腹內(nèi)高壓對腸黏膜屏障功能損傷的實驗研究

劉成義 黨彤

摘要：目的：研究不同程度腹內(nèi)高壓對大鼠腸黏膜屏障功能的影響及可能機制。方法：將45只成年雄性SD大鼠隨機分為對照組、腹內(nèi)壓10mmHg組和20mmHg組，每組15只，檢測腸粘膜組織勻漿中丙二酸（MDA）、還原型谷胱甘肽（GSH）、超氧化物歧化酶（SOD），光鏡下觀察腸組織病理形態(tài)學變化，以上各組設(shè)有相應(yīng)對照組，對照組不充入氮氣。結(jié)果：1.腹內(nèi)壓（IAP）為10mmHg和20mmHg組大鼠腸道轉(zhuǎn)運功能減弱。2.兩組氣腹組腸粘膜SOD、GSH水平及MDA含量與相應(yīng)對照組比較無顯著差異（P>0.05）。3.在光鏡下看，對照組術(shù)后腸道黏膜未見明顯損害。IAP10mmHg組腸粘膜絨毛上皮細胞結(jié)構(gòu)完整，排列整齊，小腸黏膜上皮下間隙偶爾增大提示小腸絨毛毛細血管充血，IAP20mmHg組觀察到不同程度的腸黏膜上皮細胞改變，小腸粘膜淤血，黏膜上皮水腫，上皮下細胞間隙擴張，部分腸黏膜絨毛頂端上皮細胞變性、壞死、微絨毛脫落，部分絨毛頂端破損，一些腺體顯示不清。結(jié)論：1.腹內(nèi)壓為10mmHg和20mmHg的N2氣腹可導(dǎo)致大鼠腸道轉(zhuǎn)運功能明顯減弱。2.N2氣腹壓升高所致腸粘膜氧化應(yīng)激可能是腸粘膜屏障功能損傷的機制之一。

關(guān)鍵詞：氣腹;腹內(nèi)壓;腸蠕動功能;腸粘膜屏障;氧化應(yīng)激

【中圖分類號】R57 ?【文獻標識碼】A ?【文章編號】1673-9026（2020）09-047-02

腹腔室隔綜合征（ACS），廣義地定義為增加腹內(nèi)壓（IAP）增高導(dǎo)致的器官功能障礙。是多種內(nèi)外科危重疾病的并發(fā)癥，其危害性近年來逐漸被人們認識和重視[1-2]。我們已發(fā)現(xiàn)，腹內(nèi)高壓（IAH）可導(dǎo)致腸道血流量大幅度降低、產(chǎn)生大量的氧自由基，在這個過程中可能會損傷腸粘膜屏障損，脂質(zhì)過氧化作用可能起主要作用，盡早干預(yù)對于改善患者預(yù)后有重要意義。

本研究的目的在于觀察腹腔高壓狀態(tài)下氧化應(yīng)激對腸道的損害作用。該試驗著重于腹內(nèi)高壓時腸粘膜對抗氧化劑的易感性和腸細胞的氧化損傷。通過對腸粘膜氧化還原相關(guān)酶的檢測及病理形態(tài)學的觀察，揭示對腸道氧化還原的影響，為臨床防治相關(guān)疾病提供實驗依據(jù)。

目前對腸粘膜屏障功能損傷的檢測方法比較多，丙二酸（MDA）是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的終產(chǎn)物，測試MDA的量常常可反映機體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度，間接反映細胞損傷程度;還原型谷胱甘肽（GSH）是機體內(nèi)最重要的非酶性抗氧化物，具有清除自由基的作用，量的多少是衡量機體抗氧化能力大小的重要因素;而超氧化物歧化酶（SOD）活力的高低間接反應(yīng)了機體清除氧自由基的能力。

在上述研究的基礎(chǔ)上，我們建立不同壓力的氣腹模型，觀察小腸粘膜MDA、GSH、SOD水平的變化，比較10mmHg和20mmHg的N2氣腹對小腸粘膜損傷的影響并探討其發(fā)生的可能機制。

1.材料和方法 ?主要試劑與儀器

1.1主要實驗試劑

丙二醛（malondialdehyde，MDA）、還原型谷胱甘肽（reduced glutathione，GSH）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）酶活性檢測試劑盒購自南京建成生物公司。

1.2實驗儀器

紫外分光光度計（LAMB DABIO20，美國）;

