表皮生长因子及谷氨酰胺对大鼠乙酸性结肠炎保护作用的病理学研究
项目负责人:林军，男。1964-12-27生。湖北省青县人，汉族。1987及1933年分别于湖北医科大学医学系本科及内科学研究生毕业。主治医师，医学硕士。研究方向：胃肠粘膜保护。 [武汉市东湖路29号，电话：(027)7824212-3072]。
摘要目的：本文研究肌注表皮生长因子(EGF)和(或)饲喂谷氨酰胺(GLN)防治大鼠乙酸性结肠炎。
方法：Sprague-Dawley系大鼠体重200g～220g，40只，分为乙酸组、EGF组、GLN组、EGF+GLN组各10只，从大体、光镜、电镜(透射、扫描)观察结肠粘膜的损伤情况。
结果：上述4组结肠粘膜损害的指数分别为3.11±0.93，1.78±0.97，1.30±0.48及1.10±0.32 (P<0.01)。镜下观察也有明显疗效，以EGF+GLN组为最佳。
, http://www.100md.com
结论：EGF及GLN有协同作用，对结肠粘膜细胞形态结构具有保护作用，且优于两者单独作用，这为表皮生长因子、谷氨酰胺用于防治人类溃疡性结肠炎提供了理论依据。
主题词 表皮生长因子;谷氨酰胺;溃疡性,结肠炎;细胞保护作用
林军, 邓长生, 夏冰, 陈德基, 黄梅芳.表皮生长因子及谷氨酰胺对大鼠乙酸性结肠炎保护作用的病理学研究.
新消化病学杂志,1994;2(4):212-213
AIM To study on the mechanism of epidermal growth factor (EGF) im and/or glutamine (GLN) ig to protect acetic acid-induced colitis in rats.
, 百拇医药
METHODS Sprague-Dawley rats, (n=40, body weigh t, 200g-220g) were randomly divided into four groups, i.e. acetic acid group , EGF group, glutamine group and combined EGF and GLN group. The colonic mucosal damage was examined macroscopically (0-4 degrees), microscopically and election microscopically.
RESULTS The damaged indices in colonic mucosal pathology were 3.11±0.93(acetic acid group), 1.78±0.97(P<0.01，EGF group), 1.30±0.48(P<0.01, GLN group) and 1.10±0.32 (P<0.01, EGF+GLN group) respectively. When combining EGF and GLN was used, the mucosal structure tended to normal.
, http://www.100md.com
CONCLUSION The results suggest that combining EGF and GLN has remarkly cytoprotective effect on colonic mucosa, which provides theoretic basis to prevent and treat human ulcerative colitis.
Keywords epidermal growth factor;glutamine;ulcerative colitis;cytoprotection
Lin J, Deng CS, Xia B, Chen DJ, Huang MF. Cytoprotection of epidermal growthfactor and glutamine on acetic acid-induced colitis in rats. XinXiaohuabingxue Zazhi,1994;2(4):212-213
, 百拇医药
表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)系人和鼠唾液腺及十二指肠Bruner腺分泌的小分子单链多肽，无毒性及免疫原性。谷氨酰胺(glutamine, GLN)是机体含量最丰富的氨基酸和胃肠粘膜细胞代谢所需的重要能源[1-3]。本文通过大体、光镜、电镜观察结肠粘膜损伤情况，旨在病理学方面说明EGF、GLN对鼠乙酸性结肠炎的结肠粘膜细胞具有保护作用。
1 材料和方法
1.1 主要仪器与试剂 H-600透射电镜(TEM)， S-570扫描电镜(SEM)(均系日立产品)，EGF(中国医学科学院)，GLN(上海康达氨基酸厂)。
