早期腸內給予膳食纖維復合卡巴膽堿對彌漫性顱腦損傷大鼠腸黏膜屏障功能的影響

唐明貴，邱涵坤，王寶華，王印華，柴海霞，浦踐一，邱方

·論著·

早期腸內給予膳食纖維復合卡巴膽堿對彌漫性顱腦損傷大鼠腸黏膜屏障功能的影響

唐明貴，邱涵坤，王寶華，王印華，柴海霞，浦踐一，邱方

目的研究早期腸內給予膳食纖維復合卡巴膽堿對彌漫性顱腦損傷大鼠腸黏膜屏障功能的影響。方法從126只清潔級Wistar大鼠中不規則抽取20只大鼠作為假手術組(對照組)，其余106只大鼠采用Marmarou模型制備法制備彌漫性顱腦損傷模型，最終建模成功64只，按隨機數字表法分為0．9%氯化鈉溶液組(NS組，n=32)和膳食纖維復合卡巴膽堿組(DF+CAR組，n=32)。對照組大鼠自由飲水，NS組大鼠建模成功后采用0．9%氯化鈉溶液灌胃，DF+CAR組大鼠建模成功后采用膳食纖維+卡巴膽堿灌胃，灌胃量為15 ml·kg-1·(6 h)-1，不足時加0．9%氯化鈉溶液。3組大鼠分別于建模后6 h、12 h、24 h、48 h處死(對照組各時間點5只，NS組和DF+CAR組各時間點8只)。比較各組大鼠不同時間點血漿二胺氧化酶(DAO)、D-乳酸水平及腸絨毛高度。結果NS組及DF+CAR組大鼠建模后6 h、12 h、24 h、48 h血漿DAO水平均高于對照組，DF+CAR組大鼠建模后6 h、12 h、24 h、48 h血漿DAO水平均低于NS組(P＜0．05)。NS組及DF+CAR組大鼠建模后6 h、12 h、24 h、48 h血漿D-乳酸水平均高于對照組，DF+CAR組大鼠建模后12 h、24 h、48 h血漿D-乳酸水平均低于NS組(P＜0．05)。NS組及DF+CAR組大鼠建模后6 h、12 h、24 h腸絨毛高度低于對照組，NS組大鼠建模后48 h腸絨毛高度低于對照組，DF+CAR組大鼠建模后24 h、48 h腸絨毛高度高于NS組(P＜0．05)。結論早期腸內給予膳食纖維復合卡巴膽堿對彌漫性顱腦損傷大鼠腸黏膜屏障功能有一定的保護作用。

腸黏膜;顱腦損傷;膳食纖維;卡巴膽堿;二胺氧化酶;D-乳酸;大鼠，Wistar

唐明貴，邱涵坤，王寶華，等．早期腸內給予膳食纖維復合卡巴膽堿對彌漫性顱腦損傷大鼠腸黏膜屏障功能的影響［J］．實用心腦肺血管病雜志，2015，23(4):50-53．［www．syxnf．net］

Tang MG，Qiu HK，Wang BH，et al．Impact of early enteral-intestinal dietary fiber combined with carbachol on intestinal mucosal barrier function of rats with diffuse craniocerebral injury［J］．Practical Journal of Cardiac Cerebral Pneumal and Vascular Disease，2015，23(4):50-53．

隨著臨床營養學的發展，腸道的消化、吸收功能及其重要的屏障保護功能逐漸受到關注。腸黏膜屏障的完整性一旦被破壞，則通透性增加、腸道細菌移位將引發失控性炎性反應，最終導致多臟器功能障礙(MODS)，且MODS是導致患者死亡的主要原因。但目前臨床針對腸黏膜屏障功能的保護措施有限，新方法尚未形成。膳食纖維是一種復雜的混合物的總稱，可為腸黏膜提供營養，利于腸上皮細胞的代謝及更新，卡巴膽堿具有抗炎作用。本實驗通過復制彌漫性顱腦損傷大鼠模型，探討早期胃腸給予膳食纖維復合卡巴膽堿對大鼠腸黏膜屏障功能的影響，現報道如下。

1 材料與方法

1．1 實驗動物清潔級Wistar大鼠126只，成年雄性，由北京維通利華實驗動物技術有限公司提供，體質量(350±20)g，適應性飼養1周，實驗前12 h禁食不禁水。

1．2 實驗試劑及儀器腸內營養試劑:卡巴膽堿(美國Sigma公司)、膳食纖維〔紐迪希亞(Nutricia荷蘭)制藥(無錫)有限公司〕、0．9%氯化鈉溶液(河北聯合大學附屬醫院制劑室);主要儀器:紫外可見分光光度記(DU-7)(美國Beckman公司)、A120S型電子天平(德國Sartorius公司)、TGL-16C高速臺式離心機(上海安亭科學儀器廠)Olympus顯微鏡(日本)、HPIAS-1000彩色病理圖像分析系統(武漢清平公司)。

