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编号:10232534
中性粒细胞及ICAM-1,E-selectin在急性胆管炎肝损害中的作用
http://www.100md.com 《中国普通外科杂志》 2000年第2期
     作者:黄显凯 韩本立

    单位:黄显凯(第三军医大学大坪医院 普外科,重庆 400042);韩本立(第三军医大学西南医院 肝胆外科中心,重庆 400042)

    关键词:胆管炎/病理学;肝/病理学;嗜中性白细胞;乳酸脱氢酶/血液;丙氨酸转氨酶/血液

    中国普通外科杂志000209 摘 要:目的 探讨中性粒细胞(PMN)及粘附分子ICAM-1,E-selectin在急性胆管炎肝损害中的作用。方法 观察急性胆管炎大鼠肝组织PMN聚集情况及其对肝功能的影响;并用抗ICAM-1单抗及抗E-selectin单抗预处理急性胆管炎大鼠,观察其对肝功能损害的影响。结果 急性胆管炎大鼠肝组织PMN数量进行性增多,PMN开始主要聚集在肝窦,12h后在肝细胞周围聚集逐渐增多;血浆LDH及ALT水平明显升高,肝组织ATP含量、血酮体比值(KBR)显著降低。抗ICAM-1及E-selectin单抗预处理可使急性胆管炎大鼠血浆LDH,ALT水平明显降低,KBR及肝组织ATP含量升高。结论 肝脏PMN的浸润在胆道感染肝损害中发挥重要作用,ICAM-1和E-selectin与急性胆管炎时肝功能损害及肝能量代谢障碍密切相关。
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    分类号:R575.7;R331.142 文献标识码:A

    文章编号:1005-6947(2000)02-0120-04

    The effect of PMN, ICAM-1 and E-selectin on liver damage in acute cholangitis

    HUANG Xian-kai

    (Department of General Surgery, Daping Hospital, The Third Military Medical University, Chongqing 400042, China)

    HAN Ben-li

    (Center of Hepatobiliary Surgery, Southwest Hospital, The Third Military Medical
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    University, Chongqin 400038, China)

    Abstract:Objective To evaluate the effect of PMN, ICAM-1 and E-selectin on liver damage in acute cholangitis(AC). Methods The observation was done for the effect of PMN aggregation on liver damage and the protective effect of pretreatment of anti-ICAM-1 monclonal antibody and anti-E-selectin monoclonal antibody on liver damage in AC rats. Results In AC rats, PMN in the liver increased progressively. At the bengining, the mumber of PMN aggregation was mainly seen in hepatic sinus; 12h later, PMN aggregation increasingly gathered around the hepatocytes. Mainwhile, serum LDH and ALT levels increased obviously; ATP content and serum ketone raties(KBR) of liver tissue significantly decreased. After pretreatment of anti-ICAM-1 and E-selectin monoclonal antibody, serum LDH and LAT levels decreased significantly; KBR and ATP content of liver increased. Conclusions In AC rats, PMN aggregation in the liver plays an important role in liver damage; ICAM-1 and E-selectin also have close relationship with liver damage and energy metabolism disturbance.
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    Key words:CHOLANGITIS/pathol;LIVER/pathol;NEUTRO PHILS;LACTATE DEHYDROGENASE/blood;ALANINE AMINOTRANSFERASE/blood▲

    本文通过观察大鼠急性胆管炎时肝脏肝窦及肝组织细胞间中性粒细胞(PMN)的数量变化及其对肝功能的影响;并观察用抗ICAM-1E单抗及抗E-selectin单抗预处理后其肝功能变化,探讨PMN及细胞粘附分子ICAM-1,E-selectin在急性胆管炎肝损害发生发展中的作用。

