蘇景深,劉恩順,孫增濤,鄭 莉,趙鑫民,陳善夫
(1.天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院,天津 300150;2.天津市津南區(qū)咸水沽醫(yī)院,天津 300073;3.天津中醫(yī)藥大學(xué),天津 300193)
急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征(ALI/ARDS)作為一種臨床危重癥幾乎涉及各個學(xué)科,腸道屏障功能在ALI/ARDS發(fā)病過程中起的作用越來越受到人們重視。腸道不僅是諸多危重疾病的靶器官,更是啟動者,腸道屏障功能已成為判斷危重患者預(yù)后的一個重要指標(biāo)[1-2]。中醫(yī)從“肺與大腸相表里”理論出發(fā),運(yùn)用通腑瀉肺方法治療肺系膿毒血癥在臨床上取得了較好的療效[3]。前期研究發(fā)現(xiàn),通腑瀉肺中藥能夠降低血清細(xì)胞因子水平,減輕肺組織和全身的炎癥損傷[4]。為此,筆者用脂多糖(LPS)復(fù)制大鼠ALI/ARDS模型,用通腑瀉肺中藥進(jìn)行干預(yù),探討其對ALI/ARDS大鼠腸屏障的影響。
1.1 動物 健康SD大鼠27只,雄性,體質(zhì)量(200±20)g,購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司(許可證號:SCXX(京)2012-0001),購入后置中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所實驗中心常規(guī)飼養(yǎng)。
1.2 藥物及試劑 通腑瀉肺中藥顆粒劑 (葶藶子、桑白皮、大黃、枳實、厚樸),購自天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院藥房。通腑瀉肺方用蒸餾水配置,4℃冰箱保存?zhèn)溆?。大腸桿菌內(nèi)毒素脂多糖(美國,S igma公司)。免疫組化試劑盒購自北京中杉金橋生物公司。
1.3 儀器 去離子水儀,PALL,Purelab Plu。高速離心機(jī),Centrifuge 5415D,Eppendorf公司。分光光度計,NANODROP 2000,Therno scientific。渦旋振蕩儀,QL-902,海門市其林貝爾儀器制造有限公司。轉(zhuǎn)移脫色搖床,TS-8,海門其林貝爾儀器制造公司。
2.1 ALI/ARDS模型的建立及分組給藥 動物購入后適應(yīng)性飼養(yǎng)1周,將大鼠按隨機(jī)數(shù)字隨機(jī)分為空白對照組、模型組、中藥組,每組9只。模型組與中藥組于左側(cè)尾靜脈注射內(nèi)毒素8 mg/kg,復(fù)制ALI/ARDS模型。正常對照組大鼠靜脈注射生理鹽水。對照組與模型組在造模完成后即用生理鹽水灌服,每次0.01 mL/g。治療組在造模完成后給予通腑瀉肺中藥灌胃,每次0.01 mL/g,每日1次,共7日。
2.2 鏡下觀察 給藥1周后,截取距幽門下15 cm處腸組織,10%甲醛溶液固定,常規(guī)石蠟切片,進(jìn)行蘇木精-伊紅(HE)染色檢測。光鏡下觀察,比較分析各組大鼠腸組織病理學(xué)改變。
2.3 酶聯(lián)免疫吸附反應(yīng)(ELISA)法檢測大鼠血血漿D-乳酸及DAO水平 于大鼠腹主動脈取血,離心后進(jìn)行ELISA實驗,分別測定血漿中漿D-乳酸、DAO的表達(dá)情況。操作步驟按參照試劑盒說明書進(jìn)行。將檢測結(jié)果用ELISA標(biāo)準(zhǔn)曲線專用軟件分別作出漿D-乳酸、DAO濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線,分別用標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出各檢測孔中漿D-乳酸及DAO的濃度。
2.4 免疫組化染色方法檢測檢測腸組織NF-κB P65及TLR4蛋白的表達(dá) 將組織切片行脫蠟、水化處理后,高壓修復(fù)抗原,用3%過氧化氫溶液消除內(nèi)源性過氧化酶,血清封閉后各組切片分別加入兔源性核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)P65 及 TLR4 多克隆抗體(均為1∶100稀釋),4℃過夜后加入兔二抗,經(jīng)二氨基聯(lián)苯胺蘭(DAB)顯色,光鏡下觀察。NF-κB P65及TLR4的陽性反應(yīng)產(chǎn)物均呈棕黃色。光學(xué)顯微鏡下隨機(jī)觀察5個視野、拍照,代表該動物肺組織蛋白表達(dá)強(qiáng)度。應(yīng)用Image-Pro Plus6.0軟件分析陽性細(xì)胞數(shù),同時將空白組陽性細(xì)胞率設(shè)置為100%,計算其他組別的陽性細(xì)胞率,并對結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。
