鄭晨輝 徐小宏 孫秋華 王蓓?
外科術(shù)后腸動力障礙(Postoperative Ileus,POI)被認(rèn)為外科術(shù)后“不可避免的”臨床并發(fā)癥,常表現(xiàn)為腹痛腹脹、肛門停止排氣排便等腸梗阻癥狀,嚴(yán)重者可出現(xiàn)負(fù)氮平衡、體重下降、腸道黏膜萎縮、腸道菌群失調(diào)和移位等嚴(yán)重并發(fā)癥[1]。本課題組前期研究表明參黃散外敷POI大鼠的脾俞和腎俞,可通過減輕小腸平滑肌的炎癥反應(yīng),促進(jìn)胃腸道傳輸,同時還可促進(jìn)胃腸道激素Ghrelin的分泌和小腸平滑肌Ghrelin受體的表達(dá)[2]。外科術(shù)后胃腸道激素對腸道功能的恢復(fù)和機體氮平衡發(fā)揮重要作用。本文探討參黃散外敷POI大鼠對血清胃腸道激素的影響,以期為參黃散臨床推廣提供理論依據(jù)。
1.1 動物 SD雄性大鼠24只,3個月齡,體質(zhì)量252~302g,由上海斯萊克實驗動物有限責(zé)任公司提供,合格證號為SCXK(滬)2013-0016。動物飼養(yǎng)于浙江中醫(yī)藥大學(xué)屏障級動物實驗中心,動物飼養(yǎng)環(huán)境:室溫21~23℃,濕度40%~60%,每12h更替光照,24h供應(yīng)無菌飼料及飲用水。
1.2 試劑和儀器 Motilin(Porcine)RIA Kit(RK-045-03);Calcitonin Gene Related Peptide(CGRP)Rat RIA Kit(RK-015-09);Obestatin Rat Ultra sensitive RIA Kit(RKU-031-90);Vasoactive Intestinal Peptide(VIP)Rat RIA kit(RK-064-16),試劑盒均購于美國Phoenix Pharmaceuticals公司;GPR39抗體(ab213716,abcam公司);Obestatin抗體(GTX79314,GeneTex公司);SDS-PAGE電泳系統(tǒng)(BIO-RAD公司);高速勻漿機(GLAS-COL德國)。
1.3 藥物 參黃散由人參300g、丹參300g、大黃300g、枳實200g、厚樸200g、丁香100g、吳茱萸100g等藥組成,每包3g生藥。透皮劑由厚樸、 吳茱萸和丁香經(jīng)90%乙醇加熱回流提取所得,采用微量胡椒粉輔助,均由浙江省中醫(yī)院制劑室制作提供。
1.4 方法 (1)動物模型制備和給藥:參照文獻(xiàn)[3]制備改良型SD大鼠POI模型。大鼠術(shù)前24h禁食,異氟烷吸入麻醉,在無菌操作下,取腹部正中切口切開腹腔,將小腸及盲腸向左側(cè)翻出腹腔,置于生理鹽水浸濕的紗布上,用兩棉棒自胃十二指腸向回盲部和部分結(jié)腸探查2次約10min,使少量腸內(nèi)容物過回盲部,致胃腸道壁充血水腫明顯,鹽水紗布覆蓋小腸10min后將小腸按順序還納,關(guān)閉腹腔。取24只SD大鼠分為假手術(shù)組(SHAM)、模型組(IM)和參黃散組(SHP),每組各8只。假手術(shù)組僅行開腹操作;參黃散組造模后取參黃散藥包,滴數(shù)滴透皮劑至藥包,均勻浸透后帖敷于大鼠脾俞和腎俞,模型組造模后使用等量透皮劑滴入細(xì)沙包外敷,各組每隔3h換1次藥包或細(xì)沙包。(2)單位體重增加百分?jǐn)?shù)、標(biāo)準(zhǔn)化攝入量和結(jié)腸傳輸時間測定:大鼠稱體重和攝入量均在術(shù)后24h、48h和72h時間點。動物禁食前所稱體重作為初始體重。單位體重增加百分?jǐn)?shù)=(觀察點體重-初始體重)/初始體重×100%;大鼠標(biāo)準(zhǔn)化攝入量=觀察點累積攝入量/每100g觀察點體重(g/100g b.wt.)。參考文獻(xiàn)[4]測定結(jié)腸傳輸時間,將直徑2mm玻璃球經(jīng)SD大鼠肛門逆行插入3cm深,然后測定玻璃球從肛門排泄時間作為結(jié)腸傳輸時間。(3)放射免疫法測定血漿胃腸激素濃度:術(shù)后第3天,各組SD大鼠安樂處死后即刻從腹腔靜脈采血2ml,注入含100g/L EDTA-Na2 20μl和抑肽酶40μl的離心管,顛倒混勻后4℃3000r/min離心15min,上清液移入EP管中,-20℃保存待測。