戴 利,羅利娜,曾秋霞
胃缺血再灌注損傷(gastric ischemia-reperfusion injury,GI-RI)是臨床常見的一種病理現(xiàn)象,腫瘤壞死因子-α(TNF-α)在胃缺血再灌注損傷中發(fā)揮著重要作用[1,2]。研究表明,低溫能抑制缺血再灌注損傷所致的 TNF-α水平,減輕組織損傷[3-5]。為了證實低溫腸內(nèi)喂養(yǎng)是否在胃缺血再灌注損傷中同樣具有減輕組織損傷作用,本研究應(yīng)用大鼠建立胃缺血再灌注模型,灌入不同溫度腸內(nèi)營養(yǎng)液,探討其作用及可能作用機制。
1.1 動物模型及分組 選取健康雄性SD 4月齡大鼠40只,體重250g~280g,肛溫37.1℃~38.5℃,由南華大學(xué)動物中心提供,實驗動物合格證號:SYXK(湘)2010-0006,實驗方法符合動物倫理學(xué)要求。將大鼠隨機分為腸內(nèi)喂養(yǎng)溫度10℃組、24℃組、32℃組、40℃組。實驗前禁食18h,自由飲水。按 Wada等[6]方法建立胃缺血-再灌注模型,給予10%水合氯醛腹腔麻醉,仔細(xì)分離腹腔動脈及周圍組織,用無創(chuàng)動脈夾夾閉腹腔動脈30min后去除動脈夾,關(guān)腹。
1.2 腸內(nèi)營養(yǎng) 選用德國Milupa GmbH公司生產(chǎn)的百普素,為短肽型腸內(nèi)營養(yǎng)制劑,126g加水配制成500mL,1mL=1kcal(1kcal=4.18kJ),所有營養(yǎng)液均于灌胃前30min配制,分別放于已設(shè)定溫度的恒溫水浴箱中。每只大鼠按各自手術(shù)時間術(shù)后2h開始腸內(nèi)喂養(yǎng),第1個24h攝入量為正常大鼠日需總量[200 kcal/(kg·d)]的1/3,第2個24h攝入量為總量的1/2,每日6次按時灌胃。
1.3 主要試劑盒 兔抗TNF-α多克隆抗體(美國Bioworld公 司),大 鼠 TNF-αELISA 試 劑 盒 (Biosource公司)。
1.4 測定樣品的制備 大鼠胃缺血再灌注損傷術(shù)后48h予深麻醉下取心臟靜脈血5mL后開腹取胃并迅速測定胃黏膜損傷指數(shù),留取腺胃測定TNF-α水平。
1.5 胃黏膜損傷指數(shù)測定 將每個鼠胃進(jìn)行編號后由一位不參與實驗的觀察者在10倍放大鏡下測定胃黏膜損傷指數(shù)。按Guth等[7]標(biāo)準(zhǔn):斑點糜爛計1分;糜爛長度<1mm計2分;1mm~2mm計3分;2mm~4mm計4分;>4mm計5分;若寬度>1mm加倍得分。每個胃所得總分即為該鼠的胃黏膜損傷指數(shù)。
1.6 胃黏膜TNF-α的表達(dá)測定 采用SABC法行TNF-α免疫組化測定,胃黏膜上皮細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞胞漿內(nèi)出現(xiàn)棕黃色顆粒者為陽性表達(dá)。隨機測試5個高倍視野,采用Image-pro plus圖像分析軟件進(jìn)行陽性細(xì)胞計數(shù),計算每個視野均值。判斷結(jié)果:①依據(jù)陽性細(xì)胞數(shù)量計分:陽性細(xì)胞數(shù)為0計0分,≤25%計1分,26%~50%計2分,51%~75%計3分,>75%計4分。②依據(jù)細(xì)胞著色強度計分:無色為0分,淡黃色為1分,棕黃色為2分,棕褐色為3分。③數(shù)量積分與著色強度積分相加,0分為(-),2分~3分為(±),4分~5分為(+),6分~7分為(++)。其中(-)和(±)判為陰性,(+)和(++)判為陽性[8]。
1.7 血清TNF-α含量測定 采用雙抗夾心ELISΑ法檢測血清TNF-α含量。
1.8 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS13.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)描述、方差分析、Kruskal-WallisH檢驗、Nemenyi法進(jìn)行兩兩比較。采用Pearson、Kendall相關(guān)分析,α值界定為0.05。
2.1 大鼠術(shù)后存活狀況 大鼠胃缺血再灌注損傷術(shù)后10℃組、24℃組、32℃組、40℃組各有8只、9只、9只、7只存活至實驗結(jié)束。
2.2 胃黏膜損傷指數(shù) 實驗各組所有大鼠胃黏膜均可見不同程度的點狀、條索狀和片狀糜爛、潰瘍。10℃組胃黏膜損傷指數(shù)最低,40℃組最高,除24℃組與32℃組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)外,其他各組比較均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。胃黏膜損傷指數(shù)與腸內(nèi)喂養(yǎng)溫度呈正相關(guān)(r=0.689,P<0.01)。
表1 實驗各組大鼠胃黏膜損傷指數(shù)比較(±s)