2.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件包進(jìn)行統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,多組間比較用單因素方差分析,組間兩兩比較采用Newman-Keuls檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 大鼠腸組織病理情況 空白組大鼠腸組織光鏡下可見腸絨毛排列整齊,上皮完整,絨毛局部輕度變矮、增粗,細(xì)胞結(jié)構(gòu)正常;部分黏膜下層水腫,部分固有層輕度水腫,部分黏膜層與肌層輕度分離。模型組大鼠腸組織可見腸絨毛局部上皮脫失,絨毛變矮、增粗、融合;黏膜下層廣泛水腫,血管增生、較多炎細(xì)胞浸潤,可見孤立淋巴小結(jié);固有層較多淋巴細(xì)胞為主的炎細(xì)胞浸潤;黏膜層與肌層廣泛分離。中藥組大鼠腸組織光鏡下可見腸黏膜上皮完整,大部分上皮平坦,局部絨毛變矮、增粗,細(xì)胞結(jié)構(gòu)正常;黏膜下層輕度水腫,部分固有層輕度水腫,少量淋巴細(xì)胞浸潤;部分黏膜層與肌層輕度分離,見圖1。
3.2 大鼠血漿D-乳酸及DAO水平 與空白組相比,模型組可見大鼠血漿D-乳酸、DAO含量顯著升高(P<0.05)。與模型組相比,治療組血漿D-乳酸、DAO含量明顯降低(P<0.05),見表1。
3.3 腸組織NF-κBP65及TLR4的表達(dá) 與空白組比較,模型組可見NF-κB P65表達(dá)顯著升高(P<0.05);中藥組經(jīng)過治療干預(yù)后,NF-κBP65表達(dá)下降,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與空白組比較,模型組可見TLR4表達(dá)增強(qiáng),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);中藥組經(jīng)過治療干預(yù)后,TLR4表達(dá)顯著下降,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見圖2、圖3、表2。
表1 各組大鼠血漿D-乳酸、DAO檢測結(jié)果比較(±s)Tab.1 Comparison of test resultsof D-lactateand DAO in plasma of ratsin each group(±s)ng/mL
表1 各組大鼠血漿D-乳酸、DAO檢測結(jié)果比較(±s)Tab.1 Comparison of test resultsof D-lactateand DAO in plasma of ratsin each group(±s)ng/mL
注:與空白組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05。
組別 例數(shù) D-乳酸 DAO空白組 9 1210.3±85.4 494.6±98.8模型組 9 2221.0±69.6* 1 208.2±77.5*中藥組 9 1502.9±96.0* 847.2±49.6#
表2 腸組織表達(dá)NF-κB P65及TLR4的平均光密度值(±s)Tab.2 Average density of NF-κB P65 and TLR4 expressed in intestinal tissue(±s)
表2 腸組織表達(dá)NF-κB P65及TLR4的平均光密度值(±s)Tab.2 Average density of NF-κB P65 and TLR4 expressed in intestinal tissue(±s)
注:與空白組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05。
組別 例數(shù) NF-κb P65 TLR4空白組 9 18.056±1.72 14.38±2.08模型組 9 27.526±2.58* 22.01±2.31*中藥組 9 22.009±1.56# 18.627±2.06*
