【关键词】胆囊平滑肌；综述
　　doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2013.20.074
　　胆囊平滑肌的病理改变和胆囊黏膜、胆囊排空阻力、胆汁成分等的改变一样，在胆囊结石、胆囊息肉的发生过程中起重要，甚至在胆囊胆固醇结石的发生时，胆囊平滑肌的改变出现得更早。探究早期出现的病理改变有助于指导临床上早期干预。近年的临床实践中，出现了胆道镜方法早期干预胆囊结石和胆囊息肉的保留胆囊、取出胆囊内病灶的新思维和新方式，其面临的主要问题是术后复发。虽然新近文献显示，这种新方法的复发率比以前没有采用胆道镜的胆囊切开取石要低，最低的5年复发率只有5.39%[1]，但是目前降低复发率的主要措施仅仅限于术前比较粗燥的膽囊收缩功能检测[2]，不管是采用B超还是采用比较准确的核素方法，都是测量胆囊在空腹和脂肪餐后不同时间段的径线计算胆囊体积来推测胆囊收缩功能，只是粗略反应胆囊平滑肌收缩与胆囊排空阻力的相互作用。难以区分胆囊平滑肌收缩与胆囊排空阻力的相互作用。鉴于胆囊收缩功能在胆囊结石和胆囊息肉的发生与复发中的重要性，本文对胆囊平滑肌的研究进展做一综述。
　　1胆囊平滑肌细胞的显微结构与膜结构
　　胆囊平滑肌层的分布不一，底部较厚，颈部次之，体部较薄；其排列呈纵形和螺旋形，肌束间弹性纤维较多。受结缔组织分隔，在环行平滑肌主导下，胆囊壁肌肉层由不规则交错的平滑肌束构成立体的、横形与斜形的网状结构。这样一种网络状的联系使肌肉收缩时，合力朝向胆囊腔内中心[3]。这样薄层肌肉组织一直延续到胆囊管黏膜下并向上隆起形成Heister瓣。不过，至今的观察结果认为，胆囊颈部与胆囊管不存在括约肌形态结构。单个胆囊平滑肌细胞是梭形的，当完全松弛时约400 μm长，5 μm宽。浆膜有特殊的细胞质膜微囊，它是球形内陷，束状排列。他们被大量的肌浆网包围，那是钙离子贮存和释放的地方。
　　增加细胞膜的胆固醇含量和胆固醇/磷脂比率使磷脂的脂肪酰链形成空间巨大的运动阻碍。胞膜会增厚、僵硬，可引起膜蛋白功能的破坏。Chen等[4]的研究表明胆固醇结石的胆囊肌肉细胞胞膜已经出现胆固醇/磷脂比率增大了，并减少了膜的流动性导致肌肉收缩性的损害。这些异常可以通过移除胞膜上过多的胆固醇而得到纠正。但胆色素结石的胆囊没这种现象。还有Jennings[5]证明了胆囊平滑肌膜富集胆固醇时，自发的动作电位、去极化和VACC钙离子流均减少，电压依从式的钾离子流和吡那地尔（pinacidil）介导的ATP-K通道去极化过程在胆固醇富集的情况下也不再改变了，而CGRP介导的ATP-K去极化在经胆固醇处理后消失了。膜富集胆固醇时，Na-K ATP泵，钙离子通道和钾离子通道及跨膜受体也出现异常，这解释了在胆固醇结石的胆囊中对收缩应答的受体依赖性激动剂如CCK和乙酰胆碱的信号转导通道的激活受到损害。说明胆固醇过多的结果是引起膜蛋白功能的破坏。Xiao[6]的研究说明胞膜上过多的胆固醇水平引起窖蛋白3（Cav-3）表达增加，结果使CCK-1受体移入胞膜窖（caveolae）中，使得平滑肌细胞的功能缺陷，这解释了在胆固醇结石胆囊平滑肌细胞上绑定的激动剂和拮抗剂都减少了，提示受体可能在他们的特异性配体刺激下出现。这个发现支持：CCK-1受体自发的内摄取和重循环不需要激动剂的活化。表明胞膜窖中胆固醇和Cav-3的增加引起CCK-1受体被扣押于胞膜窖中并减少了再循环。
　　2胆囊平滑肌的生物电及动作电位
