邊國梁,石承先
豚鼠急性膽囊炎對Oddi括約肌的影響
邊國梁1,石承先2
目的:觀察豚鼠急性膽囊炎時Oddi括約肌形態(tài)和功能變化,探討膽源性急性胰腺炎的發(fā)病機制。方法:英國短毛種豚鼠20只,隨機分為兩組,對照組(A組),開腹后漿膜接觸電極測Oddi括約肌肌電活動,用4/25 powerLab壓力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)測量膽管內(nèi)壓力;急性膽囊炎組(B組)開腹后膽囊內(nèi)注射大腸桿菌和膽石混懸液誘發(fā)急性膽囊炎。飼養(yǎng)10 d后再次開腹測肌電活動和膽管及Oddi括約肌壓力,并觀察其病理組織學(xué)變化。結(jié)果:B組Oddi括約肌的肌電振幅、肌電簇持續(xù)時間、基礎(chǔ)壓、峰壓和收縮頻率明顯高于A組(P<0.01);與A組比,B組光鏡下Oddi括約肌內(nèi)炎性細胞浸潤,平滑肌組織排列紊亂,有較多的膠原纖維和結(jié)締組織。結(jié)論:急性膽囊炎時,豚鼠Oddi括約肌肌電振幅、肌電簇持續(xù)時間、基礎(chǔ)壓、峰壓和收縮頻率明顯異常,病理組織學(xué)出現(xiàn)炎性細胞浸潤和平滑肌組織排列紊亂。
急性膽囊炎;Oddi括約?。浑嗍?;膽道測壓
急性膽囊炎可以引起急性胰腺炎,但膽囊炎時Oddi括約?。╯phincter of oddi,SO)有何變化尚不清楚。本研究通過制作急性膽囊炎動物模型,觀察膽囊炎狀態(tài)下SO肌電活動、壓力和形態(tài)變化,以了解SO可能對膽胰疾病的影響。
1.1 動物分組 英國短毛種豚鼠20只,雌雄不限,體重400~500 g,采用隨機數(shù)字表法分成兩組:對照組(A組)和急性膽囊炎組(B組)。
1.2 主要儀器 4/25 PowerLab壓力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(澳大利亞ADInstruments Pty Ltd公司)、PBG-1型生理實驗屏蔽柜(上海華巖儀器設(shè)備公司)、SWF-1微電極放大器(上海華巖儀器設(shè)備公司)、RM6240型多通道生理儀(成都生物儀器廠)、胃腸肌電信號采集處理的軟件系統(tǒng)(成都生物儀器廠)、LEICA EG 1140石蠟包埋機(德國LEICA公司)、LEICA RM 2145切片機(德國LEICA公司)、LEICA 570C圖像分析儀(德國LEICA公司)。
1.3 模型復(fù)制 B組術(shù)前禁食12 h,1%戊巴比妥鈉(25 mg/kg)腹腔內(nèi)注射麻醉。按外科無菌要求手術(shù),采用上腹壁正中切口入腹。尋及膽囊,穿刺注入含大腸桿菌加膽石的混懸液2 mL,縫扎針孔,鈦夾阻斷一半膽囊管造成部分梗阻。A組僅開腹并輕輕觸動十二指腸及膽囊,即假手術(shù)。兩組分籠喂養(yǎng),自由進水。術(shù)后10 d再次原切口入腹,雙極金屬鉤狀電極采集肌電信號,硫酸鎂灌注法測Oddi括約肌壓力,心臟采血,處死,取Oddi括約肌作標(biāo)本。
1.4 觀察指標(biāo)
1.4.1 一般情況 觀察動物的一般情況,如活動、精神、進食狀況等。
1.4.2 檢測SO肌電活動 把2塊有機玻璃打磨成6 cm×0.8 cm×0.5 cm條塊,沿縱軸打磨出兩條平行凹槽,并把2根直徑0.35 mm、長度12 cm的不銹鋼毫針分別放入兩條平行凹槽中。用黏合劑粘連2塊有機玻璃,將不銹鋼毫針包于其中,前端暴露出金屬電極5 cm,用于插入測量肌電;后端暴露約1 cm,用于連接導(dǎo)聯(lián)。在有機玻璃條塊中部橫向打磨出一凹槽,以備使用絲線懸吊。于毫針尖端0.5 mm處彎曲90°,呈鉤狀,有利于電極的固定。將動物移入PBG-1型生理實驗屏蔽柜,下肢及屏蔽柜接地以排除外界干擾。直視下將雙極鉤狀金屬電極通過漿膜層刺入十二指腸乳頭,勿刺透十二指腸腸壁。調(diào)整不銹鋼萬能支架使之保持一定張力和適當(dāng)?shù)慕嵌?。同樣方法分別在十二指腸乳頭下方1.0、2.0 cm處放置雙極鉤狀金屬電極于十二指腸腸壁,用于記錄十二指腸肌電變化。每隔1 h漿膜表面噴灑少量生理鹽水,防止表面干燥。調(diào)整電極的方向使之與地平面成5°~60°,并與膈肌運動方向一致。實驗參數(shù):速度500 ms/div,靈敏度1.00 my,時間參數(shù)1 s,濾波頻率10 Hz,同時再次疊加10 Hz高通濾波。雙極金屬鉤狀電極采集到的肌電信號,傳入SWF-1微電極放大器,放大信號然后傳入RM6240型多通道生理儀,計算機上使用專門胃腸肌電信號采集處理的軟件系統(tǒng)處理后儲存。用肌電簇(myoelectronic activity of SO,MASO)及鋒電位(spike potentials of SO,SPSO)作為觀察指標(biāo),分別記錄其發(fā)生的頻率和波幅。每只動物記錄120~150 min。
