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编号:10219898
急性坏死性胰腺炎早期内毒素血症及其防治
http://www.100md.com 《第一军医大学学报》 1999年第5期
     作者:吴承堂 黄祥成 齐德林 黎沾良

    单位:吴承堂 黄祥成 齐德林 第一军医大学南方医院普外科,广州,510515;黎沾良 中国人民解放军304医院普外科,北京,100037)

    关键词:胰腺炎;内毒素;双歧杆菌;清胰汤

    第一军医大学学报990504 摘要:目的 探讨急性坏死性胰腺炎(ANP)早期内毒素血症发生机理,并观察中药清胰汤和双歧杆菌合剂的防治作用。方法 31只杂种犬,分为对照组(n=7)、ANP组(n=8)、中药治疗组(TCM,n=8)和双歧杆菌合剂治疗组(BM,n=8)。结果 与ANP组比较,CM、BM组肠粘膜菌群中大肠杆菌、类杆菌计数显著减少(P<0.01~0.05),乳杆菌、双歧杆菌则显著增加(P <0.01~0.05);血浆内毒素水平发病后第2天开始明显下降,血清肿瘤坏死因子水平、淀粉酶活性于发病后第4天显著下降;肠粘膜病理损害明显减轻。结论 ANP时肠粘膜破坏及大肠杆菌等致病菌的过度繁殖是早期内毒素血症产生的主要原因;中药清胰汤及双歧杆菌合剂具有维护肠粘膜屏障功能、显著减轻ANP时内毒素血症的作用。
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    中国分类号:R576

    An experimental study on pathogenesis of early endotoxemia in acute necrotizing pancreatitis

    Wu Chengtang1, Huang Xiangcheng1, Qi Delin1, Li Zhanliang2

    1 Department of General Surgery, Nanfang Hospital, First Military Medical University, Guangzhou, 510515; 2304th Hospital of PLA, Beijing, 100037Abstract: Objective To discuss the pathogenesis of early endotoxemia in acute necrotizing pancreatitis (ANP) and the curative effects of bifidobacterium mixture and Chinese medicine Qingyi Tang. Methods 31 mongrel dogs were divided into four groups: control group (n=7), ANP group (n=8), CM group (CM, n=8) and bifidobacterium mixture group (BM, n=8). Results In CM and BM groups, the number of E.coli in intestinal mucosa were markedly decreased, while bifidobacterium and lactobacillus were markedly increased as compared with the ANP group (P<0.05), plasma levels of endotoxin was decreased significantly on the second postoperative day, and serum tumor necrosis factor level and amylase activity were also declined significantly on the fourth postoperative day. Intestinal mucosal damage significantly abated. Conclusion The pathogenesis of early exdotoxemia in ANP is due to intestinal mucosal damage and the overgrowth of pathogenic bacteria such as E.coli produced a large amount of endotoxin; Qingyi Tang and bifidobacterium mixture have good effects in protecting the gut barrier function and relieving early endotoxemia in ANP.
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    Key words: pancreatitis; endotoxin; bifidobacterium; Qingyi Tang 我们以往研究发现急性坏死性胰腺炎(Acute necrotizing pancreatitis, ANP)早期肠粘膜屏障遭到严重损害、肠通透性升高,促发肠道细菌及内毒素移位,导致肠源性感染的发生[1,2]。其中内毒素移位在ANP后肠源性感染的发生、发展中可能具有举足轻重的作用,如何对ANP早期内毒素血症进行防治,进而降低ANP病人的死亡率就成了当前急需解决的课题。本研究在复制犬ANP模型的基础上,探讨ANP早期内毒素血症的发生机理,并观察中药清胰汤和双歧杆菌合剂对ANP早期内毒素血症的防治作用。

    1 材料与方法

    1.1 动物模型与分组 31只杂种犬,体质量(15±2)kg,雌雄不拘,分为四组:对照组(n=7)作单纯剖腹手术;急性坏死性胰腺炎组(ANP,n=8)经主胰管内注入5%牛磺胆酸钠(0.5 ml/kg)和胰蛋白酶(3000 U/kg),制作ANP模型;中药组(CM,n=8)于手术复制ANP模型后,术后第1天开始,通过插入胃管灌服中药清胰汤(20 ml.kg-1.d-1),其组成如下:大黄、南柴胡、白芍各24 g,黄芩、胡黄连、元胡、木香、芒硝各18 g,其中大黄为后下,芒硝冲服;双歧杆菌合剂组(BM,n=8)于手术复制ANP模型后,术中及术后每天经胃管插管,灌入双歧杆菌合剂(0.5 g.kg-1.d-1,每克用生理盐水1 ml溶解),其组成:双歧杆菌(109 CFU/g),嗜酸乳杆菌(108 CFU/g),肠球菌(CFU108/g),赋形剂(氧化铝和可溶性玉米淀粉)。全部动物于术后第7天处死。
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    1.2 病理学观察 取胰、回肠组织,10%中性福尔马林常规固定,石腊包埋切片,HE和细菌染色,光镜下观察组织学改变和细菌移位情况。

