于血平板及MacConkey平板上，37℃孵育48h，观察菌落生长情况.③用显色基质偶氮法测定门脉血及心脏血内毒素水平.④用闪烁计数法[1]测定MLN、肝、脾、血液内3H-TdR的cpm值.⑤组织学观察：取缺血区及边缘区(即供血血管未结扎区域)小肠，作光镜及电镜观察.
, http://www.100md.com
1.3 统计学处理 χ2检验及t检验.
2 结果
2.1 组织学观察 光镜示肠缺血后2h，缺血区肠壁厚薄不匀，粘膜2/3处腺体崩解，部分绒毛变性坏死；缺血6h，小肠粘膜全层坏死、绒毛结构消失呈红色细颗粒状，管壁厚薄不匀伴扭曲，坏死物堆积于肠腔内；缺血12h，肠粘膜糜烂坏死，结构消失.电镜显示缺血缘区肠微绒毛间隙增大、水肿，部分微绒毛呈散花样或点片状脱落，肠缺血时间越长，其受损程度越重.对照各组均无上述改变.
2.2 血浆内毒素水平 正常大鼠门静脉血及心脏血内毒素水平分别为53.6±7.2ng/L及40.3±9.4ng/L.对照组门脉血及心脏内毒素水平无明显改变，而实验组有明显升高(表1).
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2.3 脏器细菌移居 表2.
表1 大鼠肠缺血后不同时间血液内毒素变化 (n=20，ng/L)
| 分组 | 门 脉 血 | 心 脏 血 | ||||
| 2h | 6h | 12h | 2h | 6h | 12h | |
| 对照组 | 50.4±8.2 | 54.3±9.8 | 55.1±6.7 | 39.5±8.7 | 41.2±7.3 | 40.9±6.5 |
| 实验组 | 297.0±47.0b | 336.0±97.0b | 389.0±105.0b | 168.0±53.0b | 192.0±64.0b | 245.0±88.0b |
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bP<0.01，实验组与对照组相应各组比较.
表2 肠缺血不同时间各脏器细菌移居情况 (x-±s, n =20)
| 分 组 | 细菌培养情况b | 各脏器3H-TdR的cpm值b | ||||||
| MLN | 脾 | 肝 | 血液 | MLN | 肝 | 脾 | 血液 | |
| 对照组 | 0 | 0 | 0 | 0 | 67.8±16.7 | 72.6±15.1 | 44.6±11.2 | 59.7±14.6 |
| 缺血2h | 18 | 12 | 11 | 8 | 1052.0±291.4d | 394.0±117.4e | 478.0±104.7e | 285.0±35.4e |
| 缺血6h | 20 | 19 | 20 | 14 | 847.0±126.7 | 352.0±97.7 | 321.0±85.4 | 147.0±31.2 |
| 缺血12h | 20 | 20 | 20 | 20 | 519.0±98.1 | 297.0±71.9 | 314.0±96.3 | 106.7±26.8 |
, 百拇医药
bP<0.01，缺血组与对照组比较.
3 讨论
由于肠绒毛内的血管襻呈U型极度弯曲，当血流量减少时，氧在两端之间的逆向交换明显加快，肠绒毛缺氧加重，尤以绒毛顶端为甚.本实验缺血早期就观察到肠绒毛顶端损害.缺血时间越长，受损程度越重，最后导致肠粘膜上皮全层坏死脱落.另外，我们还观察到缺血边缘区也存在肠粘膜损害，肠粘膜屏障的完整性受到广泛破坏.
正常肠道内的细菌及内毒素含量很高，但它们并不致病.这一切归因于肠道的屏障机能，正常的肠道屏障包括[2]：①肠道菌群生态平衡；②正常的免疫防御机能；③肠道粘膜连续性完整.以上任何一方面损害均可能造成细菌及内毒素易位.肠缺血造成肠粘膜上皮细胞、细胞间紧密连接及局部免疫机能受损 ，是肠腔内细菌移居及内毒素入血的根源.肠缺血早期，移居菌数量最多的部位是MLN，MLN大量的巨噬细胞可吞噬杀灭移居细菌，但由于进入MLN的细菌数量过多，缺血、缺氧使免疫机能降低，移居菌在MLN内得以生存并大量繁殖，最后越过MLN进入肝、脾等腹内脏器以及血液循环，成为细菌移居的主要途径，在本实验中，以肠缺血后12h表现最明显.
, http://www.100md.com
由于肠粘膜通透性增高，缺血早期即有大量内毒素入血.内毒素毒性作用强烈，几乎对机体各个系统都有毒性作用，是导致多脏器功能衰竭的重要因素.内毒素对胃肠道的毒性作用有：①减少内脏的血液供应，加重粘膜的缺血性损害.②直接损害肠粘膜，包括肠粘膜上皮细胞及其紧密联结.肠道内毒素入血是缺血边缘区肠上皮受损的主要原因.因此，内毒素可进一步加重肠粘膜屏障损害，增加肠粘膜通透性，反过来促进细菌及内毒素入血，形成一种恶性循环.
总之，肠缺血后肠道细菌移居及内毒素血症明确存在，肠道屏障功能损害是细菌移居的根源，并成为创伤后感染的重要原因，如何维护创伤后肠屏障机能成为防治创伤感染，降低死亡率的关键.
4 参考文献
1 王来根，王元和，张鸿祺.大肠杆菌 3H-TdR标记方法及其应用.第二军医大学学报，1992；13(4)：379-380
2 Berg RD. Bacterial translocation from the gastrointestinal tract. J Med, 1992;23(3，4):217-247, 百拇医药(阮灿平 王元和 王来根)