1.4.3 測定膽總管和SO壓力 麻醉豚鼠,膽總管近端縱行切開置入測壓導(dǎo)管,采用AD Instruments Pty Ltd公司PowerLab壓力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進行測定。首先完成電腦測壓系統(tǒng)的參數(shù)及靈敏度設(shè)置。將直徑為1.56 mm硬尼龍導(dǎo)管尖端封閉,距尖端10 mm處開一個直徑約1 mm側(cè)孔,改制成單腔測壓導(dǎo)管。將測壓導(dǎo)管(導(dǎo)管內(nèi)充滿生理鹽水,驅(qū)趕測壓導(dǎo)管內(nèi)的全部氣泡)與MLA 844生理學(xué)壓力換能器、ML 110橋式放大器、Powerlab(4/25 4通道)主機以及配有測壓軟件的計算機依次相連。將壓力曲線零點位定標(biāo)。將導(dǎo)管順行插入十二指腸,以十二指腸壓力為基線,分別于十二指腸、膽管下段SO處記錄壓力曲線5 min。測壓導(dǎo)管生理鹽水灌注速度為15 mL/h,記錄走紙速度為60 mm/min。測壓所得原始數(shù)據(jù)自動保存。
1.5 病理學(xué)檢查 取oddi括約肌用2.5%戊二醛固定,再用1%鋨酸固定,95%酒精脫水后用環(huán)氧樹脂包埋,超薄切片用醋酸鈉枸櫞酸鉛染色,光鏡觀察。
1.6 數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)均經(jīng)SPSS 13.0軟件處理,以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,組間數(shù)據(jù)比較采用t檢驗。P<0.05表示有顯著意義。
2.1 一般情況 A組動物一般情況良好,活動、反應(yīng)敏捷,能進食,無精神萎靡及嘔吐等現(xiàn)象。B組動物一般情況稍差,能活動,進食少量,無嘔吐。
2.2 SO肌電活動的變化 B組SO肌電活動的振幅和肌電簇持續(xù)時間顯著高于A組(P<0.01),但兩組SPSO的頻率無明顯差別(P>0.05)。見表1。
表1 2組動物SO肌電比較()
表1 2組動物SO肌電比較()
注:與A組比較,aP<0.01
組別A組B組n 10 10振幅(uv)30.08±12.03 54.92±11.37a肌電簇持續(xù)時間(ms)404.64±54.13 728.70±162.56a頻率(次/min)17.03±1.52 16.16±0.96
2.3 SO基礎(chǔ)壓、峰壓、收縮頻率和膽總管內(nèi)壓的變化 B組的SO基礎(chǔ)壓、峰壓、收縮頻率和膽總管內(nèi)壓均顯著高于A組(P<0.01)。見表2。
表2 2組動物SO壓和膽總管壓力的變化()
表2 2組動物SO壓和膽總管壓力的變化()
注:與A組比較,aP<0.01
組別n S O基礎(chǔ)壓(m m H g)S O峰壓(m m H g)S O收縮頻率(次/ m i n)膽總管內(nèi)壓(m m H g)A組B組1 0 1 0 1 8 . 5 4 ± 4 . 3 1 2 5 . 4 8 ± 1 0 . 1 3a2 8 . 7 9 ± 5 . 7 7 3 8 . 4 7 ± 6 . 0 9a7 . 4 ± 1 . 1 1 3 . 2 1 ± 2 . 0 8a1 5 . 0 2 ± 2 . 2 1 1 8 . 0 7 ± 4 . 2 9a
2.4 Oddi括約肌病理組織學(xué)變化 B組SO平滑肌排列紊亂,伴炎性細胞浸潤,有較多的膠原纖維和結(jié)締組織(圖1)。A組所見平滑肌排列正常,無纖維化和透明變形(圖2)。
