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编号:10224462
全肠外营养加用维生素A、E、C对严重腹腔感染大鼠肠屏障功能的影响
http://www.100md.com 《肠外与肠内营养》 2000年第4期
     作者:鲍扬 李可洲 黎介寿

    单位:鲍扬 黎介寿(南京军区南京总医院解放军普通外科研究所,江苏南京 210002);李可洲(成都军区成都总医院普外科)

    关键词:维生素A;维生素E;维生素C;感染;肠外营养;甘露醇;乳果糖;通透性;淋巴细胞;肠屏障

    肠外与肠内营养000402 摘要 目的:探讨TPN加用维生素A、E、C对严重腹腔感染大鼠肠屏障功能的影响。 方法:采用盲肠结扎加穿孔(CLP)模型,将大鼠随机分为对照组(CLP+TPN)、治疗组(CLP+TPN+维生素A、E、C),于0、1、3、5天观察小肠粘膜形态学变化、肠粘膜谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、小肠通透性、小肠T淋巴细胞亚群的变化。 结果:治疗组大鼠小肠粘膜形态好于对照组,小肠粘膜的脂质过氧化损伤程度有所减轻,肠通透性明显低于对照组,T淋巴细胞亚群CD3+及CD4+细胞数量均显著高于对照组,CD4+/CD8+比值也显著高于对照组。 结论:TPN加用维生素A、E、C对严重腹腔感染大鼠肠屏障功能有一定的保护作用。
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    中图分类号: R459.3 文献标识码:A

    文章编号:1007-810X(2000)04-0192-04

    Influence of vitamin A、E、C-added TPN on barrier of small bowel mucosa in severely intraabdominal septic rats

    BAO Yang,LI Jie-shou

    (Research Institute of General Surgery,JinLing Hospital,Nanjing 210002,Jiangsu,China)

    LI Ke-zhou

    (Department of General Surgery,the Chengdu General Hospital of Chengdu Command,PLA)
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    Abstract: Objectives:This study was to determine the influence of vitamin A、E、C-added TPN on barrier of small bowel mucosa in severely intraabdominal septic rats. Methods: A rat model of intraperitoneal infection was made by cecal ligation and puncture in this experiment. Healthy male SD rats were divided into control group(CLP+TPN) and treatment group(CLP+TPN+Vitamin A,E,C).The intestinal mucosal permeability and intestinal malondialdehyde(MDA), glutathione(GSH) and sub-groups of T lymphocyte were measured. Results: The intestinal mucosal permeability in control group was markedly elevated than that in treatment group.The level of MDA in intestinal tissues in infected rats was significantly increased than that in treatment group and application vitamin A、E、C after infection could effectively improve immune function of gut. Conclusions:These results suggest that vitamin A、E、C-added TPN can effectively protect the barrier of gut mucosa in infected rats.
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    Key words: Total parenteral nutrition; Ascorbic-acid; Retinol; Vitamin-E ; T-lymphocyte; Permeability; Nutrition-support; Infection; Lactose; Mannitol

    0 引言

    在创伤和感染等应激情况下,肠道的屏障功能受到削弱或损害,可使大量细菌、内毒素经门脉和淋巴系统侵入体循环,造成肠源性感染和内毒素血症,并在一定条件下激发细胞因子和其它炎性介质连锁反应,引起全身各器官的损害[1,2]。因此,在严重感染情况下,研究肠屏障的损伤及其防治对于感染并发症的防治具有重要的意义。我们采用大鼠盲肠结扎加穿孔(CLP)动物模型,探讨TPN加用维生素A、E、C对严重腹腔感染大鼠肠屏障功能的影响。

    1 材料与方法
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    1.1 动物模型制作 健康雄性SD大鼠(中国科学院上海实验动物中心提供), 体重200~250 g/只。大鼠麻醉后,无菌操作下先行右颈静脉置管术。导管放置后,取腹部正中切口,长2 cm,轻轻提出肓肠,用4号丝线结扎约4/5盲肠,18号针头于盲肠末端戳一孔,将盲肠置回腹腔,用1号丝线两层关腹。手术后将大鼠置于代谢笼内,采用自制防旋转输液装置连接静脉导管与微量输液泵(浙江医科大学生产),控制液体流量,维持24 h内均匀输注。手术后24 h后开始输注TPN。观察时间为0、1、3、5天。各时相点用10只大鼠。