酶標儀（MK3，Thermo ElECIRON Corpcration，美國）;

2 實驗動物

健康成年雄性SD（Sprague-Dawley）大鼠45只（購于廣西醫(yī)科大學動物實驗中心），體質(zhì)量為250-320g。

3 實驗設(shè)計

3.1動物模型的建立

采用氮氣氣腹[3]動物術(shù)前禁食12h，自由飲水。按照0.35 mL/kg體質(zhì)量腹腔內(nèi)注射10%水合氯醛注射液進行動物麻醉。麻醉后仰面固定，腹壁備皮，頭皮針通過腹肌穿刺入左腹腔，荷包縫合結(jié)扎腹壁穿刺孔，外接氣體注入裝置充入氮氣，維持一定的壓力值以制作大鼠IAH模型。

3.2分組

依據(jù)腹內(nèi)壓力不同將實驗動物隨機分為腹內(nèi)壓10 mmHg組和20 mmHg組兩氣腹組各按維持氣腹第1、2、4小時分為3組，每組5只SD大鼠對照組（假手術(shù)組）不充氮氣，解除氣腹后立即處死大鼠。

4統(tǒng)計學分析

定量檢測數(shù)據(jù)用均數(shù)土標準差（）表示，應(yīng)用統(tǒng)計軟件SPSS13.0。三組數(shù)據(jù)間的比較釆用單因素方差分析分析，多個樣本均數(shù)間的兩兩比較采用t檢驗。兩組間比較采用檢驗，p<0.05為差異有顯著性統(tǒng)計學意義。

5結(jié)果

1腸道蠕動功能的變化

在IAP20mmHg組大鼠腸道轉(zhuǎn)運功能明顯減弱，其中正常對照組和IAP10mmHg組濃度高峰位于下段空腸，組濃度高峰位于中上段空腸。

2空腸黏膜改變情況

在光鏡下看，對照組術(shù)后腸道黏膜未見明顯損害，顯示正常柱狀上皮。實驗組在IAH后表現(xiàn)從上皮水腫到不同程度退變的結(jié)構(gòu)改變，以及絨毛剝脫和萎陷。損害程度與IAH壓力和維持的時間相關(guān)。IAH10mmHg組腸粘膜絨毛上皮細胞結(jié)構(gòu)完整，排列整齊，小腸黏膜上皮下間隙偶爾增大提示小腸絨毛毛細血管充血，IAP20mmHg組觀察到不同程度的腸粘膜上皮細胞改變，小腸粘膜淤血，粘膜上皮水腫，上皮下細胞間隙擴張，部分腸黏膜絨毛頂端上皮細胞變性、壞死、自絨毛脫落，部分絨毛頂端破損，一些腺體顯示不清。與IAH維持的時間相關(guān)。IAP20mmHg 1小時組標本顯示柱狀上皮不規(guī)則變形，胞裝基底空泡形;IAP20mmHg 2小時組表皮細胞上浮并在絨毛頂端脫落;IAP20mmHg 4小時組顯示絨毛廣泛脫落、萎陷，續(xù)毛上部的腸上皮細胞上浮，與統(tǒng)毛分離。

3腹內(nèi)壓對腸黏膜組織中氧化應(yīng)激指標的影響

兩組氣腹組腸粘膜SOD、GSH水平及MDA含量與相應(yīng)對照組比較差異不顯著（P>0.05）。結(jié)果表明，不同壓力大小及作用時間沒有改變氧化還原物質(zhì)MDA、GSH及氧化還原相關(guān)酶SOD的活性。見表2-1，2-2，2-3。

討論

近年來，臨床ICU醫(yī)生認為腹內(nèi)壓已成為評估患者腹部問題的一項預(yù)后參數(shù)。在臨床上當IAP達到一定的水平時，癥狀將會出現(xiàn)，如少尿，肺動脈高壓，缺氧，心輸出量減少，低血壓和酸中毒。腹腔內(nèi)高壓（IAH）定義為在標準測壓中記錄到的IAP數(shù)值持續(xù)≧12mmHg。腹腔室間隔綜合征是指IAP數(shù)值逐漸穩(wěn)定上升并且>20mmHg伴或不伴有腹腔灌注壓，<60mmHg，同時合并有新的器官功能障礙和衰竭[5]。目前的研究主要旨在闡述IAH和ACS狀態(tài)下機體病理生理改變。