Oddi括約肌功能障礙(sphincter of oddi disfuction,SOD)指Oddi括約肌不能正常地舒張時,膽汁和(或)胰液引流不暢,導(dǎo)致膽汁淤積和(或)胰腺炎,表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的上腹痛、淀粉酶升高甚或黃疽等。Oddi括約肌功能障礙分膽管型和胰管型。胰管型Oddi括約肌功能障礙與急性胰腺炎相似,膽道型Oddi括約肌功能障礙的癥狀類似于膽囊功能障礙。
圖1 急性膽囊炎組
圖2 對照組
膽道測壓是診斷Oddi括約肌功能障礙的金標(biāo)準(zhǔn)[1]。正常情況下,人膽總管壓力為8.8~17 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa),Oddi括約肌壓力為30 mmHg[2]。本實驗所測得正常對照組豚鼠膽總管內(nèi)壓為(15.02±2.21)mmHg,與文獻報道人膽總管壓力接近。觀察還發(fā)現(xiàn),B組的Oddi括約肌基礎(chǔ)壓、峰壓、收縮頻率、膽總管內(nèi)壓均明顯高于對照組,說明在豚鼠發(fā)生膽囊炎時,Oddi括約肌發(fā)生功能異常。一般認為,在人類Oddi括約肌功能障礙時,Oddi括約肌基礎(chǔ)壓力>40 mmHg。雖然本研究發(fā)現(xiàn)豚鼠在麻醉靜息狀態(tài)下Oddi括約肌基礎(chǔ)壓力未超過40 mmHg,但Oddi括約肌基礎(chǔ)壓、峰壓、收縮頻率、膽總管內(nèi)壓均值均明顯高于對照組,處在高于正常的狀態(tài),這可能是在膽囊炎時暴飲暴食等后易誘發(fā)急性胰腺炎的重要原因之一。
李虎城等[3]研究發(fā)現(xiàn),在正常家兔空腹的狀態(tài)下Oddi括約肌可出現(xiàn)單發(fā)的鋒電位,此時的Oddi括約肌處于一種松弛的狀態(tài),可以充盈膽囊、阻止膽汁排入十二指腸并防止十二指腸液反流入膽道。而在家兔進食以后數(shù)分鐘出現(xiàn)Oddi括約肌電簇,此時的Oddi括約肌處于一種蠕動狀態(tài)從而將膽汁排入十二指腸。本研究發(fā)現(xiàn),細菌致膽囊炎模型的動物在麻醉空腹?fàn)顟B(tài)下出現(xiàn)Oddi括約肌肌電活動變?yōu)镺ddi括約肌電簇,提示Oddi括約肌運動方式發(fā)生了改變。存在膽囊炎時,Oddi括約肌肌電振幅和肌電簇持續(xù)時間明顯高于正常,相應(yīng)地Oddi括約肌基礎(chǔ)壓、Oddi括約肌峰壓和收縮頻率亦顯著高于對照組,表明在膽囊炎時存在Oddi括約肌功能障礙。研究表明[4],Oddi括約肌功能障礙可引起急性胰腺炎,提示這可能是膽囊炎易引起急性胰腺炎的重要原因之一。本研究還發(fā)現(xiàn),動物發(fā)生急性膽囊炎時,不僅Oddi括約肌功能發(fā)生了上述改變,而且Oddi括約肌形態(tài)也有一定的輕微變化,這也可能是膽囊切除術(shù)后部分發(fā)生膽囊切除術(shù)后綜合征的原因之一。
Oddi括約肌膽管壓力和肌電活動變化的具體生物學(xué)調(diào)節(jié)機制目前尚不明確,可能存在的原因是:Oddi括約肌和膽囊均是膽囊收縮素(cholecystokinin, CCK)受體的主要存在部位,生理條件下膽囊收縮素促進膽囊收縮并使Oddi括約肌處于舒張狀態(tài)從而有利于膽汁的排泄,并協(xié)調(diào)二者之間的運動;膽囊起著儲存、濃縮和緩沖膽汁的作用,在膽囊炎癥時其作用減弱,從而導(dǎo)致部分膽汁在分泌后不進入膽囊而直接排入了十二指腸,若要維持膽道的正常壓力,Oddi括約肌需要改變以前定時蠕動的規(guī)律,不斷蠕動以將膽汁排入十二指腸。當(dāng)膽囊炎癥明顯時,二者之間的協(xié)同作用相應(yīng)減弱,CCK對Oddi括約肌的直接激動作用可能占優(yōu)勢,可能導(dǎo)致Oddi括約肌的蠕動增強。但這種影響究竟是通過何種具體方式、途徑來實現(xiàn),尚需進一步深入的研究。
[1]陳仕珠,沙建萍,陳旭春,等.膽汁反流性胃炎患者Oddi括約肌松弛不良,硝苯吡啶改善膽囊排空作用研究[J].世界華人消化雜志, 1999,7(12):1020-1023.
[2]黃志強.黃志強膽道外科[M].濟南:山東科學(xué)出版社,1998:48.
[3]李虎城,董家鴻,陳飛,等.Oddi括約肌肌電活動實驗?zāi)P偷慕J].中華消化外科雜志,2007,10(6):377-380.