1.2 实验动物分组与处理 Sprague-Dawley系大鼠，湖北医科大学实验动物室提供。40只，体重200g～220g,雌雄各半，随机分成4组，每组10只。自由饮水、进食。乙酸组：d4经肛门插入导管至结肠腔内4cm，用8%乙酸2?mL灌肠20s后，立即注入5mL生理盐水冲洗，3d后处死观察；EGF组：肌注EGF30μg/(kg·d)×3d，d4再肌注1次，10min后用乙酸灌肠，余同乙酸组；GLN组：GLN 2.5g/(kg·d)加入25mL饮水中饲喂3d，余同乙酸组；EGF+GLN组：预先应用EGF肌注加GLN饲饮及其后处理同EGF组和GLN组。
, http://www.100md.com
1.3 标本处理与检测 动物处死后，迅速取出结肠，沿系膜缘剪开，4生理盐水冲洗片刻后展开，7.2倍解剖显微镜上评价肠粘膜损伤指数(damaged index, DI)。评分标准：无损伤；轻度充血水肿，表面光滑，无糜烂或溃疡；③充血水肿，粘膜粗糙，有糜烂或肠粘连；④高度充血水肿，有坏死及溃疡形成(直径<1cm)；重度充血，有坏死及溃疡形成(直径>1cm)，或全壁肠坏死，中毒性巨结肠导致死亡[4]。距肛门3cm～5cm处取结肠组织3块，1块展平，10%福尔马林溶液固定，石蜡切片，HE染色，光镜观察；另1块2.5%戊二醛液固定，超薄切片，铅铀染色，TEM观察；第3块置透明质酸和α-糜蛋白酶混合液(pH 5～6)， 振荡30min去除表层粘液，2.5%戊二醛固定、临界点干燥、喷金，SEM观察。
1.4 统计学处理 所得数据以±加减标准差(x-±s)表示，行方差分析，q检验。
2 结果
, http://www.100md.com
乙酸灌肠后20min及4h，分别因插管致机械性肠穿孔、化学性腹膜炎或粘膜重度弥漫性炎症、坏死及肠管扩张，乙酸组及EGF组各死亡1只(共4只)。非机械性肠穿孔死亡2只，DI各记4分。
2.1 大体观察 各组结肠粘膜损伤指数及其比较见表1。
表1 四组结肠粘膜损伤指数及其比较
, 百拇医药
**P<0.01，vs 乙酸组。
乙酸组鼠结肠粘膜明显充血水肿，出血(2例)，肠管扩张(5例)，糜烂或溃疡(7例)，灶性坏死(4例)，肠粘连(3例)，均有腹泻。EGF和(或)GLN组肠粘膜损伤明显减轻，仅轻度充血水肿，散在点状糜烂，未见溃疡、坏死，部分出现腹泻症状，分别与乙酸组比较，DI明显降低(均系P<0.01)。EGF组(5例)、GLN组和EGF+GLN组(各1例)肠粘膜上可见1～2个小淋巴样滤泡。
2.2 光镜观察 乙酸组结肠粘膜及粘膜下层有中度炎性细胞浸润，以中性粒细胞为主，糜烂、溃疡或坏死，病变部位腺体杯状细胞萎缩或减少，可见隐窝脓肿。EGF组、GLN组粘膜轻度炎性细胞浸润和糜烂，无溃疡或坏死。EGF+GLN组粘膜仅偶有炎性细胞浸润，未见糜烂、坏死，近似正常粘膜象。
2.3 电镜(SEM、TEM)观察 正常结肠粘膜上皮细胞连接紧密。沿肠腺开口环状排列(SEM)，胞核及亚细胞器结构正常(TEM)。乙酸可引起肠粘膜上皮细胞广泛脱落，基底膜暴露并破损呈破网状，线粒体肿胀、嵴破坏，部分核固缩，杯状细胞减少，中性粒细胞浸润。EGF组、GLN组粘膜表层上皮细胞亦脱落，基底膜暴露，线粒体轻度肿胀、嵴受损。前者基底膜上尚可见针孔状破坏，嗜酸细胞浸润，GLN组粗面内质网增多。EGF+GLN组仅少许表层上皮细胞脱落，基底膜未显露，内质网丰富，杯状细胞及基底细胞增多并出现增生核，线粒体结构基本正常。
, 百拇医药
3 讨论
鼠乙酸性结肠炎实验模型的炎症递质代谢、氧自由基(OFR)产生及其脂质过氧化损伤与‘溃疡性结肠炎相似，类似急性或活动期溃疡性结肠炎[4-6]。预先给予EGF和(或)GLN均可促进肠粘膜蛋白质、核酸合成，促进细胞分裂，致使细胞增生；抑制脂质过氧化，减轻细胞及其生物膜的损伤，防治、修复损伤；与乙酸组比较，大体观DI显著降低，光镜、电镜观察也发现它们能不同程度地保护肠粘膜，尤其是EGF, GLN联合使用效果更佳。EGF组大体、光镜观仅见糜烂，未见溃疡，但SEM示基底膜显露并有针孔状损伤，说明仍有镜下溃疡，SEM显示粘膜表面损伤和修复情况优于大体及光镜观察。 EGF对结肠粘膜在体实验的保护作用弱于离体细胞培养结果，也不及对胃、小肠等在体实验结果。GLN的结肠粘膜保护作用强于EGF，还由于GLN是机体含量最丰富的氨基酸，应激状态下，GLN利用率明显增加，几乎成为胃肠粘膜细胞代谢所需能量的唯一来源；GLN本身还能氧化生成ATP，为细胞代谢供能以维持细胞的稳定性，从而促进粘膜细胞更新再生，维持胃肠粘膜功能和结构的完整性[7]。联合应用EGF和GLN具协同作用，对结肠粘膜细胞保护作用更理想。 本实验结果提示，EGF、GLN具有协同作用，对结肠粘膜细胞形态结构具有保护作用，且明显优于单独作用。SEM反映粘膜表面损伤情况优于大体及光镜观察。
, 百拇医药
4 参考文献1 Marti U, Burwen SJ, Jones AL. Biological effects of epidermal growth factor, with emphasis on
