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编号:10501102
表皮生长因子减少腹部辐射肠外营养大鼠肠道细菌移位
http://www.100md.com 《第四军医大学学报》 2000年第1期
     表皮生长因子减少腹部辐射肠外营养大鼠肠道细菌移位

    董光龙 王俊义 王为忠 贾同文

    摘 要:目的 观察表皮生长因子(EGF)对接受长期全肠外营养(TPN)的腹部辐射大鼠肠道细菌移位的影响,探讨其机制. 方法 应用TSB培养、图像分析、高效液相色谱等方法检测应用EGF后大鼠死亡率,肠粘膜形态结构,肠道细菌移位,血浆及组织谷氨酰胺(Gln)水平及肠道Gln摄取率. 结果 应用EGF后,大鼠死亡率显著降低,肠粘膜结构屏障改善,细菌移位减少,血液及组织Gln水平提高. 结论 EGF在长期TPN显著改善辐射性肠粘膜屏障损伤大鼠营养的同时,减少肠道细菌移位,显著改善血液及组织的Gln代谢,维持肠粘膜上皮的正常功能,加速修复损伤的肠粘膜屏障,降低死亡率.

    关键词:腹部辐射;表皮生长因子;胃肠外营养;细菌移位

    0 引言
, 百拇医药
    腹部辐射(abdominal radiation, AR)作为肠粘膜屏障损害的主要原因之一[1,2] ,可致 隐窝细胞死亡,细菌移位,粘膜溃疡、坏死、出血,肠瘘等一系列严重并发症[3,4] . 有效 治疗为肠道休息及TPN[5]. 但长期传统TPN可致肠粘膜萎缩,血及组织中谷氨酰胺 (Gln)水平降低 ,细菌移位加重. 而细菌移位可成为内源性败血症和多器官功能衰竭(MOF)等致死性并发症 的根源[6,7]. 表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)是多种细胞的致有 丝分裂因子,是胃肠道粘膜上皮生长发展不可缺少的介 质,并与肠粘膜代谢的重要物质Gln的代谢有密切的关系[7-9]. 我们旨在观察EG F对腹部辐射TPN大鼠肠道细菌移位及损伤肠粘膜屏障修复作用的影响,并探讨其机制.

    1 材料和方法

    1.1 大鼠腹部辐射后肠粘膜屏障损伤TPN模型的建立 雄性SD大鼠(本 校实验动物中心提 供)体质量210~260 g,共62只,术前24 h禁食但不禁水. 随机分为4组:A组为正常对照组 (n=8),仅接受颈部虚拟手术. 实验组腹部接受单剂9.5 Gy 60Co照射,上至 胸骨剑突,下至耻骨 联合,中心距钴源为170 cm,用8 min 58 s时间照完,钴源以16 r.min-1速率自转, 使大鼠得到一 均匀的辐射场. 身体其余部位用5 cm铅块屏蔽,实验组分为B组:AR+虚拟手术(n=18); C组: AR+TPN (n=18);D组:AR+TPN+EGF (n=18);每组分7 d (n=9)和14 d (n= 9)取材2小组. 大鼠用氯 胺酮100 mg.kg-1 ip麻醉,颈左侧切口,分离颈内静脉,插入1 mm硅胶管至上腔静 脉,远端沿皮 下遂道到颈背部,连接旋转装置. 大鼠分别置代谢笼内可自由活动. 用微量输液泵控制输液 量,维持24 h均匀输入. 输入速度为15 mL.kg-1.h-1. 虚拟手术为仅做左侧 颈内静脉结扎. EGF用量为100 μg.kg-1,2次.d-1,sc. 实验室保持恒温,恒湿,12 h光照 和12 h黑暗交替.
, 百拇医药
    1.2 取材与检测 无菌状态下取门静脉血0.5 mL,加入血培养基 中. 取回肠系膜淋巴结及肝 、脾组织各0.5 g,加1 mL无菌生理盐水匀浆后放入TSB培养基内. 腹腔渗出用棉签沾后放入 T SB培养基内. 分别观察细菌移位情况. 取距屈氏韧带2 cm之小肠,玻片刮取粘膜称重及紫外 分光光度计法测定DNA含量(Perkin Elmer Lambda 14 UV/vis德国). 100 mL.L-1福 尔马林或戊二醛 固定,用于光镜、电镜及图像分析(EMIAS医学真彩图像分析仪),观察绒毛高度,绒毛面积及 超微结构改变. 取动脉、门静脉血各1 mL,参照Teerlink等[10]的方法处理后,柱 前衍生外 标法于高效液相色谱仪(岛津IL-6A)测定Gln的量及小肠Gln摄取率. Gln摄 取率=(门静脉血Gln/动脉血Gln)×100%.

