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编号:10973564
卡巴胆碱对脓毒症大鼠肠道功能的影响
http://www.100md.com 《创伤外科杂志》 2005年第2期
     摘要: 目的 探讨拟胆碱药卡巴胆碱对肠缺血再灌注(I/R)复合内毒素血症大鼠肠道功能的影响。方法 将成年雄性Wistar大鼠随机分为健康组(N)、肠系膜上动脉夹闭1小时后再灌注2小时组(I/R2)、肠系膜上动脉夹闭后再灌注同时给卡巴胆碱2小时组(I/RK)、夹闭后再灌注2小时后给内毒素组(I/RL)和夹闭后再灌注2小时后给内毒素同时给卡巴胆碱组(I/RLK),共5个组。分别测血中肠屏障功能指标二胺氧化酶(DAO)、D乳酸、D木糖含量和肠传输。结果 I/R2、I/RK、I/RL及I/RLK 4组大鼠血浆DAO均较N组显著升高(P<0.05),但小肠DAO均较N组显著降低(P<0.05)。I/RK和I/RLK组与I/R2和I/RL组比较,前2组血DAO显著降低(P<0.05),而小肠组织DAO显著升高(P<0.05)。各实验组血浆D乳酸含量较N组显著升高(P<0.05),给卡巴胆碱的I/RK和I/RLK组较I/R和I/RL组稍有降低,但各组间无显著性差别。各实验组小肠传输较N组显著加快(P<0.05)。给卡巴胆碱后,I/RK、I/RLK组较I/R2、I/RL组小肠传输稍减慢,但组间无统计学差别。I/R2、I/RK、I/RL和I/RLK组给D木糖1小时后血浆D木糖含量较N组显著升高。结论 肠局部给予卡巴胆碱对大鼠肠缺血再灌注复合内毒素所引起的肠屏障功能的损伤有一定的改善。

    关键词:肠缺血再灌注;内毒素血症;卡巴胆碱;肠功能;大鼠

    Effects of Carbachol on intestinal barrier function in sepsis rats

    LI Junyou,SUN Don,JIN Hua,et al.

    (Burn Institute,304th Clinical Division,PLA,The General Hospital PLA,Beijing 100037,China)

    Abstract: Objective To investigate the effects of carbachol after gut ischemiareperfusion (I/R) combined with endtoxin challenge (I/RL) in rats.Methods A wistar rats model of sepsis was reproduced by I/R combined with endotoxin challenge.Animals were randomly divided into normal (N)、I/R、I/R combined with carbachol(I/RK)、I/RL and I/RLK groups:various paremeters were measured in those experiments as follows:(1)Daimine oxidase activity (DAO)、Dlactate and Dxylose were measured using spectrophotometer;(2)Transit function in small intestinal.Results The results showed that plasma DAO activity significantly increased(P<0.05),and small intestinal tissue DAO activity significantly decreased (P<0.05) in I/R2,I/RK,I/RL,and I/RLK groups as compared with those found in normal group.The level of plasma DAO was lower and small intestinal tissue DAO was higher at I/RK and I/RLK than that found in I/R and I/RL(P<0.05).Plasma Dlactate levels were markedly higher in I/R2、I/RK、I/RL and I/RLK than that in N group (P<0.05).The concentration of plasma Dlactate was decreased at I/RK and I/RLK as compared with that at I/R and I/RL,but there was no significant statistically difference between them.Intestinal transmission rate was significantly quicker in experiment group than in N group(P<0.05) and was slower in I/RK and I/RLK as compared with that found in I/R and I/RL,but there was no significant statistical difference after infusion of carbachol,the Content of plasma Dxylose were increased at I/R2、I/RK、I/RL and I/RKL group after infusion Dxylose(P<0.05).Conclusion The findings suggest that carbachol may be beneficial in ameliorating intestinal function after sepsis induced by ischemiareperfusion combined with endotoxin challenge in rats.

    Key words:gut ischemiareperfusion;endotoximia;carbachol;intestinal function;rats

    胆碱抗炎通路的提出是又一研究脓毒症和多器官功能障碍综合征的失控炎症反应的新途径[1,2]。有研究表明,刺激内毒素血症和缺血-再灌注大鼠迷走神经和给拟胆碱药对全血和组织TNFα浓度有下调作用[3]。胆碱能递质不仅抑制内毒素(LPS)刺激的外周血释放炎症性细胞,在一定程度上也影响着抗炎因子的释放[4]。本研究探讨了卡巴胆碱对肠缺血再灌注,肠缺血再灌注复合内毒素大鼠肠道损伤的影响。