    1 材料和方法

    1.1 动物模型及分组

    Wistar大鼠,雌雄不拘,体重200~250g,自由进食饮水。随机分为5组:①假手术组(Ⅰ组)。动物乙醚吸入麻醉,无菌条件下开腹,分离胆总管,关腹;②急性胆管炎组(Ⅱ组)。同样条件下开腹,分离胆总管,结扎远端,近端注入0.3ml大肠杆菌液(1×109/ml),关腹;③急性胆管炎PMN消耗组(Ⅲ组)。氨芥溶液按5mg/kg经尾静脉注入大鼠,72h后测外周血白细胞,控制在2000个/mm3左右,然后按Ⅱ组方法处理大鼠;④ICAM-1单抗预处理组(Ⅳ组)。于胆管注射大肠杆菌液前30min静脉注射抗大鼠ICAM-1单抗3mg/kg(R&D,美国);⑤E-selectin单抗预处理组(Ⅴ组)。胆管注射大肠杆菌液前30min静脉注射抗大鼠E-selectin单抗3-mg/kg(意大利Rossi教授惠赠)。每组各取5只动物,分别于术后3,6,12,24h取材。
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    1.2 检测指标

    1.2.1 肝组织中PMN计数 肝组织石蜡切片,HE染色,每张片随机取10个高倍(×400)视野(HP),在视野充满组织条件下计数肝窦及穿过肝窦内皮细胞到达肝细胞周围的PMN,较大血管内的PMN不计算。

    1.2.2 血清乳酸脱氢酶(LDH)测定 采用生化法测定。

    1.2.3 血清谷丙转氨酶(ALT)测定 采用赖氏法测定。

    1.2.4 血酮体比值(KBR)测定 参照Li[1]的方法测定。

    1.2.5 肝组织ATP测定[2] 取肝组织迅速置于液氮中,测定时将组织于液氮中取出杵成 粉末。按1∶20(组织量∶过氯酸体积)匀浆,4500rpm 冷冻离心5min,收集上清,取2ml加入100μl 5MK3CO4,充分反应后4500rpm离心5min,弃过氯酸钾白色沉淀,取上清加等量的0.02 MTris醋酸缓冲液后-65℃保存。用荧光酶 法测定(ATP试剂盒由上海生化所提供)。
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    2 结 果

    2.1 肝窦及肝细胞周围PMN数量变化(个/HP)

    Ⅱ组6h肝组织PMN数量较Ⅰ组明显增多,且进行性增加,主要聚集在肝窦,少量PMN穿过肝窦内皮细胞进入肝细胞周围,12h以后坏死肝细胞周围PMN聚集逐渐增多;Ⅲ,Ⅳ组各时相点肝窦及肝细胞周围PMN也进行性增多,但显著低于Ⅱ组(P<0.01)。

    2.2 血LDH及ALT水平变化

    Ⅰ组各时相点血LDH及ALT水平与术前比无明显变化(P>0.05);Ⅱ组术后3h开始升高,6h明显高于Ⅰ组(P<0.01),并呈进行性增高,24h升高达Ⅰ组的数倍;Ⅲ,Ⅳ及Ⅴ组6h开始明显升高,但各时相点明显低于Ⅱ组(P<0.01)(表1,2)。

    表1 血浆LDH含量变化(IU/L) 组别
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    术前

    3h

    6h

    12h

    24h

    Ⅰ组

    183.2±15.6

    195.3±11.8

    192.9±10.0

    196.1±12.2

    194.8±16.9

    Ⅱ组
, 百拇医药
    183.3±15.6

    227.3±14.8

    450.3±144.61)

    1442.6±388.81)

    1615.6±477.21)

    Ⅲ组

    183.2±15.6

    214.5±35.5

    313.8±77.02)

    766.3±134.92)
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    966.3±133.82)

    Ⅳ组

    183.2±15.6

    214.5±35.5

    313.8±77.02)

    766.3±134.92)

    966.3±133.82)

    Ⅴ组

    183.2±15.6

    206.4±41.7

    296.4±73.22)
, 百拇医药
    821.4±76.42)

    954.3±79.652)