    统计与分析: 数据用X±s表示,第四军医大学统计教研室SPLM软件进行数据统 计分析处理,t检验.
, 百拇医药
    2 结果

    2.1 死亡率 A组无1例死亡. 与B组比较,C组7 d时(22.2%)较B组(33.3%)低 ,而14 d时无差异(33.3%). D组7 d及14 d时均为最低(11.1%,P<0.01, Tab 1).

    表1 死亡率、体质量和粘膜肠段质量比

    Tab 1 Mortality, body mass, and the ratio of mucosa mass to intestinal mass

    (X±s)

    Group

    n

    Mortality
, 百拇医药
    (%)

    m(body)/g

    m(mucosa)/

    m(intes tinal)

    Control

    8

    0(0/8)

    238±17

    0.298

    B 7 d

    9

    33.3(3/9)
, 百拇医药
    185±11b

    0.244b

    C 7 d

    9

    22.2(2/9)c

    197±18a

    0.206b

    D 7 d

    9

    11.1(1/9)d

    208±15a
, 百拇医药
    0.282

    B 14 d

    9

    33.3(3/9)

    201±14a

    0.252a

    C 14 d

    9

    33.3(3/9)

    222±15

    0.171b

    D 14 d
, 百拇医药
    9

    11.1(1/9)d

    235±17

    0.333

    aP<0.05, bP<0.01 vs control group; cP<0.05, dP<0.01 group C and group D vs Group B.

    AR: abdominal radiation; TPN: total parenteral nutrition; EGF: epidermal growth factor.2.2 体质量变化 与术前比较,B组7 d下降非常显著(P <0.01),14 d时仍显著下降(P<0.05),分 别下降23.1%和16.5%. C组与D组相似,7 d时下降显著(P<0.05),分别下降15.3%和12.4 %. 1 4 d时均无显著差异. 粘膜/肠段质量比:与A组比较,B组7 d下降显著(P<0.01),14 d 时仍下降明显(P<0.05),而C组7 d及14 d下降均非常显著(P<0.01),D组7 d及14 d均无显著下降(Tab 1).
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    2.3 形态学检测 死亡大鼠均有不同程度的肠壁变薄、粘膜出血,溃疡或穿 孔. 绒毛高度: 与A组比较,B组7 d,C组7及14 d下降非常显著(P<0.01),B组14 d下降显著(P<0.0 5),D组无显 著下降. 绒毛面积:与A组比较, B组7 d, C组7及14 d均下降非常显著(P<0.01),D组7 d ,B组14 d时仍明显下降(P<0.05),D组14 d较A组轻度下降,但无统计学意义(Fig 1, 2 ).t77-1.gif (12429 字节)

    图1 绒毛高度

    Fig 1 The villous height

    aP<0.05, bP<0.01 vs control.
, 百拇医药
    AR: abdominal radiation; TPN: total parenteral nutrition; EGF: epidermal growth factor.t77-2.gif (11530 字节)

    图2 绒毛面积

    Fig 2 The villous area

    aP<0.05, bP<0.01 vs control.