    材料与方法

     1 动物及分组

    健康成年雄性Wistar大鼠,购自军事医学科学院动物中心,经适应性饲养1周后,随机将动物分为健康对照组(N)、肠系膜上动脉夹闭后再灌注2小时(I/R2组)、肠系膜上动脉夹闭后再灌注同时给卡巴胆碱2小时(I/RK组)、夹闭后再灌注2小时后给内毒素(Lipopolysaccharide,LPS,O55:B5,5mg/kg,I/RL)组和夹闭后再灌注2小时后给内毒素同时给卡巴胆碱(I/RLK)组共5组。

     2 模型制作

    给大鼠腹腔注射质量分数为3%戊巴比妥钠(35mg/kg)麻醉后,常规消毒后取腹正中切口,游离肠系膜上动脉(SMA),以无损动脉夹闭SMA起始部,1小时后松夹恢复SMA血流,再静脉给予LPS造成脓毒症模型。I/RK和I/RLK两组在给LPS的同时,从幽门部给予卡巴胆碱10μg/kg。健康组行同样步骤,但不夹闭SMA。整个实验过程在恒温恒湿及每天各12小时的昼夜控制条件中进行,全部大鼠按不同时间点活杀取样(每组获得样品9~10个)进行各指标检测。

     3 实验试剂

    Diamine oxidase,Odianisidine,Cadaverine Dihydrochloride,Dlactic dehydrogenase,D(+)Xylose,D(-)lactic acid,NAD和Lipopolysaccharide(O55:B5)购自Sigma公司;Blue Dextra购自瑞士Pharmacia公司;其余均为国产分析纯以上试剂。

     4 指标检测

    4.1 血浆和小肠二胺氧化酶(DAO)测定 采用黎君友等[5]稍作调整的方法测定,并以微量考马斯亮蓝法测定小肠组织蛋白含量,使小肠组织DAO活性以u/g pro表示。

    4.2 血浆D乳酸含量测定 以Brandt等[6]方法在某些步骤上作适当调整后测血浆D乳酸含量。

    4.3 血DXylose测定(D木糖) 以黎君友等[7]方法测血D木糖浓度。

    4.4 小肠传输速度测定 以胃内注射葡聚糖蓝(0.5g/ml)后到观察时间结束活杀动物,取全肠以5g天平法码垂挂量长度,再量葡聚糖蓝染色长度,以计算动物小肠传输百分率。

     5 组织形态学检查

    光镜下观察小肠组织形态学变化。

     6 统计学处理

    数据以均值加减标准差表示(±s),并采用t检验和χ2进行数据处理。

    结果

    结果显示,大鼠肠缺血再灌注后及再灌注复合内毒素组动物血浆DAO活性均较健康组显著升高(P<0.05),但I/RK组较I/R2组稍有降低,I/RLK组较I/RL组降低显著(P<0.05)。各实验组小肠DAO活性较N组显著降低(P<0.05),I/RL较I/RLK显著降低(P<0.05),I/R2较I/RK显著降低(P<0.05)。各实验组血浆D乳酸含量显著高于N组(P<0.05),给卡巴胆碱的I/RK和I/RLK组较I/R2和I/RL组稍有降低,但各实验组间无显著性差别。各实验组的小肠传输也较N组显著加快(P<0.05),给卡巴胆碱后的I/RK和I/RLK组较I/R2和I/RL组稍有减慢,但无统计学差别(见表1)。I/R2、I/RK、I/RL和I/RLK组给D木糖1小时后,血浆D木糖的含量较N组显著升高,给木糖3小时后,I/R2、I/RK、I/RL和I/RLK仍高于N组,但无显著性差别(见表2)。缺血再灌注大鼠小肠组织染色光镜下见小肠绒毛较多嗜酸性白细胞,有少量淋巴细胞浸润,小肠绒毛出血;给LPS后,小肠绒毛增粗,出血,大量嗜酸性白细胞,淋巴细胞浸润;给卡巴胆碱组小肠绒毛有大量嗜酸性白细胞和淋巴细胞浸润。

    表1 卡巴胆碱对肠缺血再灌注复合内毒素大鼠肠功能指标的影响(略)

    与N组比较:*P<0.05;与I/RLK组比较:△P<0.05;与I/R2组比较:oP<0.05

    表2 卡巴胆碱对肠缺血再灌注复合内毒素血症大鼠小肠吸收功能的影响(略)