    注:1) P<0.01与Ⅰ组比较; 2) P<0.01与Ⅱ组比较

    表2 血浆ALT水平变化(IU/L) 组别

    术前

    3h

    6h

    12h

    24h

    Ⅰ组

    25.5±4.2
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    28.5±4.9

    29.5±6.7

    30.0±8.1

    35.3±7.5

    Ⅱ组

    25.5±4.2

    33.2±6.4

    52.1±14.31)

    132.8±31.21)

    185.1±17.21)

    Ⅲ组
, 百拇医药
    25.5±4.2

    31.1±6.5

    39.6±7.82)

    79.8±13.22)

    93.9±16.22)

    Ⅳ组

    25.5±4.2

    31.1±6.5

    39.6±7.82)

    79.8±13.22)

, 百拇医药     93.9±16.22)

    Ⅴ组

    25.5±4.2

    29.3±4.6

    41.2±5.82)

    75.4±9.62)

    87.6±14.72)

    注:1) P<0.01与Ⅰ组比较; 2) P<0.01与Ⅱ组比较

    2.3 血KBR的变化

    Ⅰ组各时相点血LDH及ALT水平均较术前无明显变化(P>0.05);Ⅱ组KBR术后3h开始进行性降低(P<0.01),24h降至最低水平;Ⅲ,Ⅳ组及Ⅴ组KBR亦降低,但各时相点明显高于Ⅱ组(P<0.01)(表3)。
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    表3 血浆KBR变化(IU/L) 组别

    术前

    3h

    6h

    12h

    24h

    Ⅰ组

    0.83±0.13

    0.81±0.09

    0.79±0.07

    0.78±0.08

    0.86±0.11
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    Ⅱ组

    0.83±0.13

    0.66±0.121)

    0.52±0.091)

    0.46±0.041)

    0.35±0.081)

    Ⅲ组

    0.83±0.13

    0.78±0.092)

    0.77±0.072)
, 百拇医药
    0.76±0.082)

    0.76±0.112)

    Ⅳ组

    0.83±0.13

    0.73±0.062)

    0.63±0.052)

    0.54±0.042)

    0.44±0.052)

    Ⅴ组

    0.83±0.13
, 百拇医药
    0.71±0.032)

    0.64±0.022)

    0.55±0.042)

    0.45±0.052)

    注:1) P<0.01与Ⅰ组比较; 2) P<0.01与Ⅱ组比较

    2.4 组织ATP含量变化

    Ⅰ组肝组织ATP含量均较术前无明显变化;Ⅱ组各时相点肝组织ATP水平均较术前及Ⅰ组明显降低(P<0.01),24h降低近50%;Ⅲ,Ⅳ及Ⅴ组各时相点ATP亦呈进行性下降,但明显高于Ⅱ组的水平(P<0.01)(表4)。

    表4 肝组织ATP含量变化(nM/g) 组别
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    术前

    3h

    6h

    12h

    24h

    Ⅰ组

    2.89±0.26

    2.77±0.22

    2.71±0.24

    2.59±0.25

    2.40±0.34

    Ⅱ组

    2.89±0.26
, 百拇医药
    1.98±0.231)

    1.88±0.211)

    1.79±0.151)

    1.52±0.181)

    Ⅲ组

    2.89±0.26

    2.42±0.292)

    2.28±0.182)

    2.21±0.222)

    1.88±0.202)
, 百拇医药
    Ⅳ组

    2.89±0.26

    2.47±0.242)

    2.26±0.172)

    2.26±0.202)

    1.86±0.222)

    Ⅴ组

    2.89±0.26

    2.53±0.332)

    2.14±0.322)
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    2.18±0.252)

    2.05±0.232)