    1.2 动物分组 随机分为对照组(CLP+TPN)和治疗组(CLP+TPN+维生素A、E、C)。

    1.3 营养液配方 每升营养液含50%葡萄糖注射液266 ml,30%Intralipid 118 ml以提供非蛋白质热量,10%复方氨基酸536 ml作为氮源,并给予安达美10 ml,水乐维他10 ml,维他利匹特10 ml,10%氯化钠35 ml,10%氯化钾15 ml,10%葡萄糖酸钙10 ml提供电解质。大鼠摄取氮量为1.5 g/(kg.d),糖脂比6∶4,热氮比118∶1。每天在使用前将各种营养制剂在无菌条件下空气净化台中配制成全营养混合液(TNA),24 h内输完。
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    1.4 维生素A、E、C的应用 维生素C 1 g/(kg.d),以等渗盐水稀释到50 g/L,用微量输液泵以200 ml/(kg.d)由静脉内输入,对照组输入等量的等渗盐水。维生素A 10 000 U/(kg.d),维生素E 100 mg/(kg.d),于大鼠双后肢交替注射,对照组注射等量的等渗盐水。

    1.5 观察指标与方法

    1.5.1 常规病理学检查 于实验结束时取一段小肠,以10%中性缓冲福马林液固定,常规脱水,石蜡包埋,4 μm切片,苏木素和伊红染色,光镜下观察。

    1.5.2 小肠粘膜谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA) 均由南京建成生物工程研究的试剂盒进行检测。

    1.5.3 小肠通透性测定 采用乳果糖和甘露醇的双糖研究方法,用尿中的乳果糖和甘露醇的比值(L/M)作为反映肠粘膜通透性的指标。用乳果糖和甘露醇溶液于采集标本前24 h经口给大鼠灌胃。灌注2 ml溶液(含乳果糖100 mg,甘露醇50 mg)。尿样收集:收集24 h尿,记尿量。取2 ml尿-20℃保存待检。采用高压液相色谱法定量检测尿中甘露醇、乳果糖含量,并与摄入量相除而得出百分率。
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    1.5.4 小肠淋巴细胞亚群测定 于实验结束时取小肠,以10%中性缓冲福马林液固定,常规脱水包埋, 石蜡切片厚度为4 μm, 采用免疫组化(SP法)测定小肠CD3、CD4、CD8含量,小鼠抗大鼠CD3、CD4、CD8单抗由Pharmigen公司提供。阳性染色标准为细胞膜被染成棕黄色的细胞体积偏大、胞质丰富的淋巴细胞。结果观察为记录小肠不同部位的每个高倍视野(400倍)下的阳性细胞数,每张切片观察10个视野,计算出平均每个视野阳性细胞数。

    1.6 统计学处理 结果以均数±标准差表示,采用统计软件STATISTICA5.0进行t检验。

    2 结果

    2.1 小肠粘膜形态学变化 两组大鼠感染后第5天小肠粘膜绒毛均明显变矮、变细、水肿,绒毛间隔明显增宽,肠壁明显变薄,间质轻度水肿及少量炎细胞浸润。对照组大鼠肠粘膜有局部溃疡,上皮细胞变性、坏死、脱落。治疗组大鼠小肠上皮结构基本完整,肠粘膜损伤相对较轻。
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    2.2 小肠粘膜GSH含量变化 对照组术后第3、5天小肠粘膜GSH较术前显著下降(P<0.01)。治疗组术后GSH虽低于术前,但无显著差异,术后第3、5天均显著高于对照组。(表1)

    表1 小肠粘膜GSH、MDA的变化

    Table 1 The contents of GSH,MDA in mouse intestinal mucosal 组别

    n

    GSH(mg/mg.pro)

    MDA(nmol/mg.pro)