表1 實驗各組大鼠胃黏膜損傷指數(shù)比較(±s)
組別 只數(shù) 胃黏膜損傷指數(shù)10℃組 8 32.13±6.47 24℃組 9 40.11±7.831)4)32 ℃組 9 44.22±7.352)3)5)40℃組 7 52.14±8.862)
2.3 胃黏膜TNF-α免疫組化結(jié)果 各組大鼠胃組織TNF-α陽性表達(dá)部位可見于整個黏膜層,但細(xì)胞著色強度有很大區(qū)別,詳見圖1。10℃組8只中有3只陽性表達(dá),24℃組9只中有7只陽性表達(dá),32℃組9只中有7只陽性表達(dá),40℃組全部有陽性表達(dá),見表2。各組胃組織TNF-α表達(dá)強度比較,10℃組與24℃組、32℃組比較,P<0.05;10℃組與40℃組比較,P<0.01;24℃組與40℃組比較,P<0.05;24℃組與32℃組、32℃組與40℃組比較,P>0.05。且TNF-α陽性表達(dá)程度與腸內(nèi)喂養(yǎng)溫度呈正相關(guān)(r=0.507,P<0.01)。
圖1 4組實驗動物胃組織TNF-α陽性表達(dá)(×200)
表2 實驗各組大鼠胃組織TNF-α表達(dá)強度比較 只
2.4 血液 TNF-α的變化 10℃組、24℃組、32℃組、40℃組血液 TNF-α含量分別為(187.83±13.08)ng/L、(199.53±16.64)ng/L、(201.84±11.15)ng/L、(201.93±18.15)ng/L。各組間比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
低溫治療在腦、心肌等多臟器缺血再灌注損傷中的保護(hù)作用已得到廣泛證實。在低溫治療方法上,學(xué)者們發(fā)現(xiàn)缺血局部低溫治療相比全身低溫治療,同樣展現(xiàn)出良好的治療效果,且副反應(yīng)更少,顯示出令人振奮的前景[3,9,10]。胃黏膜在遭受嚴(yán)重應(yīng)激源刺激時會發(fā)生不同程度的缺血再灌注(I-R)損傷,為了探討低溫腸內(nèi)喂養(yǎng)對缺血再灌注后對胃黏膜是否具有保護(hù)作用,本研究通過夾閉大鼠胃部供血血管造成胃缺血-再灌注損傷模型,模擬臨床病理生理狀態(tài),將營養(yǎng)液直接灌入胃內(nèi),對比應(yīng)用不同溫度腸內(nèi)喂養(yǎng)液對胃缺血-再灌注損傷大鼠胃黏膜的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著喂養(yǎng)溫度的降低,胃黏膜損傷指數(shù)下降,提示10℃組低溫腸內(nèi)喂養(yǎng)液對大鼠胃缺血-再灌注損傷后胃黏膜具有保護(hù)作用。
有研究表明,機體在胃缺血-再灌注損傷后TNF-α明顯增加[1,2]。TNF-α是機體炎癥反應(yīng)中最早、發(fā)揮核心作用的內(nèi)源性炎癥介質(zhì),是引起機體代謝和血液動力性紊亂,促進(jìn)其他炎癥介質(zhì)生成,導(dǎo)致炎癥因子“瀑布效應(yīng)”的元兇。TNF-α引起機體急性胃黏膜損傷,其機制可能為:①TNF-α誘導(dǎo)細(xì)胞因子,如白細(xì)胞介素-1(IL-1)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、白細(xì)胞介素-8(IL-8)等炎癥因子的表達(dá)有關(guān);②TNF-α參與中性粒細(xì)胞(PMN)的活化,細(xì)胞間黏附因子(ICAM)、血管細(xì)胞黏附因子(VCAM)等細(xì)胞黏附因子的激活,促使PMN黏附于血管內(nèi)皮細(xì)胞,并促使其遷移至炎癥組織中;③TNF-α誘導(dǎo)氧化亞氮合成酶的產(chǎn)生,引起氧化亞氮大量釋放。本實驗研究結(jié)果顯示,10℃組TNF-α含量最低,表明低溫腸內(nèi)喂養(yǎng)抑制了機體胃黏膜過度的炎癥反應(yīng)水平,其可能原因為低溫通過阻斷TNF-α的產(chǎn)生,使IL-1、IL-6等炎癥介質(zhì)生成減少,減慢炎癥反應(yīng)速度,減少炎性介質(zhì)的瀑布樣效應(yīng)來發(fā)揮作用。同時,抑制PMN的聚集和激活,減輕對血管內(nèi)皮的損傷;抑制氧化亞氮的生成。但血液中TNF-α含量雖較其他各組有所降低,卻未表現(xiàn)出明顯差異,其原因可能為:①腸內(nèi)營養(yǎng)直接作用于胃內(nèi),導(dǎo)致胃黏膜TNF-α的改變可能比血液作用更為明顯;②大鼠胃缺血-再灌注損傷后血漿TNF-α雖然上升,但一般5d才達(dá)高峰[1]。
從上述結(jié)果來看,在再灌注2h開始給予低溫腸內(nèi)喂養(yǎng),到再灌注48h對大鼠胃黏膜具有保護(hù)效果,但低溫腸內(nèi)喂養(yǎng)持續(xù)時間以及耐受性、并發(fā)癥等安全性問題還將有待進(jìn)一步證實。
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