[4]Chen JWC,Thomas A,Woods CM,et al.Sphincter of Oddi dysfunc?tion produces acute pancreatitis in the possum[J].Gut,2000,47(4): 539-545.
(收稿:2012-08-10 修回:2013-09-26)
(責(zé)任編輯 劉洪斌)
Influence of Acute Cholecystitis on Sphincter of Oddi in Guinea Pig
BIAN Guo-liang,SHI Cheng-xian.Depatment of Hepatobiliary Surgery,Qilu Hospital Of Shan Dong University,Huantai Branch,Zibo(256400),China
Objective To investigate functional changes of sphincter of oddi and morphologie changes in acute cholecystitis.MethodsTwenty England short-hair guinea pigs were randomly divided into two groups. Contrast group(Group A)was normal control and sham operation.Acute cholecystitis(Group B)were induced by injection of Escherichia coli and gall-stone suspension into the cholecyst in the operation.Myoelectronic activity of the sphincter of Oddi(SO)and bile duct pressure were measured separately by subserosal contacted electrode and 4/25 power transfoming system 10 days after operation.Pathology changes of SO were observed by using light microscope.ResultsSpike potentials of SO,myoelectronic activity of SO,SO basal pressure,SO contrac?tile amplitude and SO contractile frequency in group B obviously increased as compared with group A(P<0.01); the infiltration of inflammatory cells,derangement of smooth muscle tissues,more collagen fibers and connective tissues were observed in SO of group B as compared with group A.ConclusionSO spike potentials,myoelec?tronic activity,basal pressure,contractile amplitude and Sphincter of oddi contractile frequency obviously show abnormal in acute cholecystitis with guinea pig,the infiltration of inflammatory cells and derangement of smooth muscle tissues appear in pathologic histology.
Acute cholecystitis;sphincter of oddi;guinea pig;bile duct pressure
Q95-33;R657.41
A
1007-6948(2013)05-0534-03
10.3969/j.issn.1007-6948.2013.05.015
1.山東大學(xué)齊魯醫(yī)院桓臺分院肝膽外科(淄博 256400)
2.貴州省人民醫(yī)院肝膽外科(貴陽 550002)
石承先,E-mail:chengxianl@yahoo.com.cn