1．3 實驗分組不規則抽取20只大鼠作為假手術組(對照組)，將其余106只大鼠按Marmarou模型制備法［1］制備大鼠彌漫性顱腦損傷模型，剔除建模不成功42只;將建模成功的64只大鼠按隨機數字表法分為0．9%氯化鈉溶液組(NS組，n=32)和膳食纖維復合卡巴膽堿組(DF+CAR組，n=32)。(1)對照組:自由飲水。(2)NS組:建模成功后采用0．9%氯化鈉溶液灌胃;(3)DF+CAR組:建模成功后采用膳食纖維(8 g·kg-1·d-1)+卡巴膽堿〔100 μg·kg-1·(12 h)-1〕灌胃，灌胃量保持在15 m l·kg-1·(6 h)-1，不足時加0．9%氯化鈉溶液。大鼠灌胃期間均自由飲水。3組大鼠分別于建模后6 h、12 h、24 h、48 h處死(對照組各時間點5只，NS組和DF+CAR組各時間點8只)。

1．4 模型制備采用10%水合氯醛3．5 ml/kg對大鼠進行腹腔注射麻醉后俯臥位固定于腦落體致傷床墊，頭

部備皮，以75%乙醇消毒后沿中線矢狀切開頭皮(約15 mm)，剝離骨膜，暴露冠狀縫與人字縫，將不銹鋼墊(直徑10 mm，厚3 mm)固定于大鼠冠狀縫與人字縫中間，而后銅柱(半球底面)沿垂直套管自由落下撞擊大鼠顱骨頂部鋼墊(打擊后即刻移開大鼠，以免打擊錘反彈造成頭部二次擊傷)，致傷沖擊力為0．675 kg，顱骨下陷約0．28 mm，直至大鼠重型彌漫性顱腦損傷后進行心肺復蘇，復蘇成功的大鼠常規消毒后縫合頭皮切口。對照組大鼠在10%水合氯醛3．5 ml/kg腹腔注射麻醉后只切開頭頂部皮膚，剝離骨膜后常規消毒縫合。

1．5 血漿二胺氧化酶(DAO)及D-乳酸水平檢測從大鼠心尖穿刺抽血，送北京304醫院創傷研究室由專人采用分光光度法檢測血漿DAO及D-乳酸水平，隨機單盲測值。

1．6 腸絨毛高度測定心尖穿刺采集完血樣后立即在距回盲部5 cm處向頭部取2 cm小腸進行固定、包埋、切片、HE染色。采用HPIAS-1000彩色病理圖像分析系統觀察HE染色切片，隨機單盲測值，每張切片順次取奇數視野，測20個小腸絨毛高度。

1．7 統計學方法采用SPSS 16．0統計學軟件進行數據處理，計量資料以(±s)表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用q檢驗。以P＜0．05為差異有統計學意義。

2 結果

2．1 血漿DAO水平3組大鼠建模后6 h、12 h、24 h、48 h血漿DAO水平比較，差異均有統計學意義(P＜0．05);NS組及DF+CAR組建模后血漿DAO水平均高于對照組，但DF+CAR組建模后6 h、12 h、24 h、48 h血漿DAO水平均低于NS組，差異有統計學意義(P＜0．05，見表1)。

表1 3組大鼠不同建模時間點血漿DAO水平比較(±s，U/m l)Table 1 Comparison of plasma DAO level among the three groups of rat at different time points

表1 3組大鼠不同建模時間點血漿DAO水平比較(±s，U/m l)Table 1 Comparison of plasma DAO level among the three groups of rat at different time points

注:與對照組比較，*P＜0．05;與NS組比較，△P＜0．05;NS組6 h、24 h各死亡1只，DF+CAR組24 h、48 h各死亡1只

5 0．23±0．07 0．27±0．03 0．21±0．08 0．29±0．02 NS組8 1．60±0．06*1．34±0．15*1．45±0．02*2．23±0．15*DF+CAR組8 1．52±0．03＊△0．99±0．03＊△0．96±0．18＊△0．86±0．02＊△F 6 h 12 h 24 h 48 h對照組組別只數0．00 0．00 0．00 0．00 1191．36 190．40 166．88 750．89 P值值

2．2 血漿D-乳酸水平3組大鼠建模后6 h、12 h、 24 h、48 h血漿D-乳酸水平比較，差異均有統計學意義(P＜0．05);NS組及DF+CAR組建模后血漿D-乳酸水平均高于對照組，但DF+CAR組建模后12 h、24 h、48 h血漿D-乳酸水平均低于NS組，差異有統計學意義(P＜0．05，見表2)。