胃腸道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境失衡，胃和結(jié)腸內(nèi)條件致病菌大量繁殖，并向小腸內(nèi)遷移，經(jīng)破損的腸粘膜屏障侵入循環(huán)系統(tǒng)細菌內(nèi)毒素易位[6]，進而導(dǎo)致膿毒血癥[7]。

胃腸道是與外界相通的器官，生理情況下由于胃和小腸獨特的生理環(huán)境，使其保持相對無菌狀態(tài)，而結(jié)腸內(nèi)含有大量的細菌和內(nèi)毒素。Border等[8]認為，胃腸道粘膜屏障破損，經(jīng)久不愈，所以在消化系統(tǒng)中的細菌和毒素持續(xù)侵入循環(huán)血內(nèi)，激活全身白細胞系統(tǒng)，特別是單核巨噬細胞系統(tǒng)，持續(xù)釋放大量的細胞因子和炎癥介質(zhì)，導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)綜合征（SIRS），最終發(fā)展為多器官功能障礙綜合征（MODS）。

腹內(nèi)壓升高，胃腸道反應(yīng)最為敏感，是最早受損的器官。我們以往研究表明，IAH可導(dǎo)致呼吸、循環(huán)功能的紊亂，并顯著降低腸粘膜血流量。程君濤等[9]指出增加腹內(nèi)壓增高引起的小腸血流量顯著降低，20mmHg和30mmHg腸黏膜血流量較正常對照組減少44%和80%。

N2氣腹中腸粘膜屏障功能的變化

當腹腔高壓時，往往導(dǎo)致腸粘膜缺血缺氧損害，腸孺動功能障礙，嚴重者可出現(xiàn)中毒性腸麻痹。既往多釆用碳素墨汁活性炭灌胃的方法進行研究。本實驗利用分光光度計結(jié)合腸道比例法進行大鼠腸蠕動功能研究。本實驗表明腸道轉(zhuǎn)運功能的變化在IAP20mmHg組大鼠腸道轉(zhuǎn)運功能明顯減弱，在IAP10mmHg組改變不明顯，提示IAP20mmHg可以導(dǎo)致腸蠕動功能障礙。

氧自由基的生成其中主要為MDA，故檢測腸粘膜組織中MDA含量，可反應(yīng)腸道脂質(zhì)過氧化損傷[10]間接反映出機體細胞受氧自由基攻擊的嚴重程度。谷胱甘肽（GSH）是體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)的主要組成部分，能拮抗外源性毒素，氧自由基損傷，調(diào)節(jié)機體免疫功能，抑制細胞調(diào)亡，以維持細胞蛋白的結(jié)構(gòu)和功能。

正常狀態(tài)下，體內(nèi)抗氧化性物質(zhì)和氧化性物質(zhì)通過各種酶和蛋白質(zhì)的精密基因表達調(diào)控，保持氧化還原狀態(tài)處于動態(tài)平衡[11]。抗氧化酶系統(tǒng)在活性氧清除的過程中起了極其重要的作用。我們研究表明兩組氣腹組腸粘膜SOD、GSH水平均與相應(yīng)對照組略有減少，MDA有增加，但無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。提示通過氧化應(yīng)激可以造成腸黏膜的損害，但不是唯一，除上述氧化還原應(yīng)激指標外，IAH還可能通過其他機制造成腸粘膜組織結(jié)構(gòu)的損害。近年研究表明[12]，缺血再灌注損傷也可能導(dǎo)致ACS。預(yù)計在此類型的損傷是可逆的變化，但在高溫的IAP，組織可能不可逆的損壞。

結(jié)論

1.腹內(nèi)壓為10mmHg和20mmHg的N2氣腹可導(dǎo)致SD大鼠腸道轉(zhuǎn)運功能明顯減弱。

2.N2氣腹壓升高所致腸粘膜氧化應(yīng)激可能是腸粘膜屏障功能損傷的機制之一

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作者簡介：劉成義，男，1949年4月生，內(nèi)蒙古包頭人，研究生，研究方向：消化胃腸。

作者單位：

1包頭醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院 ?內(nèi)蒙古包頭 ?014000 ?2消化疾病防治內(nèi)蒙古自治區(qū)工程研究中心 ?內(nèi)蒙古包頭 ?014030 ?3化疾病防治內(nèi)蒙古自治區(qū)工程研究中心 ?內(nèi)蒙古包頭 ?014000