    1.3 肠道菌群分析 第7天活杀实验犬,无菌操作下取空、回、盲肠标本0.1~0.2 g,立即置于无菌试管用生理盐水边漂洗,边通入高纯氮(99.99%),反复漂洗3次,然后取出组织分别置于预先灭菌的组织匀浆器中,加入2 ml稀释液研磨捣碎。将0.5 ml匀浆液移到盛有4.5 ml稀释液的试管里按系列10倍稀释法稀释,取10μl接种至大肠杆菌、肠球菌、乳杆菌、类杆菌、双歧杆菌五种选择性培养平板。并留取盲肠内容物0.1~0.2 g作需氧及厌氧菌培养。需氧菌37℃培养24 h后观察结果,厌氧菌37℃厌氧箱中培养48 h后按平板活菌计数法计数,分别对各特征性菌株进行鉴定。

    1.4 血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、血浆内毒素(LPS)和血清淀粉酶(AMY)测定 术后第1、2、4、7天分别采血,分离血浆和血清,采用放射免疫法测定血清TNF-α含量,放免试剂盒由解放军总医院东亚免疫技术研究所提供。采用改良新过氯酸法(PCA)预处理血浆,鲎试剂基质显色定量测定血浆内毒素浓度,所用试剂盒系日本化学工业株式会社(LS-1)及上海医学化验所产品。血清AMY采用碘-淀粉法测定。
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    1.5 统计学分析 数据采用方差分析,结果以±s表示。

    2 结果

    2.1 病理观察结果 光镜下对照组胰腺腺泡结构正常;肠粘膜结构完整,绒毛上皮无缺损,未见细菌侵入。ANP组细胞结构模糊不清,腺泡有大片坏死,出血,部分胞核溶解消失,坏死胰腺组织周围可见大量中性白细胞浸润;肠粘膜顶端上皮脱落,大量中性白细胞等炎性细胞浸润,粘膜上皮内有细菌侵入。与ANP组比较,CM组和BM组胰腺大部分腺泡细胞结构恢复正常,仅见少量中性白细胞浸润;CM组和BM组肠粘膜上皮基本完整,未见细菌侵入。

    2.2 肠道菌群变化 与ANP组比较,CM组和BM组肠粘膜和肠内容物需氧菌中大肠杆菌计数减少90.2%~95.5%(P <0.05),而肠球菌计数则明显增加;厌氧菌中类杆菌数量下降92.6%~97.6%(P<0.01~0.05),而乳杆菌和双歧杆菌则呈显著上升91.5%~98.2%(P<0.01~0.05),与ANP组比较,差异为显著或极显著改变(P<0.01~0.05)。与ANP组比较,CM组和BM组空、回、盲肠粘膜及内容物中双歧杆菌/大肠杆菌(B/E)比值增加50.6%~62.5%(P<0.05)。
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    2.3 血清TNF-α水平变化 与ANP组比较,CM组和BM组术后第4、7天血清TNF水平较显著降低(P<0.05,表1)。

    表1 各组术后血清TNF-α水平变化(ug/L)

    Tab. 1 Changes of serum TNF-α Group

    d1

    d2

    d4

    d7

    Control

    0.62±0.06*

    0.66±0.09*
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    0.73±0.11*

    0.55±0.08

    ANP

    1.78±0.51

    1.25±0.39

    1.12±0.27

    0.68±0.15

    CM

    1.53±0.51

    1.15±0.46

    0.67±0.28*

    0.39±0.11*
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    BM

    1.69±0.47

    1.28±0.26

    0.71±0.24*

    0.42±0.12*

    * P<0.05 vs the ANP group

    2.4 血浆LPS水平变化 与ANP组相比,CM组及BM组血浆内毒素水平术后第2天以后显著降低,以第4天下降最为明显(P<0.01,表2)。

    表2 各组术后血浆LPS水平变化(Eu/L)

    Tab. 2 Changes of plasma LPS Group
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    d1

    d2

    d4

    d7

    Control

    68±5*

    74±8*

    64±9*

    66±7*

    ANP

    217±85

    346±127

    268±54
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    107±64

    CM

    208±97

    283±104*

    78±13**

    69±21*

    BM

    223±112

    297±87*

    82±26**

    72±14*

    * P<0.05, ** P<0.01 vs the ANP group
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    2.5 血清AMY活性改变 与ANP组相比,CM组及BM组术后第4天以后血中胰淀粉酶活性降低38.5%~65.5%(P<0.01),并于第7天降至正常水平,而ANP组仍维持在较高水平。