表2 3組大鼠不同建模時間點血漿D-乳酸水平比較(±s，μg/ml)Table 2 Comparison of plasma D-lactate level among the three groups of rat at different time points

表2 3組大鼠不同建模時間點血漿D-乳酸水平比較(±s，μg/ml)Table 2 Comparison of plasma D-lactate level among the three groups of rat at different time points

注:與對照組比較，*P＜0．05;與NS組比較，△P＜0．05;NS組6 h、24 h各死亡1只，DF+CAR組24 h、48 h各死亡1只

組別只數5 2．30±0．87 2．35±0．64 1．96±0．93 2．14±0．59 NS組8 35．48±1．50*34．40±1．51*14．54±1．52*17．65±1．53*DF+CAR組8 33．66±1．47*31．52±1．51＊△11．33±1．44＊△7．46±1．67＊△F 6 h 12 h 24 h 48 h對照組0．00 0．00 0．00 0．00 1056．60 966．14 131．80 199．92 P值值

2．3 腸絨毛高度3組大鼠建模后6 h、12 h、24 h、48 h腸絨毛高度比較，差異均有統計學意義(P＜0．05); NS組及DF+CAR組建模后6 h、12 h、24 h腸絨毛高度低于對照組，NS組大鼠建模后48 h腸絨毛高度低于對照組，DF+CAR組建模后24 h、48 h腸絨毛高于NS組，差異有統計學意義(P＜0．05，見表3)。

表3 3組大鼠不同建模時間點腸絨毛高度比較(±s，μm)Table 3 Comparison of intestinal villis height among the three groups of rat at different time points

表3 3組大鼠不同建模時間點腸絨毛高度比較(±s，μm)Table 3 Comparison of intestinal villis height among the three groups of rat at different time points

組別只數35±10．20 NS組8 222．39±12．50*206．91±12．40*225．81±10．00*247．51±9．39*DF+CAR組8 231．03±11．33*216．96±8．97*238．30±10．85＊△265．54±10．38△F 6 h 12 h 24 h 48 h對照組5 274．10±10．98 260．34±7．98 264．31±9．21 275．0．00 0．00 0．00 0．00 32．20 43．73 22．16 13．34 P值值

注:與對照組比較，*P＜0．05;與NS組比較，△P＜0．05;NS組6 h、24 h各死亡1只，DF+CAR組24 h、48 h各死亡1只

3 討論

腸功能障礙是指腸實質和/或功能損害，導致消化、吸收和/或黏膜屏障功能障礙［2］。Malbrain等［3］將以腸缺血水腫、腸黏膜通透性增加為病理基礎的綜合征命名為急性腸損傷(ABI)或急性腸傷害綜合征(AIDS)，ABI/AIDS概括了機體在經受“三次打擊”后腸道自身最基本的病理改變及其與全身各器官損傷的關系，而腸道復蘇的核心為早期腸內營養(EEN)。黎介壽［2］研究表明，過早給予EN支持可能加重機體負擔，危重癥患

者在接受醫療處理24～48 h后呼吸、循環紊亂已得到基本糾正，內環境已進入較穩定狀態，此時應給予腸內營養(EN)。有研究表明，約50%的小腸黏膜營養和80%的結腸黏膜營養來自腸腔內營養物質。危重患者早期機體處于高分解代謝、腸黏膜細胞營養缺乏狀態，且應激狀態下機體交感系統興奮、胃腸血流減少、腸黏膜上皮細胞壞死、細胞凋亡增加均會破壞腸黏膜屏障，從而導致腸源性感染，甚至MODS。

膳食纖維不被機體消化吸收、不耗能、不增加腸道負擔，分為可溶和不可溶兩大類。可溶性膳食纖維的持水性可促進腸蠕動，減少腸內毒素的吸收;可溶性膳食纖維經腸道細菌發酵后產生短鏈脂肪酸可為腸黏膜上皮細胞供能，有益于腸黏膜上皮細胞的代謝及更新，維持腸黏膜屏障的完整。

卡巴膽堿是一種人工合成的擬膽堿藥物，不易被膽堿酯酶水解，具有完全擬乙酰膽堿(Ach)作用，與M膽堿受體結合可發揮擴血管、促進胃腸動力、增加腺體分泌等作用，與膽堿能N受體α7亞基結合可發揮積極的抗炎作用。有研究表明，卡巴膽堿可減少燒傷、膿毒癥后促炎因子的釋放，減輕腸黏膜水腫，增加胃腸血流，改善臟器功能［4-5］。