　　胆囊的张力和运动依靠胆囊平滑肌膜节律性去极化，它触发动作电位并产生收缩。Zhang[7]在完整豚鼠胆囊的平滑肌细胞的静息膜电位大约是-45 mV，动作电位包括一个快速的去极化，一个短暂的复极，一个平台期和一个完全的复极。动作电位大约持续570 ms，发生的频率约0.4 Hz，动作电位可以被二氢吡啶敏感的钙离子通道阻滞剂硝苯地平（0.1 mM）消除，被二氢吡啶敏感的钙离子通道激动剂BAY K8644（5 mM）增强。钾离子通道阻滞剂氯化四乙铵（5.0 mM） 和4-氨基吡啶（4-AP；2.0 mM）延长动作电位。4-AP是一种电压依从式钾离子通道阻滞剂，它在0 mV时阻滞70%的外向离子流。北非蝎毒素（100 nM）在0 mV复极时增加15%的离子流。反之，钙依赖的钾离子通道对阻滞剂北非蝎毒素（100 nM）没有这种效应，证明了二氢吡啶敏感的电压依从式的钙离子通道在动作电位的去极化中是关键的，复极化主要是4-AP敏感的钾离子流引起。Balemba[8]也提出胆囊平滑肌细胞通过电压依赖性钙通道（voltage-dependent calcium channel，VDCC）的钙离子流引出动作电位。这个特性表明胆囊平滑肌动作电位产生的离子机制与胃肠平滑肌细胞中Cajal间质细胞（ICC）起搏电位和慢波的产生是不同的。
　　胆囊收缩的传播与钙离子的活动有关，既可以是局部的（局限于一个或一束肌束），也可以是多点的（同时发生在多个肌束）或是整体的（神经刺激）。用2-APB（一种钙通道阻滞剂）和1，4，5-三磷酸肌醇受体拮抗剂xestospongin C影响1，4，5-三磷酸肌醇通道或用硝苯地平、地尔硫卓及尼索地平阻止电压依从式钙离子通道，可阻止肌浆网钙离子的释放并终止钙离子跨膜运动和动作电位的产生。阻止阿诺碱通道，它引起动作电位平台期波峰的成倍叠加并持续到静止期。用TG（甘油三酯）和环丙阿尼酸清空肌浆网中钙离子的贮备，增加了钙跨膜和动作电位的频率和持续时间。乙酰胆碱、卡巴胆碱和CCK增加了钙离子跨膜和动作电位的同步和频率。磷脂酶C抑制剂U-73122不影响钙离子跨膜和动作电位的活动，但阻止乙酰胆碱的效应。结果表明钙离子的跨膜致动作电位和胆囊平滑肌的节律性兴奋是多点的（不同步），能通过激动剂使其同步。不同的激动剂在这两个通道上可以产生不同的效应。例如，单一平滑肌细胞内相对高浓度的CCK将激活IP3路径导致人胆囊收缩，反之，低浓度的CCK激活PKC路径。其结果是升高胞浆内的钙离子浓度。钙离子从肌浆网释放。在另一些情况下，钙离子可以从胞外通过钙离子通道流入肌纤维胞浆内。同时，膜上的钙-ATP泵被抑制，不再从细胞释放离子。电压依从式的通道也能增加钙离子向胞内扩散。胆囊平滑肌收缩依靠电压依从式钙离子通道使钙离子进入胞膜和通过1，4，5三磷酸肌醇通道从肌浆网释放钙离子实现[9]。
　　被释放的钙离子顺序与钙调蛋白的四个位点结合。钙激活的肌钙蛋白结合在肌凝蛋白的轻链上形成一个活化的复合物。随后肌凝蛋白磷酸化产生一个构象的改变在肌凝蛋白头端活化ATP酶；磷酸化的肌凝蛋白头与肌动蛋白的细肌丝相互作用产生力，细肌丝移动，细胞缩短，随着桥连有顺的接合与分离产生收缩。当肌浆网再次变为对胞外钙离子不通透时，发生松弛。ATP-钙泵激活，使钙离子移出细胞和进入胞内的钙库。细胞膜超极化，不透钙离子。随着胞内钙离子的浓聚减少，钙调蛋白失效，肌凝蛋白激酶也变得无活性。肌凝蛋白磷酸酶从肌凝蛋白上移除了磷酸盐，细胞松弛[3]。
　　胆囊平滑肌基础电收缩耦连发生在不同肌束水平，说明其肌束是不同步的。有趣的是，观察到在激动剂存在时一种球形的节律活动模式。目前还不了解从多点到球形活动转化的产生机制[9]。