the gastrointestinal tract and liver： An update.Hepatology, 1989；9(1)：126-138
2 Jacobs DO, Evans DA, Mealy K, et al. Combined effects of glutamine and epidermal growth factor
on the rat intestine. Surgery, 1988；104(2)：358-364
, 百拇医药
3 林军，邓长生，陈德基.表皮生长因子、谷氨酰胺的胃肠粘膜保护作用.国外医学内科学分册，1994；21(5)：212-215
4 邓长生，夏冰，陈德基，等.超氧化物歧化酶对大鼠乙酸性结肠炎粘膜的保护作用.中国病理生理杂志，1994；10(1)：23-26
5 夏冰，邓长生，陈德基，等.超氧化物歧化酶用于大鼠乙酸性结肠炎短期疗效观察.中华医学杂志，1992；72(5)：292-293
6 Fedorak RN, Eropey LR, MacArthur C, et al. Misoprostol provides a colonic mucosal protective
effect during acetic acid-induced colitis in rats. Gastroenterology, 1990；98(3)：615-625
7 罗福文，蒋朱明.谷氨酰胺的代谢及其在外科中的应用.中华医学杂志，1993；73(4)：249-251, http://www.100md.com(林军,邓长生,夏冰,陈德基,黄梅芳)
摘要目的：本文研究肌注表皮生长因子(EGF)和(或)饲喂谷氨酰胺(GLN)防治大鼠乙酸性结肠炎。
方法：Sprague-Dawley系大鼠体重200g～220g，40只，分为乙酸组、EGF组、GLN组、EGF+GLN组各10只，从大体、光镜、电镜(透射、扫描)观察结肠粘膜的损伤情况。
结果：上述4组结肠粘膜损害的指数分别为3.11±0.93，1.78±0.97，1.30±0.48及1.10±0.32 (P<0.01)。镜下观察也有明显疗效，以EGF+GLN组为最佳。
, http://www.100md.com
结论：EGF及GLN有协同作用，对结肠粘膜细胞形态结构具有保护作用，且优于两者单独作用，这为表皮生长因子、谷氨酰胺用于防治人类溃疡性结肠炎提供了理论依据。
主题词 表皮生长因子;谷氨酰胺;溃疡性,结肠炎;细胞保护作用
林军, 邓长生, 夏冰, 陈德基, 黄梅芳.表皮生长因子及谷氨酰胺对大鼠乙酸性结肠炎保护作用的病理学研究.
新消化病学杂志,1994;2(4):212-213
AIM To study on the mechanism of epidermal growth factor (EGF) im and/or glutamine (GLN) ig to protect acetic acid-induced colitis in rats.
, 百拇医药
METHODS Sprague-Dawley rats, (n=40, body weigh t, 200g-220g) were randomly divided into four groups, i.e. acetic acid group , EGF group, glutamine group and combined EGF and GLN group. The colonic mucosal damage was examined macroscopically (0-4 degrees), microscopically and election microscopically.
RESULTS The damaged indices in colonic mucosal pathology were 3.11±0.93(acetic acid group), 1.78±0.97(P<0.01，EGF group), 1.30±0.48(P<0.01, GLN group) and 1.10±0.32 (P<0.01, EGF+GLN group) respectively. When combining EGF and GLN was used, the mucosal structure tended to normal.
, http://www.100md.com
CONCLUSION The results suggest that combining EGF and GLN has remarkly cytoprotective effect on colonic mucosa, which provides theoretic basis to prevent and treat human ulcerative colitis.