    对照组

    0天

    10
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    5.49±0.27

    1.25±0.58

    1天

    10

    5.17±1.01

    1.96±0.44##

    3天

    10

    3.62±1.23##

    2.67±0.44##

    5天

    10
, 百拇医药
    2.77±0.24##

    3.53±0.67##

    治疗组

    0天

    10

    5.51±0.24

    1.22±0.60

    1天

    10

    5.33±0.20

    1.27±0.34**

, http://www.100md.com     3天

    10

    5.41±0.28*

    1.49±0.29**

    5天

    10

    5.43±1.15**

    1.64±0.41**

    与对照组比较* P<0.05, ** P<0.01;

    与0天比较# P<0.05, ## P<0.012.3 小肠粘膜MDA含量变化 对照组小肠粘膜MDA术后第1天即显著高于术前(P<0.01),术后第3及第5天持续升高。治疗组术后小肠粘膜MDA虽高于术前,但无显著性差异,并且术后第1、3、5天均明显低于对照组(P<0.01)(表1)。
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    2.4 小肠通透性变化 术后第1天各组大鼠尿中L/M均明显升高,但对照组显著高于治疗组。术后第3天对照组大鼠L/M比率达最高峰,第5天开始回落。术后第3及第5天治疗组大鼠L/M比率虽仍逐渐升高,但与对照组相比处于较低水平(表2)。

    表2 尿液中乳果糖/甘露醇的变化

    Table 2 Lactose/mannitol in mouse urine

    n

    0天

    1天

    3天

    5天

    对照组
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    10

    0.021±0.005

    0.104±0.027##

    0.217±0.045##

    0.179±0.032##

    治疗组

    10

    0.019±0.007

    0.067±0.009##*

    0.089±0.007##**
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    0.092±0.007##**

    与对照组比较* P<0.05, ** P<0.01; 与0天比较# P<0.05, ## P<0.01

    2.5 小肠淋巴细胞亚群变化 术后第5天治疗组小肠CD3+、 CD4+均显著高于对照组。对照组术后CD4+/CD8+比值持续下降,并与0天有显著性差异(P<0.01)。治疗组术后各天CD4+/CD8+ 均显著高于对照组(P<0.01)(表3)。

    表3 小肠CD3+、CD4+、CD8+淋巴细胞的变化

    Table 3 CD3+、CD4+、CD8+ lymphocyte and CD4+/CD8+ content in mouse intestine
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    n

    CD3+

    CD4+

    CD8+

    CD4+/CD8+

    对照组

    0天

    10

    54.5±11.0

    33.1±9.3

    19.3±3.7
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    1.70±0.09

    1天

    10

    50.9±5.5

    31.5±4.0

    21.2±2.9

    1.46±0.07##

    3天

    10

    44.0±5.0#

    26.0±4.2#

    18.5±1.6
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    1.39±0.08##

    5天

    10

    39.1±6.5##

    20.9±3.8##

    15.1±3.1

    1.37±0.11##

    治疗组

    0天

    10

    54.7±10.5
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    32.8±9.5

    19.0±3.3

    1.72±0.11

    1天

    10

    49.4±9.5

    31.8±5.1

    18.0±2.0

    1.74±0.11**

    3天

    10

    47.2±5.0#
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    29.7±5.5

    17.4±1.9

    1.68±0.10**

    5天

    10

    45.0±4.5#*

    27.4±4.4#**

    14.3±3.5

    1.88±0.06##**

    与对照组比较* P<0.05, ** P<0.01; 与0天比较# P<0.05, ## P<0.01
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    3 讨论

