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背景及目的:肠道被认为是应激的“中心器官”,败血症、创伤性脑外伤(TBI)及其他危重症患者常合并肠功能障碍。严重的外伤及休克后的内在因素如炎症、缺血再灌注损害、毛细血管渗漏综合征和低蛋白血症均可引起肠水肿、肠蠕动减弱、肠道细菌大量繁殖,外在因素如升压药、肠道缺乏食物刺激和营养底物、抗生素的使用等引起肠道吸收功能改变和菌群失调,其最终结果是肠粘膜屏障的破坏。肠粘膜屏障功能受损使肠粘膜通透性增加、肠免疫功能改变和细菌、内毒素易位,引起内毒素血症、全身感染和全身炎症反应综合征(SIRS),严重者可发展至多器官功能障碍综合征(MODS)。我们以前的研究提示创伤性脑外伤常引起肠上皮细胞脱落,灶性溃疡,绒毛碎裂、融合,中央乳靡管扩张,粘膜萎缩和肠上皮细胞间的紧密连接分解。我们发现一系列炎性因子及细胞粘附因子ICAM-1介导的炎症作用在TBI后的急性肠粘膜损伤中发挥重要作用,并且细胞凋亡也是TBI后的肠粘膜细胞凋亡的重要形式。核因子NF—kB可通过调节基因转导信号调节一系列炎性因子的表达。
目前多个临床及基础实验研究证实黄体酮一种神经甾体因子,可明显减轻TBI后的细胞水肿,防治神经功能缺失,改善颅脑功能预后。目前认为黄体酮在抑制促炎因子的细胞毒性的同时,还有可能保留这些因子在炎症晚期的神经修复作用。黄体酮可改善功能预后的一个主要方面是可以抑制TBI后的炎性级联反应,并且同时调控细胞凋亡的信号转导,但是目前为止,对于黄体酮在TBI后肠道炎症反应、肠粘膜功能障碍及肠粘膜细胞凋亡的调节作用方面缺乏研究。本试验拟通过外源性黄体酮注射达到减轻TBI后炎症反应及减少细胞凋亡。探讨黄体酮是否对TBI患者肠道功能障碍具有治疗作用。
材料和方法:实验于2006/2007年在南军军区南京总医院神经外科全军神经医学研究中心进行,取雄性SD大鼠96只,随机分为4组,即假手术组(简称Sham组,24只),创伤组(简称TBI组,24只),创伤并注射溶剂组(简称HTBI组,24只),创伤并注射黄体酮组(简称PTBI组,24只)。TBI动物模型:麻醉后,头部固定于立体定向仪,以前自后2.5mm、中线右侧2.5mm处为中心,作直径3mm骨窗。采用改良的Feeney自由落体脑创伤模型,质量为40g的重物从30cm高度自由落下,通过撞击圆锥来打击硬膜,深度为2mm。Sham组仅开故骨窗,但不行自由落体模型。黄体酮注射剂量为16mg/kg,分别于伤后1h,6h、24h、1d、2d、3、4d、及5d腹腔注射,HTBI组仅注射溶剂二甲基亚砜。测定空肠组织1d,3d,5d,7d的NF—kB(免疫组化),IL-1(ELISA),TNF—α(ELISA),ICAM-1(免疫组化)变化及TUNEL法观测肠粘膜细胞调亡。
结果:HTBI组、TBI组、及PTBI组IL-1、TNF—α、ICAM—及NF—kB表达水平较对照组明显升高。外源性黄体酮可明显降低肠组织TBI后7d ICAM—及NF—kB的表达水平,以伤后3d内明显。外源性黄体酮可明显降低肠组织TBI后7d IL-1、TNF—α在肠组织内的浓度。黄体酮可明显减轻肠粘膜细胞调亡(TUNEL)。外源性黄体酮可减轻TBI后的肠道炎症反应并减少肠粘膜细胞凋亡。
结论:创伤性脑损伤后肠组织内炎性因子及肠粘膜细胞凋亡明显增加;而黄体酮可明显减少肠粘膜细胞凋亡,其可能的机制是通过抑制NF—kB及ICAM-1的表达,减轻TBI后尤其是创伤早期肠道的炎症反应。