　　胆囊周期性的将胆汁排入十二指肠是作为周期性的MMC的一个部分。MMC从胃通过小肠到达回盲部约90~180 min。胆囊和胆道也参与。胆囊收缩的开始和结束大约与十二指肠的收缩同步。在正常饮食时胆囊排空总量的75%。胆囊排空慢，类似于胃内液体的排空，认为是一定程度的强直性的平滑肌收缩。通过假饲证明进餐头相胆囊排空约25%。迷走神经调节这个过程。进食脂餐和蛋白后，其脂肪酸和氨基酸刺激小肠黏膜分泌CCK。CCK主要刺激胆囊收缩同时使Oddi氏括约肌松弛[3]。
　　3胆囊的神经分布与性质
　　胆囊壁内有类似“肠神经系统”存在于肌层及黏膜层的内在神经丛，由胆囊壁内神经节及其发出的网络状分布的神经纤维组成。胆囊的神经节丛由大量的小的、形态不规则的、无序神经元组成。Hillsley[10]测出人胆囊神经元的静息电位中位数为（-51.2±1.8）mV，不管刺激的幅度多大和时间多长，其峰电位后的超极化中位数为（144.5±19.2）ms。通过刺激神经纤维可在所有神经元中引出快兴奋性突触后电位。
　　在胆囊神经节中有两种类型的兴奋性突触电位被发现，快兴奋性突触电位（EPSP）和慢兴奋性EPSP。快EPSP受传入迷走神经调节，能出现阈下兴奋或动作电位，而典型的慢EPSPs与神经兴奋无关。因此，认为从胆囊神经节输出信号的产生主要受迷走节前神经节的轴突驱动。在胆囊神经节中无抑制性突触被发现[11]。通过刺激迷走神经切除前和后的胆道神经束不能诱发突触电位的现象，阐明了主要的传入胆囊神经元的类胆碱神经纤维来源于迷走传出纤维。除了终止于胆囊神经元的迷走神经节前纤维外，胆囊神经节丛包含有来自腹腔神经节的网状的交感神经节后纤维和来自脊神经节的感觉纤维。肾上腺素能和感觉纤维在神经节内有许多曲张体，呈量子式释放，可能这些神经在胆囊神经节里有靶点。
　　在豚鼠、狗和人胆囊的所有神经元都表达乙酰胆碱转移酶，推测其合成乙酰胆碱。在豚鼠，之前认为的抑制性的VIP-NO神经元也可能是类胆碱的。胆囊神经节的传出神经元释放神经复合物。乙酰胆碱，NO和许多神经递质的释放能通过这些神经元协调，在这个系统中，单一的神经元表达彼此相反作用的神经复合物是常见的。
　　El-Salhy[12]用免疫组化的方法研究人胆囊的肽能神经纤维。胆囊内有11种肽能神经纤维被观察到。他们是生长抑素、胰多肽（PP）、肽YY（PYY）、神经激素-Y（NPY）、VIP、抑胃肽（GIP）、神经降压肽、CCK、P物质、GAL和5-羟色胺免疫反应阳性的神经纤维。肽能神经纤维在黏膜固有层周围，接近上皮细胞的基底。在纤维肌性鞘，它们主要围绕肌束无规律地排列。胆囊内的肽能神经纤维比其他周围神经的数量多。推测在同一神经纤维中共同存在多种神经递质。
　　胆囊内还有一种非肾上腺素能非胆碱能神经纤維，已证明它与胆囊肌肉的松弛有关，CO、VIP和NO可能是它神经递质[13]。
　　Lavoie等[14]运用全套的酪氨酸激酶的免疫组化和Ca2+离子的激光共聚焦图像的方法显示了豚鼠胆囊内的类Cajal间质细胞。一个类型的类Cajal间质细胞有狭窄的胞体，它有一到两个主要的分支，主要沿着胆囊平滑肌束和神经纤维分布。另一类型包含多极细胞，它位于平滑肌束的起点和交叉点。电镜观察到的类Cajal间质细胞有丰富的线粒体、胞膜窖和光面内质网。这个研究提供了胆囊中存在类Cajal间质细胞的形态学和生理学的证据，并有数据支持类Cajal间质细胞和胆囊平滑肌细胞之间存在电耦联，而且它是产生自发性电节律并传播的源头。
　　4神经递质和体液因子对胆囊平滑肌收缩的影响
　　内部和外部的神经递质存在于胆囊的神经节，内在的神经递质有：乙酰胆碱、多巴胺、P物质、生长抑素、神经肽Y和VIP。外部神经递质有：乙酰胆碱、烟碱样胆碱、交感节后纤维包括去甲肾上腺素和感觉神经包括P物质、降钙素基因相关肽（CGRP），可能还有血清素（serotonin）。胆囊平滑肌具有毒蕈碱的和肾上腺素能受体[3]。