    肠道在感染和多器官功能衰竭发病中的作用已经引起了广泛重视。已有研究表明,严重烧伤、失血性休克、内毒素休克和肠梗阻等均可引起肠粘膜功能损害和肠源性感染,继之导致严重全身感染、超高代谢以及多器官功能衰竭[3]。本实验发现,腹腔感染时小肠组织病理学改变为小肠粘膜绒毛变矮、变细、水肿,绒毛间隔明显增宽,肠壁明显变薄,间质水肿及少量炎细胞浸润,肠粘膜有局部溃疡,上皮细胞变性、坏死、脱落,表明肠粘膜的机械性破坏是肠道屏障损伤的重要因素。严重感染时,细菌及较多毒性介质激活中性粒细胞和巨噬细胞,在其吞噬活动中产生呼吸爆发,氧自由基生成剧增[4]。本实验观察到,腹腔感染时小肠粘膜GSH含量明显减少,使生成的自由基不能及时清除,这些活性氧成分与细胞膜上的多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化,结果导致肠组织细胞损伤进一步加剧。在严重感染时,肠粘膜屏障会受到损害,从而发生肠粘膜通透性增高,重者进一步发展为肠道细菌移位,导致败血症甚至多器官功能衰竭。及时判断肠粘膜破损程度以及有无细菌移位,对脓毒症的诊断及治疗均有理论和实践意义[5]。但在临床上往往很难获得细菌移位的直接证据。而了解肠粘膜通透性的改变可间接了解肠粘膜屏障功能,通透性明显增高可示为细菌移位的早期表现。本研究中,对照组术后第一天L/M比率即显著高于术前(P<0.01),并于术后第3天到达最高峰(高出术前10倍),提示严重感染后早期肠粘膜屏障即遭到严重破坏,肠通透性明显增高。研究表明,T淋巴细胞亚群对于维护肠粘膜的免疫屏障起重要作用[6]。本实验发现,严重腹腔感染大鼠小肠CD3+、CD4+细胞均明显下降,CD4+/CD8+比值也明显下降,提示肠免疫功能减退。
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    营养支持已成为严重感染的常规治疗手段之一,但常规的营养支持尤其是全肠外营养(TPN)本身对肠道屏障就有削弱作用[7],所以在严重感染中应用TPN就更应重视改善机体的肠屏障功能。维生素A(以下简称VA)是机体重要的脂溶性抗氧化剂,虽然清除自由基的能力较弱,但其对机体的免疫功能有重要影响,短期大剂量的VA可在一定程度上提高免疫水平,阻止细菌超抗原诱导的T细胞凋亡。维生素E(以下简称VE)是机体另一重要的脂溶性抗氧化剂,主要存在于细胞膜中,其结构中具有酚性羟基,可将其活泼的氢原子传递给氧自由基,使之变为稳定的分子,终止自由基的连锁反应,有效防护自由基对生物膜的损伤,有研究表明,VE对严重烧伤病人的T细胞亚群异常有预防作用[8]。而维生素C(以下简称VC)作为机体最重要的水溶性抗氧化剂,不但可降低自由基对组织的损伤,还可还原被氧化的VE。

    本研究表明,TPN联合应用维生素后,感染大鼠小肠粘膜的脂质过氧化损伤程度有所减轻,肠通透性虽显著高于感染前,但仍明显低于对照组,提示维生素A、E、C能够有效地保护肠屏障。同时使用维生素的大鼠感染后T淋巴细胞亚群数量虽低于术前水平,但CD3+及CD4+细胞数量均显著高于对照组,CD4+/CD8+比值也显著高于对照组,提示TPN联合应用维生素A、E、C能够改善感染大鼠小肠粘膜的免疫功能。
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    但是,我们在研究中发现,维生素对腹腔感染大鼠肠屏障的保护作用是不完全的。在应用维生素后腹腔感染大鼠小肠粘膜仍存在程度较轻的损伤;肠通透性低于对照组,但并未恢复正常。T淋巴细胞亚群的异常变化在应用维生素后仅有所减轻,并非正常。一方面可能与维生素的剂量有关;另一方面维生素保护肠屏障的机制可能主要在于改善肠的抗氧化能力,而感染后肠屏障的损害包括T淋巴细胞亚群的异常,其机制可能另有其他致病因素存在。

    本实验结果表明,TPN加用维生素A、E、C对严重腹腔感染大鼠肠屏障功能有一定的保护作用。

    鲍扬(1969-)男,江苏南京人,医师,医学博士生,从事普通外科专业。

    参考文献:

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    2000-06-30, 百拇医药