Keywords epidermal growth factor;glutamine;ulcerative colitis;cytoprotection
Lin J, Deng CS, Xia B, Chen DJ, Huang MF. Cytoprotection of epidermal growthfactor and glutamine on acetic acid-induced colitis in rats. XinXiaohuabingxue Zazhi,1994;2(4):212-213
, 百拇医药
表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)系人和鼠唾液腺及十二指肠Bruner腺分泌的小分子单链多肽，无毒性及免疫原性。谷氨酰胺(glutamine, GLN)是机体含量最丰富的氨基酸和胃肠粘膜细胞代谢所需的重要能源[1-3]。本文通过大体、光镜、电镜观察结肠粘膜损伤情况，旨在病理学方面说明EGF、GLN对鼠乙酸性结肠炎的结肠粘膜细胞具有保护作用。
1 材料和方法
1.1 主要仪器与试剂 H-600透射电镜(TEM)， S-570扫描电镜(SEM)(均系日立产品)，EGF(中国医学科学院)，GLN(上海康达氨基酸厂)。
1.2 实验动物分组与处理 Sprague-Dawley系大鼠，湖北医科大学实验动物室提供。40只，体重200g～220g,雌雄各半，随机分成4组，每组10只。自由饮水、进食。乙酸组：d4经肛门插入导管至结肠腔内4cm，用8%乙酸2?mL灌肠20s后，立即注入5mL生理盐水冲洗，3d后处死观察；EGF组：肌注EGF30μg/(kg·d)×3d，d4再肌注1次，10min后用乙酸灌肠，余同乙酸组；GLN组：GLN 2.5g/(kg·d)加入25mL饮水中饲喂3d，余同乙酸组；EGF+GLN组：预先应用EGF肌注加GLN饲饮及其后处理同EGF组和GLN组。
, http://www.100md.com
1.3 标本处理与检测 动物处死后，迅速取出结肠，沿系膜缘剪开，4生理盐水冲洗片刻后展开，7.2倍解剖显微镜上评价肠粘膜损伤指数(damaged index, DI)。评分标准：无损伤；轻度充血水肿，表面光滑，无糜烂或溃疡；③充血水肿，粘膜粗糙，有糜烂或肠粘连；④高度充血水肿，有坏死及溃疡形成(直径<1cm)；重度充血，有坏死及溃疡形成(直径>1cm)，或全壁肠坏死，中毒性巨结肠导致死亡[4]。距肛门3cm～5cm处取结肠组织3块，1块展平，10%福尔马林溶液固定，石蜡切片，HE染色，光镜观察；另1块2.5%戊二醛液固定，超薄切片，铅铀染色，TEM观察；第3块置透明质酸和α-糜蛋白酶混合液(pH 5～6)， 振荡30min去除表层粘液，2.5%戊二醛固定、临界点干燥、喷金，SEM观察。
1.4 统计学处理 所得数据以±加减标准差(x-±s)表示，行方差分析，q检验。
2 结果
, http://www.100md.com
乙酸灌肠后20min及4h，分别因插管致机械性肠穿孔、化学性腹膜炎或粘膜重度弥漫性炎症、坏死及肠管扩张，乙酸组及EGF组各死亡1只(共4只)。非机械性肠穿孔死亡2只，DI各记4分。
2.1 大体观察 各组结肠粘膜损伤指数及其比较见表1。
表1 四组结肠粘膜损伤指数及其比较
| 组别 | n | 结肠粘膜损伤指数 |
| 乙酸组 | 9 | 3.11±0.93 |
| EGF组 | 9 | 1.78±0.97** |
| GLN组 | 10 | 1.30±0.48** |
| EGF+GLN组 | 10 | 1.10±0.32** |
, 百拇医药
**P<0.01，vs 乙酸组。
乙酸组鼠结肠粘膜明显充血水肿，出血(2例)，肠管扩张(5例)，糜烂或溃疡(7例)，灶性坏死(4例)，肠粘连(3例)，均有腹泻。EGF和(或)GLN组肠粘膜损伤明显减轻，仅轻度充血水肿，散在点状糜烂，未见溃疡、坏死，部分出现腹泻症状，分别与乙酸组比较，DI明显降低(均系P<0.01)。EGF组(5例)、GLN组和EGF+GLN组(各1例)肠粘膜上可见1～2个小淋巴样滤泡。