    3 讨论

    国外某些学者和我们的研究都发现ANP可引起肠道微生态失调,即肠道中革兰阴性需氧菌和兼性菌呈优势生长,而厌氧菌生长受抑[3,4]。大肠杆菌的过度生长和长时间滞留于肠道,可产生大量LPS。实验发现ANP后血浆LPS水平显著升高,发病后第7天仍高于对照组近1倍,提示ANP早期出现内毒素血症,其可能机制是:(1)ANP早期肠道缺血缺氧引起的肠通透性增高,首先给颗粒比细菌小得多的LPS敞开了门户;(2)肠道中过度繁殖的大肠杆菌产生大量的LPS并突破受损肠粘膜进入血循环;(3)血中LPS又可激活单核-巨噬细胞系统,由此产生的各种炎性细胞、炎症介质介导的炎症反应可进一步加重肠粘膜上皮的损伤,并使肠上皮细胞增殖停止、修复延迟,内毒素和细菌从而更容易侵入体内[3]。此外,LPS触发的多种细胞因子和炎症介质的超量释放,是ANP时导致全身炎症反应综合征和多器官功能障碍的重要诱因。
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    以清热解毒、疏肝理气、活血化瘀和通里攻下为治法的中药清胰汤,经全国大范围20余年的临床实践,被证明是治疗急性胰腺炎的有效方剂,但迄今尚缺乏严格控制条件下的对照实验研究来阐明其疗效和机理。本实验结果表明,清胰汤能显著减轻ANP时内毒素血症,其机理可能是:(1)明显减轻ANP时各脏器的病理学变化,尤以胰、肠组织为明显;(2)显著抑制肠道大肠杆菌和条件致病菌类杆菌的增殖,保护双歧杆菌和乳杆菌,使肠道B/E比值维持在接近正常水平,从而提高肠道定植抗力,减少肠道LPS的来源,显著降低血浆LPS水平;(3)促进ANP时肠蠕动和毒素排泄,调整肠道微生态平衡,减轻内毒素、氧自由基和各种细胞因子对脏器(包括肠道)的损伤;(4)增加肠粘膜蛋白质合成,促进损伤粘膜组织修复,阻止肠道毒素入侵和移位[5]

    应用微生态(活菌)制剂调整菌群比例,是防治内源性感染的合理而又可行的途径。目前,双歧杆菌已在肠道疾病、皮肤炎症、由抗生素和放疗引起的菌群失调等领域收到良好的治疗效果。用于减少肠道细菌、内毒素移位的研究亦已有报道[5]。根据ANP时肠道菌群失调的规律[6],我们选用的微生态制剂包含了双歧杆菌、乳杆菌和肠球菌,主要成分为双歧杆菌。研究表明双歧杆菌合剂能明显减轻ANP时内毒素血症,其机理可能是:(1)补充外源性双歧杆菌可通过磷壁质与肠粘膜上皮细胞相互作用而密切结合,占据肠粘膜表面,参与构成肠道生物屏障,阻止肠道致病菌和条件致病菌的定植和入侵。(2)维持正常的肠蠕动,并通过发酵糖产生大量醋酸和乳酸,降低肠道内pH和氧化还原电势,拮抗肠道致病菌生长和减少内毒素产生,降低血中内毒素水平。(3)产生细胞外糖苷酶,降解肠粘膜上皮细胞的复杂多糖,而这些糖既是潜在性致病菌的受体,又是结合细菌内毒素的受体,通过这种酶的作用可阻止潜在致病菌及其毒素对肠粘膜上皮细胞的粘附;(4)增加肠粘膜DNA表达和蛋白质合成,促进肠粘膜损伤修复,保护肠屏障功能,减少肠道LPS移位[8]
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    注:全军重点科研基金资助项目

    作者简介:吴承堂,男,1967年出生;1996年毕业于解放军军医进修学院;硕士,主治医师,讲师;电话85141695

    参考文献

    1 吴承堂,黎沾良,祝小枫等. PUC18质粒载体用于检测急性坏死性胰腺炎致肠道细菌移位. 解放军医学杂志,1997,22(2):90

    2 吴承堂,黎沾良,黄祥成等. 急性坏死性胰腺炎早期肠源性感染的实验研究. 第一军医大学学报,1999,19(2):104

    3 Runkel WSF, Moody FG, Smith GS et al. The role of the gut in the development of spesis in acute pancreatitis. J Surg Res, 1991, 51(1):18
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    4 Wu CT, Li ZL, Xiong DX. Relationship between enteric microecdogic dysbiosis and bacterial translocation in acute necrotizing pancreatitis, WJG, 1998,4(3):242

    5 吴承堂,黎沾良. 中药清胰汤对犬急性坏死性胰腺炎肠粘膜损伤修复的影响. 中国普外基础与临床杂志,1998,5(6):326

    6 崔 东. 双歧杆菌对实验性肠梗阻肠道G-菌及血内毒素影响的研究. 中国微生态学杂志, 1992, 4(2):7

    7 吴承堂,黎沾良,熊德鑫等. 急性坏死性胰腺炎肠道细菌微生态改变与胰腺感染的实验研究. 中国危重病急救医学, 1997,9(7):403

    8 吴承堂,黎沾良. 双歧杆菌合剂促进急性坏死性胰腺炎肠粘膜损伤修复的实验研究. 中国微生态学杂志,1998,10(3):135

    (收稿日期:1998-11-01), 百拇医药