長期以來,人們對腸道功能的認(rèn)識偏重于腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。對危重患者通常認(rèn)為胃腸功能處于休眠狀態(tài),忽略了胃腸功能在患者整體病理生理過程中的作用。20世紀(jì)60年代,Ravin等首先提出胃腸道是發(fā)生多器官功能衰竭前無明確感染灶的病人發(fā)生膿毒癥的潛在致病源。20世紀(jì)80年代Border等進(jìn)一步提出腸源膿毒血癥(Gos)的概念。1988年Wilmore等提出了“腸道發(fā)病的中心器官”學(xué)說,腸道屏障功能已引起了人們廣泛而密切的關(guān)注。ALI/ARDS狀態(tài)下,炎癥介質(zhì)大量產(chǎn)生并相互作用,形成網(wǎng)絡(luò),且不斷循環(huán)促進(jìn),形成“瀑布樣”反應(yīng),造成腸黏膜損傷加重甚至衰竭,腸道的屏障功能受到削弱或損害,可使大量的細(xì)菌和內(nèi)毒素經(jīng)過門靜脈和腸黏膜淋巴系統(tǒng)侵入循環(huán),造成腸源性內(nèi)毒素血癥和菌群移位,并在一定條件下激發(fā)細(xì)胞因子和其他炎癥介質(zhì)的連鎖反應(yīng),引起全身器官的損害[5]。已有許多研究證明腸道在全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)、膿毒癥、MODS的連續(xù)發(fā)生發(fā)展中起重要作用[6-7]。有研究發(fā)現(xiàn)膿毒癥引起的肺、腸和腎的上皮功能紊亂,屏障功能和離子運(yùn)輸功能受到影響,從而發(fā)生器官功能障礙,造成死亡[8]。研究表明選擇性腸道去污能抑制SIRS患者內(nèi)毒素和炎癥介質(zhì)的釋放,并能起到較好的保護(hù)作用,其機(jī)制可能與保護(hù)腸黏膜屏障功能有關(guān)[9]。
圖1 各組大鼠腸組織病理結(jié)果Fig.1 Intestinal histopathology resultsof ratsin each group
圖2 NF-κB P65在腸組織的表達(dá)Fig.2 Expression of NF-κB P65 in the intestinal tissue
圖3 TLR4在腸組織的表達(dá)Fig.3 Expression of TLR4 in the intestinal tissue
根據(jù)ALI/ARDS臨床表現(xiàn)的呼吸窘迫、發(fā)紺、便秘、腹?jié)M等特點,傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)從“肺與大腸相表里”這一體現(xiàn)臟腑相關(guān)的整體觀的理論出發(fā),將ALI/ARDS病機(jī)特點概括為肺腸同病,治療當(dāng)以通腑瀉肺為法。通腑瀉肺中藥由大黃、枳實、厚樸、葶藶子、桑白皮組成。方中大黃、厚樸、枳實,可以輕下熱結(jié),除滿消痞。葶藶子、桑白皮瀉肺平喘,行水消腫。全方藥簡力專,既能瀉肺平喘,又能通腑瀉熱,肺腸同治。研究發(fā)現(xiàn)大黃和早期腸內(nèi)營養(yǎng)支持治療能改善大鼠腸缺血-再灌注損傷后腸黏膜屏障的影響,減輕血清內(nèi)毒素血癥和細(xì)菌易位[10]。藥理研究證實[11]大黃能夠改善腸黏膜血流灌注,改善腸黏膜缺血缺氧狀態(tài),促進(jìn)胃腸蠕動恢復(fù),保護(hù)胃腸黏膜屏障。桑白皮丙酮提取物能夠使豚鼠腸系膜毛細(xì)血管交叉數(shù)目明顯增加,改善血流狀態(tài),增加血流速度。
本實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),模型組大鼠腸組織病理可見腸絨毛變矮、增粗融合,黏膜下層廣泛水腫,炎細(xì)胞浸潤,固有層較多淋巴細(xì)胞為主的炎細(xì)胞浸潤;黏膜層與肌層廣泛分離。通腑瀉肺中藥干預(yù)后的大鼠腸組織病理損傷減輕。模型組大鼠血漿D-乳酸、DAO明顯升高,提示模型組大鼠腸黏膜受到損傷,其通透性增高,腸組織細(xì)胞受損壞死釋放大量DAO入血,血漿DAO活性增高。通腑瀉肺中藥干預(yù)后可降低血漿D-乳酸和DAO,提示運(yùn)用通腑瀉肺法可以減輕ALI/ARDS模型大鼠腸黏膜損傷,對腸屏障具有保護(hù)作用。模型組大鼠腸組織NF-κB P65、TLR4蛋白表達(dá)升高,通腑瀉肺中藥干預(yù)后其表達(dá)顯著降低,提示通腑瀉肺中藥可以抑制TLR4、NF-κB介導(dǎo)的炎癥反應(yīng),降低炎癥反應(yīng)程度。本實驗發(fā)現(xiàn)通腑瀉肺中藥對ALI/ARDS病理過程中釋放的大量炎性細(xì)胞因子有抑制作用,改善ALI/ARDS時腸黏膜的缺血缺氧狀態(tài),增加腸黏膜血流灌注,減輕腸黏膜細(xì)胞損害,降低腸黏膜通透性,對腸黏膜屏障起到保護(hù)作用。但是其作用機(jī)制復(fù)雜,靶點眾多,需要進(jìn)一步深入探索。