2.2 光镜观察 乙酸组结肠粘膜及粘膜下层有中度炎性细胞浸润，以中性粒细胞为主，糜烂、溃疡或坏死，病变部位腺体杯状细胞萎缩或减少，可见隐窝脓肿。EGF组、GLN组粘膜轻度炎性细胞浸润和糜烂，无溃疡或坏死。EGF+GLN组粘膜仅偶有炎性细胞浸润，未见糜烂、坏死，近似正常粘膜象。
2.3 电镜(SEM、TEM)观察 正常结肠粘膜上皮细胞连接紧密。沿肠腺开口环状排列(SEM)，胞核及亚细胞器结构正常(TEM)。乙酸可引起肠粘膜上皮细胞广泛脱落，基底膜暴露并破损呈破网状，线粒体肿胀、嵴破坏，部分核固缩，杯状细胞减少，中性粒细胞浸润。EGF组、GLN组粘膜表层上皮细胞亦脱落，基底膜暴露，线粒体轻度肿胀、嵴受损。前者基底膜上尚可见针孔状破坏，嗜酸细胞浸润，GLN组粗面内质网增多。EGF+GLN组仅少许表层上皮细胞脱落，基底膜未显露，内质网丰富，杯状细胞及基底细胞增多并出现增生核，线粒体结构基本正常。
, 百拇医药
3 讨论
鼠乙酸性结肠炎实验模型的炎症递质代谢、氧自由基(OFR)产生及其脂质过氧化损伤与‘溃疡性结肠炎相似，类似急性或活动期溃疡性结肠炎[4-6]。预先给予EGF和(或)GLN均可促进肠粘膜蛋白质、核酸合成，促进细胞分裂，致使细胞增生；抑制脂质过氧化，减轻细胞及其生物膜的损伤，防治、修复损伤；与乙酸组比较，大体观DI显著降低，光镜、电镜观察也发现它们能不同程度地保护肠粘膜，尤其是EGF, GLN联合使用效果更佳。EGF组大体、光镜观仅见糜烂，未见溃疡，但SEM示基底膜显露并有针孔状损伤，说明仍有镜下溃疡，SEM显示粘膜表面损伤和修复情况优于大体及光镜观察。 EGF对结肠粘膜在体实验的保护作用弱于离体细胞培养结果，也不及对胃、小肠等在体实验结果。GLN的结肠粘膜保护作用强于EGF，还由于GLN是机体含量最丰富的氨基酸，应激状态下，GLN利用率明显增加，几乎成为胃肠粘膜细胞代谢所需能量的唯一来源；GLN本身还能氧化生成ATP，为细胞代谢供能以维持细胞的稳定性，从而促进粘膜细胞更新再生，维持胃肠粘膜功能和结构的完整性[7]。联合应用EGF和GLN具协同作用，对结肠粘膜细胞保护作用更理想。 本实验结果提示，EGF、GLN具有协同作用，对结肠粘膜细胞形态结构具有保护作用，且明显优于单独作用。SEM反映粘膜表面损伤情况优于大体及光镜观察。
, 百拇医药
4 参考文献1 Marti U, Burwen SJ, Jones AL. Biological effects of epidermal growth factor, with emphasis on
the gastrointestinal tract and liver： An update.Hepatology, 1989；9(1)：126-138
2 Jacobs DO, Evans DA, Mealy K, et al. Combined effects of glutamine and epidermal growth factor
on the rat intestine. Surgery, 1988；104(2)：358-364
, 百拇医药
3 林军，邓长生，陈德基.表皮生长因子、谷氨酰胺的胃肠粘膜保护作用.国外医学内科学分册，1994；21(5)：212-215
4 邓长生，夏冰，陈德基，等.超氧化物歧化酶对大鼠乙酸性结肠炎粘膜的保护作用.中国病理生理杂志，1994；10(1)：23-26
5 夏冰，邓长生，陈德基，等.超氧化物歧化酶用于大鼠乙酸性结肠炎短期疗效观察.中华医学杂志，1992；72(5)：292-293
6 Fedorak RN, Eropey LR, MacArthur C, et al. Misoprostol provides a colonic mucosal protective
effect during acetic acid-induced colitis in rats. Gastroenterology, 1990；98(3)：615-625
7 罗福文，蒋朱明.谷氨酰胺的代谢及其在外科中的应用.中华医学杂志，1993；73(4)：249-251, http://www.100md.com(林军,邓长生,夏冰,陈德基,黄梅芳)