    注:1) P<0.01与Ⅰ组比较; 2) P<0.01与Ⅱ组比较

    3 讨 论

    3.1 胆道感染时肝PMN浸润与肝损害的关系

    本研究发现,大鼠胆道感染后3h肝脏PMN数量明显增多,且进行性增加,开始PMN主要聚集在肝窦,少量PMN穿过肝窦内皮细胞,进入肝细胞周围;12h以后肝细胞周围PMN聚集逐渐增多,特别是肝细胞坏死区域大量PMN聚集。消耗循环白细胞后大鼠各时相点肝窦及肝细胞周围PMN数量显著低于胆道感染组。急性胆管炎大鼠血浆LDH及ALT水平明显升高,肝组织ATP及KBR含量显著降低,表明肝脏功能明显受损,肝脏能量代谢障碍。消耗循环PMN可减少肝脏PMN聚集,使急性胆管炎大鼠血浆LDH,ALT水平明显降低,肝组织ATP含量升高,肝功能受损及肝能量代谢障碍得到改善。表明肝脏PMN的浸润在胆道感染肝损害中发挥重要作用。
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    胆道感染时,PMN与肝窦内皮细胞(HSEC)粘附,穿越HSEC到达肝细胞周围后可能通过呼吸爆发,释放大量活性氧及胶原酶、弹性蛋白酶、组织蛋白酶及阴离子蛋白等,造成肝细胞的直接损害。活化的PMN与HSEC粘附,PMN产生大量活性氧、造成HSEC脂质过氧化损伤,HSEC活化及损伤后释放一氧化氮(NO),内皮素,IL-1,IL-6,IL-8,血小板活化因子(PAF)等多种介质及细胞因子。内皮素使微血管强烈收缩,肝血流量减低,造成肝细胞缺血缺氧损害[2];IL-1,IL-6,PAF等可直接对肝细胞造成损害;NO与超氧阴离子生成次氯酸(ONNO-),ONNO-裂解后生成一种与羟自由基活性强度相近的自由基,ONNO-可诱导巯基氧化,脂质过氧化,因此NO与超氧阴离子反应具有潜在的细胞毒性[3]。此外NO可抑制肝细胞蛋白质的合成[4],并可扰乱与铁有关的酶,进而抑制肝细胞线粒体的功能。HSEC含有黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶,HSEC活化后将产生大量氧自由基,对周围肝细胞产生损害。活化PMN,PMN释放大量活性氧,可直接造成HSEC损伤,肝窦通透性增加,HSEC损伤,胶原暴露,内皮细胞分泌前列腺环素2(PGI2)等抑制血小板粘附的物质减少,血中花生四烯酸,PAF,血栓素A2(TXA2),凝血酶等增多,促进血小板聚集,血液粘滞性增高,微血栓形成[5,6],肝窦通透性增加,加重肝微循环障碍,造成肝组织细胞缺血缺氧性损害。
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    3.2 细胞粘附分子在胆道感染肝损害中的作用

    研究发现,PMN对组织细胞的损害作用呈粘附依赖性,即依赖PMN与微血管内皮细胞的粘附,而这种粘附的分子基础是PMN和微血管内皮细胞表面细胞粘附分子的表达变化[7]。研究表明选择素在PMN沿血管内皮滚动及着边等初期粘附中起主要作用,而CD11/CD18及配体ICAM-1则在PMN后期与血管内皮细胞牢固粘附和穿越内皮迁移中发挥关键作用[4,8]

    本研究结果显示,急性胆管炎大鼠血浆LDH及ALT水平明显升高,血KBR及肝组织ATP含量显著降低,表明肝功能明显受损,肝能量代谢障碍,用抗ICAM-1单抗及抗E-selectin单抗预处理可使急性胆管炎大鼠血浆LDH,ALT水平明显降低,血KBR及肝组织ATP含量升高,肝功能受损及肝能量代谢障碍得到改善。表明粘附分子ICAM-1及E-selectin在胆道感染肝功能损害中亦发挥重要作用。■
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    作者简介:黄显凯(1955-),男,湖北恩施人,第三军医大学附属大坪医院教授,博士,从事胆道疾病方面研究。

    参考文献:

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    收稿日期:1998-08-20

    修稿日期:2000-01-31, 百拇医药