　　去甲肾上腺素可减少快兴奋的突触后电位（EPSP）的幅度，但是不改变胆囊神经元对外源性乙酰胆碱的反应，也不影响胆囊神经元的静息膜电位、膜电位的传导和动作电作的特征。在豚鼠胆囊的神经节中去甲肾上腺素有一种α2-肾上腺素受体介导的快突触传递的突触抑制效应。迷走神经终端可能是这类肾上腺素类抑制物输入到胆囊的重要靶点[15]。胆囊神经元缺乏CCK受体。因此CCK活动靠突触前神经，促进了乙酰胆碱的释放和增强了烟碱的传播[16]。
　　已有动物实验证明在豚鼠，ATP引起胆囊平滑肌的兴奋，其是通过膜去极化和增加动作电位频率实现的[17]。疏水的胆盐激活胆囊平滑肌的GPBAR1，它激活cyclic AMP-PKA路径，最终开放ATP-K+通道，引起膜超极化，减少了胆囊平滑肌的活动[18]。胍乙啶（Guanethidine）能减弱阿托品引起胆囊的舒张效应。COX-2产生的PGE2和COX-1产生的TXA2维持胆囊的紧张性收缩，其紧张性收缩的变化与PGE2和TXA2水平的变化相关[19]。在氧化还原状态下，NO在胆囊运动中有相反效应，当NO形成时是舒张剂，当NO+或过氧亚硝酸盐氧化还原物形成时是收缩剂[20]。
　　5胆囊平滑肌在电极刺激下的反应
　　电极刺激引起的胆囊平滑肌收缩是通过激活了胆碱能神经，胍丁胺能通过咪唑啉受体调节这个过程[21]。Gultekin[22]电极刺激豚鼠胆囊肌条引起的频率依赖性的收缩反应可被TTX（10-6 M）和阿托品（10-6 M）完全和不可逆的消除；能被NO合酶抑制剂NG-nitro-L-arginine（10-4 M）明显的增强。
　　Shafik[23]用电极刺激胆囊壁的研究方法研究了狗的胆囊，证明了胆囊的肌电可能源于胆囊底部的初始起搏点，并记录到了慢波和动作电位形成的尖峰波形。刺激后记录的电压和压力变化与动作电位引起的压力升高相关。随着胆囊膨胀的增加起搏电位和动作电位的波幅和传导速度增加，显示胆囊容量不同时起搏电位的不同频率、幅度和传导速度。
　　总之，胆囊平滑肌的结构、功能及其病理变化是极其复杂的，同时又是研究得不够深入的。目前的研究结论远远不能满足临床对早期干预胆囊疾病和预防保留胆囊手术后的结石与息肉复发的需求。从上述研究现状看，主要是从分子、离子、电子、离体水平的研究结果，结合到动物在体胆囊的研究极少。要运用转化医学的研究方法，最终产生对人体胆囊疾病有价值的实际措施，需要加强对动物在体胆囊的研究。尤其是对胆囊平滑肌细胞内胆固醇及对胆囊肌电方面的研究值得关注[23]。
　　参考文献
　　[1]张宝善，刘京山.内镜微创保胆取石1520例临床分析[J].中华普外科手术学杂志（电子版），2009，3（1）：410-414.
　　[2]刘衍民.保留胆囊手术适应证与手术术式的选择[J].中华普外科手术学杂志（电子版），2008，2（3）：12-14.
　　[3] Shaffer E A.Review article：control of gall-bladder motor function[J].Alimentary pharmacology & therapeutics，2000，14（s2）：2-8.
　　[4] Chen Q，Amaral J，Biancani P，et al.Excessive membrane cholesterol alters human gallbladder muscle contractility and membrane fluidity[J]. Gastroenterology，1999，116（3）：678-685.