按放免試劑盒說明書測出樣品中血清胃動素(Motilin,MTL)、血管活性腸肽(Vasoactive Intestinal Peptide,VIP)、肥胖抑制素(Obestatin)和降鈣素基因相關(guān)肽(Calcitonin Gene Related Peptide,CGRP)含量(pg/ml)。MTL、VIP和 CGRP可測濃度范圍均為10~1280pg/ml;Obestatin 可測濃度范圍為 5~640pg/ml。(4)Western blot檢測和分析:SD大鼠處死后,即刻進(jìn)腹,游離大小網(wǎng)膜,切取3cm×3cm胃體,4℃ PBS液清洗干凈后顯微鏡下剝離出胃平滑肌層,冰浴中剪碎組織,RIPA裂解勻漿并超聲破碎,4℃ 13500r/min,離心20min,取上清液,Bradford法定量測蛋白濃度,制定標(biāo)準(zhǔn)蛋白曲線,8%SDS-PAGE凝膠電泳分離目的蛋白,然后轉(zhuǎn)印至PVDF膜,轉(zhuǎn)膜條件為65V×2h,5%脫脂奶粉封閉PVDF膜1h,加Obestatin多克隆抗體(1:1000)和GPR39抗體(1:1000)孵育4℃過夜,含吐溫PBST液洗脫(10min×2次),加AP標(biāo)記的二抗(鼠抗兔 1:1000)孵育1h,PBST洗脫二抗(10min×3次),滴加顯影液(NBT/BCTP),發(fā)光后壓片。
1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計軟件。計量資料以(x±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 參黃散對POI大鼠攝食、體重及結(jié)腸傳輸功能的影響 造模后第3天,與假手術(shù)組比較,模型組大鼠標(biāo)準(zhǔn)化攝入量、單位體重增加百分?jǐn)?shù)下降和結(jié)腸傳輸功能時間延長差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與模型組比較,參黃散組大鼠標(biāo)準(zhǔn)化攝入量、單位體重百分?jǐn)?shù)增加和結(jié)腸傳輸功能時間下降,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)見表1。
表1 各組大鼠單位體重增加百分?jǐn)?shù)、標(biāo)準(zhǔn)化攝入量和結(jié)腸傳輸功能比較(x±s)
2.2 參黃散對POI大鼠血清Obestatin、MTL、VIP和CGRP水平的影響 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠血清MTL、VIP和CGRP含量降低差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),血漿Obestatin水平升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與模型組比較,參黃散組大鼠血漿VIP含量升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);MTL和CGRP升高,差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);而血漿obestatin水平降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)見表2。
表2 各組大鼠血清胃腸激素濃度比較(x±s)
2.3 各組大鼠胃體Obestatin和GPR39的表達(dá) Western blot顯示造模術(shù)后第3天胃平滑肌層Obestatin及其受體GPR39表達(dá)在各組均有陽性條帶。與假手術(shù)組比較,模型 組Obestatin和GPR39表達(dá)均增加差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與模型組比較,參黃散組Obestatin和GPR39表達(dá)減少,差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)見圖1。
圖1 各組大鼠術(shù)后第3天胃平滑肌Obestatin和GPR39的表達(dá)