    AR: abdominal radiation; TPN: total parenteral nutrition; EGF: epidermal growth factor.
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    2.4 细菌移位率 A组各器官均无细菌生长. 与B组比较, 肠系膜淋巴结:7 d时,D组显著低 (25% vs 83.3%,P<0.01),B、C组间无显著差异. 14 d时,D组仍为最低(12.5% vs 50%,P <0.01). 而C组又较B组高(83.3% vs 50%,P<0.05). 脾脏:7 d时B、C组间无显著 差异,而14 d 时B组已无细菌生长,而C组为16.7%,D组7及14 d均无细菌生长. 肝脏:7 d时,B、C、D组 间 无显著差异,14 d时,以C组为最高(33.3%, P<0.05). 而D组为最低12.5% (P<0. 05). 门静脉: 7 d时B组较C组显著高(33.3% vs 16.7%, P<0.05),14 d时无显著差异,而D组均为 阴性. 腹 腔渗出:7 d时B、C组无显著差异,14 d时C组高于B组(33.3% vs 16.7%, P<0.05). D组均为阴性(Tab 2). 扫描电镜可看到B组7 d (Fig 3) C组14 d (Fig 4)均有细菌穿入肠 粘膜.

, 百拇医药     表2 各组和各器官细菌移位率

    Tab 2 Bacterial translocation rate in various groups and various organs

    (X±s)

    Group

    n

    MLNs

    Spleen

    Liver

    Blood

    (PV)

    Peritoneal
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    CA

    Control

    8

    0/8

    0/8

    0/8

    0/8

    0/8

    B 7 d

    6

    5/6

    1/ 6

    1/6
, 百拇医药
    2/6

    1/6

    C 7 d

    7

    5/7

    1/7

    1/7

    1/7

    1/7

    D 7 d

    8

    2/8b

    0/8b
, 百拇医药
    1/8a

    0/8b

    0/8b

    B 14 d

    6

    3/6

    0/6

    1/6

    0/6

    1/6

    C 14 d

    6
, 百拇医药
    5/6a

    1/6a

    2/6a

    1/6a

    2/6a

    D 14 d

    8

    1/8b

    0/8

    1/8a

    0/8
, 百拇医药
    0/8b

    aP<0.05, bP<0.01 vs group B. AR, TPN, EGF: The same as Tab 1.78-1.gif (13092 字节)

    图3 腹部辐射后细菌穿入损伤的肠粘膜

    Fig 3 Scan electron micrograph of the proximal jejunum in an rat following radi ation demonstrating luminal bacterial and in injured epithelium

, http://www.100md.com     Breakdown of the gut mucosal barrier appears to be associated with bacter ial translocation. SEM ×120078-2.gif (13313 字节)

    图4 腹部辐射接受TPN治疗14 d后细菌穿入萎缩及损伤的肠粘膜

    Fig 4 Scan electron micrograph of the proximal jejunum in an TPN fed rat follow ing radiation demonstrating luminal bacterial and in injured epithelium

    Breakdown of the gut mucosal barrier appears to be associated with bacter ial translocation. SEM ×1200
, 百拇医药
    2.5 肠粘膜DNA含量及小肠Gln摄取率 肠粘膜DNA含量:与A组比较,7 d时 B、C组均下 降非常显著(P<0.01),D组轻度下降,但不显著(P>0.05). 14 d时,C组仍下降非常 显著(P<0 .01),B组有所增加,但仍显著低(P<0.05),D组略低于A组,但无统计学意义. 小肠 Gln摄取率:与A组比较,7 d时,B、C组均下降非常显著(P<0.01). 14 d,B组摄取率有 所回升 ,但下降仍显著(P<0.05),C组下降仍非常显著(P<0.01),D组轻度降低,无显著差 异(Tab 3).