    与N组比较:*P<0.05

    讨论

    卡巴胆碱是一种胆碱能激动剂,它能同时兴奋M和N受体,已知它具有胃肠动力、扩张血管、增加腺体分泌等功能。以往在临床应用上常用于治疗手术或胃肠胀气和尿潴留。最近在肠缺血再灌注损伤的大鼠模型研究中表明卡巴胆碱全身性给药能显著抑制血浆TNFα水平,减轻全身炎症反应[3]。研究中还观察到,卡巴胆碱显著抑制内毒素刺激的健康人和烧伤患者血浆巨噬细胞释放TNFα和IL6[4]。无论预防或治疗性给予卡巴胆碱均能显著地降低缺血再灌注损伤引起的肠组织TNFα含量和MPO活性的升高[8]。提示卡巴胆碱也能抑制小肠组织TNFα的释放,从而减轻小肠组织的炎症反应。综上所述,卡巴胆碱不但具有抑制血浆和组织释放的炎症性细胞作用,也在一定程度上抑制血浆和组织的抗炎因子的释放,从而减轻炎症介质过度反应而造成的病理损伤。本研究设想卡巴胆碱具有扩张血管和促进胃肠运动的作用,对小肠的屏障、吸收及运动等功能将具有一定的影响。

    我们在以往大鼠小肠缺血再灌注和小肠缺血再灌注复合内毒素的实验研究中,均显示对小肠的屏障、吸收、通透和传输功能均有一定程度的影响[9,10]。鉴于卡巴胆碱在实验研究的抗炎过程中的初步效果及其所具有的扩张血管和促进胃肠运动的作用,设想其对肠缺血再灌注损伤时对小肠的屏障、吸收及运动等功能将会有影响。通过实验性肠缺血再灌注、肠缺血再灌注复合内毒素和肠缺血再灌注复合内毒素后小肠局部给予卡巴胆碱的研究显示,肠缺血再灌注及复合内毒素血症导致反映肠屏障功能的DAO、肠通透性变化的D乳酸、肠吸收功能的D木糖和反映肠传输功能的葡聚糖蓝染色长度发生显著性改变。DAO是具有高度活性的细胞内酶,是反映小肠粘膜结构和功能的理想指标,本研究见大鼠缺血再灌注组及再灌注复合内毒素组血浆DAO活性显著升高,给予卡巴胆碱后,血浆DAO活性较前2组有显著升高,而小肠组织DAO活性显著降低。这既表明肠缺血再灌注及再灌注后复合内毒素均可引起肠屏障功能的损伤,又提示卡巴胆碱对肠屏障功能有一定的保护作用,其机制可能与卡巴胆碱抑制抗炎因子的释放,减轻炎症介质过度释放反应而造成的病理损伤有关,从而对小肠屏障功能具有一定的保护作用。

    D乳酸是胃肠道固有细菌的代谢产物,哺乳类动物体内不具备将其快速分解代谢的酶系统,进入机体后不参与代谢反应。因此,通过测定血浆中D乳酸的含量来作为间接判断肠粘膜通透性变化。以往和本研究结果均显示,缺血再灌注及缺血再灌注复合内毒素血浆D-乳酸浓度显著升高[10],提示小肠通透性可能发生变化。虽然给予卡巴胆碱后未见血浆D-乳酸浓度有显著性的降低,但从2组均有降低及其降低的程度上看,提示卡巴胆碱在一定程度上改变小肠的通透性。

    利用D木糖在十二指肠和空肠被吸收后不参加体内代谢而经肾脏排出的特点,测其血或尿中木糖的含量以判断小肠的吸收功能,是多年来一直沿用的指标。本研究结果显示,肠缺血再灌注、肠缺血再灌注复合内毒素及其局部给予卡巴胆碱后,血浆D木糖的含量都在1小时内显著性升高。但给予卡巴胆碱的血木糖浓度较前2组低。3小时后各组间血木糖浓度基本相似,结果提示肠缺血再灌注早期即出现小肠的吸收功能改变,显示卡巴胆碱影响小肠的吸收功能。

    此外,本研究也经由肠道给予葡聚糖蓝,拟作为观察肠缺血再灌注后肠道传输功能的变化,以进一步观察卡巴胆碱促胃肠运动作用。结果显示各实验组小肠葡聚糖蓝的染色传输速率显著加快,给予卡巴胆碱后,小肠对葡聚糖蓝的传输速度有减慢的趋势。结果可能提示肠缺血再灌注及再灌注复合内毒素血症时释放的炎症介质促使体液的渗出增加,再通过体液扩散,使葡聚糖蓝在小肠的传输速率加快,而由于卡巴胆碱的抗炎作用减轻了小肠组织体液渗出,从而也相应减慢了葡聚糖蓝在小肠的传输速率。上述结果提示卡巴胆碱局部给药对小肠的屏障功能有一定的保护作用。其机理可能与卡巴胆碱能抑制炎症介质的过度释放所造成的损害以及卡巴胆碱所具有的扩血管及促胃肠运动、改善肠道的有效循环有关,从而达到对肠屏障功能的保护。

     参考文献:

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    (本文编辑:章洛秋)

    (解放军总医院第三0四临床部全军烧伤研究所,北京 100037), 百拇医药(黎君友,孙丹,晋桦,胡森)