POI是常見醫(yī)源性腹部甚至非腹部手術(shù)并發(fā)癥。研究表明常規(guī)腹部手術(shù)胃腸道各段的蠕動恢復(fù)時間并不相同,小腸蠕動恢復(fù)平均約24h,胃為24~48h,而結(jié)腸為48~72h。有學(xué)者提出早期POI是正常生理現(xiàn)象,術(shù)后POI>3d甚至>6d才考慮病理性腸動力障礙。Ryash Vather等[5]復(fù)習(xí)文獻(xiàn)提出延遲性外科術(shù)后腸道功能障礙(Delayed Postoperative Ileus,DPOI)和復(fù)發(fā)性外科術(shù)后胃腸功能障礙(Recurrence Postoperative Ileus,RPOI)的概念和診斷標(biāo)準(zhǔn),具有一定的臨床意義。鑒于此,本實驗選擇術(shù)后3d為觀察時間點,并以結(jié)腸傳輸時間反映胃腸道傳輸功能更為客觀合理。然而,基于傳統(tǒng)POI發(fā)病的核心環(huán)節(jié)是手術(shù)促發(fā)小腸平滑肌層炎癥反應(yīng),單純作用某一靶點減輕腸道炎癥級聯(lián)反應(yīng)或免疫反應(yīng),臨床研究表明治療效果并不理想[6]。表明POI時胃腸功能障礙的病理生理極其復(fù)雜,考慮是多因素或系統(tǒng)協(xié)同作用結(jié)果,如術(shù)后胃腸道激素的變化、圍手術(shù)期麻醉藥、鎮(zhèn)痛藥和抗膽堿藥、水電解質(zhì)紊亂和手術(shù)創(chuàng)傷等。在諸多與POI相關(guān)的胃腸激素中,Obestatin是與Ghrelin同一基因編碼的由23個氨基酸組成的酰胺化腦腸肽,是G蛋白偶聯(lián)受體GPR39的內(nèi)源性配體,在大鼠胃和小腸均有表達(dá),通過Obestatin/GPR39系統(tǒng)發(fā)揮其生物學(xué)活性,具有持續(xù)性抑制胃排空速度和抑制腸道收縮等效應(yīng),同時抑制攝食和降低體質(zhì)量。注射外源性O(shè)bestatin 后可以明顯抑制大鼠的攝食量和體質(zhì)量的增加,且呈時間和劑量依賴性關(guān)系[7]。CGRP是一種含有37個氨基酸的神經(jīng)肽,由胃腸道的壁內(nèi)神經(jīng)元合成,具有調(diào)節(jié)胃腸血流和運動功能,減輕胃腸道的炎癥反應(yīng),同時抑制腸道T細(xì)胞的增殖,降低巨噬細(xì)胞的抗原提呈活性及活化淋巴細(xì)胞的功能[8]。VIP是由28個氨基酸組成的直鏈陽離子神經(jīng)肽,可增加胃腸道蠕動和促進(jìn)消化,同時抑制腸道TNF、IL-6 和IL-12 的產(chǎn)生及iNOS 的誘導(dǎo),刺激抗炎細(xì)胞因子IL-10 的產(chǎn)生[6,8]。MLT屬興奮性胃腸激素,是由22個氨基酸組成的多肽,主要存在于十二指腸及近端空腸黏膜內(nèi)分泌細(xì)胞中,胃動素主要調(diào)控消化間期肌電復(fù)合波(interdigestive myoelectric complex,IMC)周期性活動,明顯促進(jìn)胃運動和胃電活動,且作用持久[9]。
中醫(yī)中藥治療POI具有一定優(yōu)勢,本課題組根據(jù)辨證施治,由7味中藥組成的參黃散外敷POI大鼠可減輕小腸平滑肌炎癥反應(yīng),促進(jìn)胃腸道傳輸,同時還可促進(jìn)Ghrelin的分泌和小腸平滑肌Ghrelin特異性受體GHSR-1α的表達(dá)。當(dāng)Ghrelin與其受體GHSR-1α結(jié)合后可激活多個信號通路,對機體能量代謝起正性調(diào)節(jié)作用,促進(jìn)胃腸道傳輸和胃酸分泌。本研究表明POI時除Ghrelin外還影響其它胃腸道激素的分泌,血清促胃腸動力激素CGRP、MLT和VIP濃度下降,而抑制胃腸道蠕動的血清Obestatin濃度增加,胃體Obestatin和GPR39表達(dá)也明顯增加,結(jié)腸傳輸時間延長。參黃散外敷POI大鼠可促進(jìn)CGRP、MLT、VIP 的分泌并抑制Obestatin的產(chǎn)生及其受體表達(dá),單位單位體重增加百分?jǐn)?shù)和標(biāo)準(zhǔn)化攝入量均增加,顯示正氮平衡。課題組前期表明參黃散促進(jìn)胃腸蠕動的核心成分是橘皮苷(Hesperidin)、槲皮素(Quercetin)、蘆薈大黃素(Aloeemodin)、厚樸酚(Magnonol)、大黃(Chrysophanol)、人參皂苷 Rgl,Rbl(Ginsenosides Rgl,Rb1)[10],具體如何調(diào)節(jié)胃腸激素變化有待進(jìn)一步研究??傊?,參黃散外敷POI大鼠特別是延遲性POI可經(jīng)多靶點發(fā)揮作用,體現(xiàn)中醫(yī)中藥治療本癥的優(yōu)勢。