本研究結果顯示，彌漫性顱腦損傷大鼠腸絨毛短縮，血漿DAO及D-乳酸水平升高，提示腸黏膜損傷，完整性遭到破壞，通透性增加。DF+CAR組腸絨毛高度較NS組恢復快，在建模后24～48 h時表現明顯;血漿DAO及D-乳酸水平分別從建模后6 h、12 h時較NS組下降，提示膳食纖維復合卡巴膽堿可減輕彌漫性顱腦損傷大鼠腸黏膜的損傷情況，恢復其完整性，降低其通透性。其機制可能與以下因素有關:膳食纖維可促進胃腸蠕動，并為腸黏膜上皮細胞提供營養及能量，增加胃腸血流［6］，調節腸道菌群，益于益生菌的生長［7］;卡巴膽堿能促進胃腸動力恢復，當與N受體結合時還可發揮膽堿能抗炎作用，抑制促炎因子和炎性遞質的釋放，減輕腸道局部及全身炎性反應，減輕腸道水腫，增加腸黏膜血流量及液體吸收量［8］，抗氧自由基損傷［9］，抑制腸上皮細胞和淋巴細胞凋亡［10］，改善氧代謝指標［11］。

實驗過程中大鼠未出現明顯腹脹、腹瀉，未觀察到卡巴膽堿對大鼠呼吸、心率的明顯抑制作用，但直至建模48 h，DF+CAR組血漿DAO、D-乳酸水平及腸絨毛高度均未恢復至對照組水平，因此還需增加樣本量及延長實驗觀察時間，在不同動物模型中嘗試膳食纖維與卡巴膽堿的不同配比及不同給藥途徑，為臨床應用提供安全劑量及最佳給藥途徑。

綜上所述，早期腸內給予膳食纖維復合卡巴膽堿對彌漫性顱腦損傷大鼠腸黏膜屏障功能有一定的保護作用。

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Im pact of Ear ly Enteral-intestinal Dietary Fiber Combined w ith Carbachol on Intestinal M ucosal Barrier Function of Rats w ith Diffuse Craniocerebral Injury

TANG Ming-gui，QIU Han-kun，WANG Bao-hua，et al．
ICU of the Affiliated Hospital of Hebei United University，Tangshan 063000

Objective To investigate the impact of early enteral-intestinal dietary fiber combined with carbachol on intestinal mucosal barrier function of rats with diffuse craniocerebral injury．M ethods A total of 126 cleaning Wistar rats were enrolled，and 20 rats were irregularly selected as control group and were given free drinking only;other rats were prepared for diffuse craniocerebral injury models by Marmarou method，and finally successfully prepared 64 rats．According to random number table，the 64 rats were divided into groups A and B，each of 32 rats，rats of A group were given gavage of 0．9%sodium chloride injection，rats of B group were given gavage of dietary fiber combined with carbachol，at a dose of 15 ml·kg-1·(6 h)-1(0．9%sodium chloride injection as supplement)．After 6，12，24，48 hours of modeling，rats of each group were killed respectively(5 rats in control group，8 rats in groups A and B，respectively)，and plasma levels of DAO and D-lactate，intestinal villis height were compared．Results Plasma DAO level of groups A and B was statistically significantly higher than that of control group after 6，12，24，48 hours of modeling，respectively;while plasma DAO level of B group was statistically significantly lower than that of A group after 6，12，24，48 hours of modeling，respectively(P＜0．05)．Plasma D -lactate level of groups A and B was statistically significantly higher than that of control group after 6，12，24，48 hours of modeling，respectively;while plasma D-lactate level of B group was statistically significantly lower than that of A group after 12，24，48 hours of modeling，respectively(P＜0．05)．Intestinal villis height of groups A and B was statistically significantly lower than that of control group after 6，12，24，48 hours of modeling，intestinal villis height of A group was statistically significantly lower than that of control group after 48 hours of modeling，intestinal villis height of B group was statistically significantly higher than that of A group after 24，48 hours of modeling(P＜0．05)．Conclusion Early enteral-intestinal dietary fiber combined with carbachol has some protective effect on intestinal mucosal barrier function of rats with diffuse craniocerebral injury．

Intestinal mucosa;Craniocerebral trauma;Dietary fiber;Carbachol;Diamine oxidase;D-lactate; Rats，Wistar

R 322．45

A

10．3969/j．issn．1008-5971．2015．04．015

2015-02-03;

2015-04-13)

(本文編輯:毛亞敏)

唐山市科技局基金資助項目(13130284z)

063000河北省唐山市，河北聯合大學附屬醫院ICU(唐明貴，王寶華，王印華，柴海霞，浦踐一);秦皇島市第一醫院ICU(邱涵坤，邱方)

浦踐一，063000河北省唐山市，河北聯合大學附屬醫院ICU;E-mail:pjy1971_5@sina．com