　　[5] Jennings L J，Xu Q W， Firth T A，et al.Cholesterol inhibits spontaneous action potentials and calcium currents in guinea pig gallbladder smooth muscle[J].Am J Physiol，1999，277（5）：G1017-G1026.
　　[6] Xiao Z，Schmitz F，Pricolo V E，et al.Role of caveolae in the pathogenesis of cholesterol-induced gallbladder muscle hypomotility[J].Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2007，292（6）：G1641-G1649.
　　[7] Zhang L，Bonev A D，Nelson M T，et al.Ionic basis of the action potential of guinea pig gallbladder smooth muscle cells[J].American Journal of Physiology-Cell Physiology，1993，265（6）：C1552-C1561.
　　[8] Balemba O B，Bartoo A C，Nelson M T，et al.Role of mitochondria in spontaneous rhythmic activity and intracellular calcium waves in the guinea pig gallbladder smooth muscle[J].Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2008，294（2）：G467-G476.
　　[9] Balemba O B，Salter M J，Heppner T J，et al.Spontaneous electrical rhythmicity and the role of the sarcoplasmic reticulum in the excitability of guinea pig gallbladder smooth muscle cells[J].Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2006，290（108）：G655-G664.
　　[10] Hillsley K，Jennings L J，Mawe G M.Neural control of the gallbladder：an intracellular study of human gallbladder neurons[J].Digestion，1998，59（2）：125-129.
　　[11] Mawe G M.Nerves and hormones interact to control gallbladder function[J].News Physiol Sci，1998，13（2）：84-90.
　　[12] El-Salhy M，Stenling R，Grimelius L.Peptidergic innervation of the human gallbladder[J].Ups J Med Sci，1996，101（1）：87-96.
　　[13] Alcón S，Morales S，Camello P J，et al.Relaxation of canine gallbladder to nerve stimulation involves adrenergic and non-adrenergic non-cholinergic mechanisms[J].Neurogastroenterol Motil，2001，13（6）：555-566.
　　[14] Lavoie B，Balemba O B，Nelson M T，et al.Morphological and physiological evidence for interstitial cell of Cajal-like cells in the guinea pig gallbladder[J].J Physiol，2007，579（2）：487-501.
　　[15] Takahashi T，May D，Owyang C.Cholinergic dependence of gallbladder response to cholecystokinin in the guinea pig in vivo[J].Am J Physiol，1991，261（4）：G565-G569.
　　[16] Yildirim S，Aydin C，Koyuncu A，et al.Enhancement of EFS-induced contractions，by agmatine，in guinea pig gallbladder smooth muscle strips[J].J Gastroenterol，2005，40（5）：498-503.
　　[17] Bartoo A C，Nelson M T，Mawe G M.ATP induces guinea pig gallbladder smooth muscle excitability via the P2Y4 receptor and COX-1 activity[J].Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2008，294（6）：G1362-G1368.
　　[18] Lavoie B，Balemba O B，Godfrey C，et al.Hydrophobic bile salts inhibit gallbladder smooth muscle function via stimulation of GPBAR1 receptors and activation of KATP channels[J].J Physiol，2010，588（17）：3295-3305.
　　[19] Cong P，Xiao Z L，Biancani P，et al.Prostaglandins mediate tonic contraction of the guinea pig and human gallbladder[J].Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2007，292（1）：G409-G418.
　　[20] Alcón S，Morales S，Camello P J，et al.A redox-based mechanism for the contractile and relaxing effects of NO in the guinea-pig gall bladder[J].J Physiol，2001，532（3）：793-810.
　　[21] Mawe G M.Noradrenaline as a presynaptic inhibitory neurotransmitter in ganglia of the guinea-pig gall-bladder[J].J Physiol，1993，461（1）：387-402.
　　[22] Gultekin H，Erdem S R，Emre-Aydingoz S，et al.The role of nitric oxide in the electrical field stimulation-induced contractions of sphincter of oddi and gallbladder strips in Guinea pigs[J].J Pharmacol Sci，2006，101（3）：240-244.
　　[23] Shafik A.Electrocholecystogram：A Study Of The Electromechanical Activity Of The Gall Bladder In a Canine Model[J].Experimental Physiology，1998，83（3）：387-395.
　　（收稿日期：2013-02-19）（本文編辑：陈丹云）