[1] Smart CJ,Malik KI.Prucalopride for the treatment of ileus.Expert Opin Investig Drugs,2017,26(4):489-493.
[2] 徐小宏,陳友雷,魏星,等.參黃散對術(shù)后腸動力障礙大鼠胃腸功能、血清Ghrelin水平及其小腸平滑肌受體表達(dá)的影響. 科技通,2015,31(11):105-109.
[3] 徐小宏,陳友雷,魏星,等.參黃散對術(shù)后腸動力障礙大鼠胃腸功能及小腸ICAM-1、IL-10、IL-1β和iNOS表達(dá)的影響. 浙江中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報, 2015,39(11):777-781.
[4] Engel DR, Koscielny A, Wehner S, et al. T helper type 1 memory cells disseminate postoperative ileus over the entire intestinal tract.Nature Medicine, 2010, 16(12):1407-1413.
[5] Vather R, Trivedi S, Bissett I. Defining postoperative ileus: results of a systematic review and global survey. Journal of gastrointestinal surgery, 2013, 17(5): 962-972.
[6] Van Bree SH, Nemethova A, Cailotto C, et al. New therapeutic strategies for postoperative ileus. Nat Rev Gastroenterol Hepatol,2012(9): 675-683.
[7] Luque RM, Córdoba-Chacón J, Ibá?ez-Costa A, et al.Obestatin plays an opposite role in the regulation of pituitary somatotrope and corticotrope function in female primates and male/female mice. Endocrinology, 2014, 155(4): 1407-1417.
[8] Berdún S, Rychter J, Vergara P. Surgical intestinal manipulation increases gene expression of TrkA, CGRP, and PAR-2 IN dorsal root ganglia in the rat. Neurogastroenterol Motil,2016,28(6):816-826.
[9] Goetz B, Benhaqi P, Glatzle J,et al. Changes in peptidergic neurotransmission during postoperative ileus in rat circular jejunal muscle.Neurogastroenterol Motil,2014,26, 397-409.
[10] Askar B, Ibrahim H, Barrow P, et al. Vasoactive intestinal peptide(VIP) differentially affects inflammatory immune responses in human monocytes infected with viable Salmonella or stimulated with LPS.Peptides,2015,71:188-195.