    表3 小肠粘膜DNA含量和小肠谷氨酰胺摄取率

    Tab 3 Content of gut mucosa DNA and rate of gut glutamine extraction

    (X±s)

, 百拇医药     Group

    n

    ρ(gut mucosa

    DNA)/(mg.L-1)

    Gut glutamine

    extr action/%

    Control

    8

    289±22

    21±4

    B 7 d
, 百拇医药
    6

    189±21b

    14±4b

    C 7 d

    7

    201±18b

    15±3b

    D 7 d

    8

    259±28a

    23±6

    B 14 d
, http://www.100md.com
    6

    251±24a

    18±5a

    C 14 d

    6

    159±19b

    13±3b

    D 14 d

    8

    281±23

    19±4

    aP<0.05, bP<0.01 vs control group.
, 百拇医药
    AR, TPN, EGF: The same as Tab 1.3 讨论

    我们所建立的大鼠腹部辐射肠粘膜损伤长期TPN模型,其死亡率、组织形态学、生化 指标均稳定及适合肠粘膜屏障损伤防治研究.

    肠道受辐射损伤致粘膜屏障破坏,细菌移位,死亡率较高[2]. 传统的TPN虽可 明显改善 营养状况及使肠道得到充分休息,促进创伤愈合,但同时可使肠粘膜萎缩,细菌移位增加, 血及组织中Gln含量及小肠对Gln的摄取下降. 死亡率并没有显著下降[4,6, 7]. Gln是胃肠道粘膜等生长活跃的上皮细胞生长、增殖、分化不可缺少的能源物质,对促 进胃肠道粘膜损伤的修复起重要作用,而且在高代谢状态时,如创伤、放射性肠炎、烧伤等 ,对Gln的需求显著增加[11]. Fox等[1]已注意到在放射性肠炎时, Gln的利用与 肠粘膜损伤的修复密切相关. 但Gln在常温下溶液极不稳定. 有报道外源性供给Gln 可保护肠粘膜或促进损伤的愈合,但亦有研究提示肠放射损伤时,肠道休息,经口补充Gln 受限,而静注Gln的防治作用并不十分显著[3,12,13].
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    EGF是一种无论在体内或体外都与多种细胞的生长、增殖、分化和组织修复等相关 的重 要因子,在消化道粘膜细胞的保护中起重要的作用,并参与调节小肠对Gln的运输和利 用[7-9,14]. 本研究的数据显示,辐射性肠粘膜屏障损伤大鼠在给予不含EGF的TPN 后,虽然体质量下降有 所减少,但细菌移位率却增加,死亡率并没有降低. 这与肠粘膜形态结构改变,DNA含量、 血Gln水平及小肠对Gln的摄取率显著下降相关联. 而当给予EGF后,大鼠体质量及形态结构 均 较未接受TPN组及接受TPN而无EGF组显著改善,细菌移位率及死亡率均明显下降. 表明EGF对 小肠粘膜有明显的滋养作用,并提高血及组织中的Gln浓度,提高小肠对Gln的摄 取(我们的另一部分研究结果显示EGF对谷氨酰胺酶Glnase和谷氨酰胺合成酶GS具有同时激活 作用).

    因此,综合我们的研究结果表明,EGF增强的TPN防治辐射性肠粘膜屏障损伤,在提供较 完善的营养,胃肠道充分休息的同时,通过改善损伤肠粘膜的形态结构,提高小肠对Gln的 摄取率及对Gln的合成和利用产生有益的影响,达到减少细菌移位率,降低死亡率的目的.
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    作者简介:董光龙(1962-),男(汉族),浙江省绍兴市人.讲师,主治医师,博士生(导师李开宗).Tel.(029)3375265 E-mail.donggl@pub lic.xa.sn.cn

    董光龙(第四军医大学西京医院胃肠外科,陕西 西安 710033)

    王俊义(第四军医大学西京医院胃肠外科,陕西 西安 710033)

    王为忠(第四军医大学西京医院胃肠外科,陕西 西安 710033)

    贾同文(第四军医大学西京医院胃肠外科,陕西 西安 710033)

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