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目的:重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)是临床上常见的急腹症之一,其并发症多,病死率高,预后凶险。急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)和急性呼吸窘迫综合征(Acute resprintery distress syndrome,ARDS)是SAP最常见最严重的并发症,是SAP死亡的最主要原因。重症急性胰腺炎常诱发全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS),大量前炎症趋化因子及细胞因子释放,造成多器官功能衰竭(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)。肺部最先受累,循环中的大量炎症介质进入肺组织,激活肺巨噬细胞,释放大量细胞因子如TNF-α、IL-8、IL-1、IL-6等,引起PMN的趋化和活化,造成肺组织损伤。
甘露糖受体(mannose receptor,MR)作为模式识别受体,在肺泡巨噬细胞上高表达。肺泡巨噬细胞上的甘露糖受体可识别和结合许多病原生物,如白色念珠菌、杜氏利什曼原虫、结核分枝杆菌、卸Ⅳ、卡氏肺孢子菌等[1-5],在维持机体内环境稳定,调节肺组织过强炎性反应方面起着重要作用。
目前对急性胰腺炎相关ALI仍没有有效而低副作用的药物。随着糖生物学的发展,某些糖类的抗炎作用已逐渐被认识。国外己有KossiJ等[6,7]发现甘露糖能减轻伤口愈合时的炎症反应,抑制中性粒细胞的氧化爆发,同时抑制疤痕肉芽组织的生长,甘露糖的衍生物对腹膜炎,佐剂性关节炎有抗炎作用。甘露糖是否通过与巨噬细胞的MR作用,影响巨噬细胞释放炎症介质,抑制PMN的趋化和激活,减轻肺部炎症。为此,本研究通过建立大鼠AP相关ALI模型,并给予甘露糖干预,观察胰腺、肺组织的病理改变,肺组织的湿/干重比率,肺组织TNF-α水平,肺组织甘露糖受体(MR)蛋白及mRNA的表达情况,探讨甘露糖对于实验性重症急性胰腺炎大鼠肺损伤的干预作用机制。
方法:将60只健康成年雄性Sprague-Dawley大鼠,体重250-300g,随机分为三个组:实验对照组(sham operation group,SO组)、重症急性胰腺炎肺损伤组(SAP组)、甘露糖干预组(MT组),每组又分为6h、12h两个亚组,每亚组共10只老鼠。模型组用10%水合氯醛(3.0ml/kg)腹腔注射麻醉,无菌操作下行腹正中切口,将十二指肠提出,显露胰胆管,以小动脉夹夹住近肝门处肝总管,用4号加工钝头注射器针头于十二指肠乳头附近逆行插入胰胆管,以0.1ml/min速度注入5%牛磺胆酸钠(1.0ml/kg),注毕拔出针头,捏闭胰胆管入十二指肠处,观察5min,去除小动脉夹,诱导AP模型,逐层关腹。SO组剖腹后只翻动胰腺及十二指肠,不注射药物。甘露糖治疗组于造模后立即经尾静脉注射10%甘露糖(300mg/kg)。各组在制模后6h、12h两时间点处死大鼠。取胰腺和右肺上叶肺组织甲醛固定。测定肺湿/干重比值(W/D)、采用ELISA法检测肺组织TNF-α、RT-PCR检测肺组织MRmRNA表达、免疫组织化学法检测肺组织MR蛋白的表达。将所得实验数据通过SPSS15.0统计软件进行统计学分析。
结果:
1、胰腺组织的病理变化:光镜下,SO组胰腺组织结构大致正常;SAP组大鼠腺小叶间隔增大,腺小叶结构松散、紊乱,间质内可见大量炎细胞浸润,淡红色水肿液增多,并可见胰腺片状坏死,坏死区内腺泡结构消失,腺泡细胞萎缩、核溶解消失。随着时间的推移,上述病变程度加深,坏死面积逐渐扩大,腹水量也增多。而MT组病理改变较SAP组相对较轻。(Fig1)
2、肺组织的病理变化:光镜下,SO组肺组织结构大致正常;SAP组肺间质肿胀,肺泡间隔增宽,毛细血管扩张充血,大量炎性细胞浸润,部分肺泡腔萎陷不张。随着时间的推移,上述病变程度加深。而MT组病理改变较SAP组相对较轻。(Fig2)
3、肺组织湿/干重比率:SO组肺组织湿/干重比率在不同时间点无明显变化,与SO组比较,SAP组在各时点均明显升高(P<0.05),与AP组比较,MT组在各时间点肺组织湿/干重比率明显降低(P<0.05)。(Table1)
4、肺组织TNF-α表达:SO组肺组织TNF-α水平在不同时间点无明显变化,与SO组比较,AP组在各时点均明显升高(P<0.05),与SAP组比较,MT组在各时间点肺组织TNF-α水平明显降低(P<0.05)。(Table2)
5、肺组织甘露糖受体(MR)的表达:SO组肺组织MRmRNA及蛋白的表达在不同时间点无明显变化,与SO组比较,SAP组肺组织MRmRNA及蛋白的表达在各时点均明显减少(P<0.05),与SAP组比较,MT组在各时间点肺组织MRmRNA及蛋白的表达明显增加(P<0.05)。(Fig3,Table3)
结论:
1、甘露糖能减轻重症急性胰腺炎大鼠肺组织的损伤。
2、甘露糖对急性胰腺炎相关急性肺损伤的作用机制可能是通过上调甘露糖受体(MR)mRNA及蛋白的表达实现的。