内毒素对重症急性胰腺炎大鼠脏器功能的影响

【摘要】  目的 通过动物实验探讨内毒素对重症急性胰腺炎大鼠脏器功能的影响。方法 40只SD雄性大鼠分2组，每组20只。普通SAP组以5%牛磺胆酸钠建立重症急性胰腺炎（SAP）；内毒素加重组，在普通SAP组基础上增加内毒素腹腔注射。制模10 h后各处死10只，检测其血液生化和细胞因子浓度，观察组织脏器的病理变化。结果 内毒素加重组大鼠血清的丙氨酸氨基转移酶、肌酐和TNF-α与普通SAP组相比有明显升高。同时，该组大鼠的肝脏、肺脏和肾脏病理评分显著大于普通SAP组。结论 内毒素可能在胰腺炎重症化及多器官功能衰竭综合征发生发展过程中起着重要作用。

【关键词】  重症急性胰腺炎

   重症急性胰腺炎（SAP）是外科急腹症中最为严重的疾病之一。业已证实，SAP早期即可存在细菌内毒素易位［1］，而这种现象在轻症患者中很少见。因此，有学者预测内毒素血症与多器官功能衰竭综合征（MODS）的发生有紧密的联系［2］。笔者在普通SAP模型大鼠基础上于腹腔注射内毒素，以模仿SAP患者发生的肠源性内毒素血症，来观察内毒素对重症急性胰腺炎大鼠脏器功能的影响。

    1  材料与方法

    1.1  材料  雄性SD大鼠40只，体重300～400 g购自中科院上海分院实验动物部。牛磺胆酸钠（纯度99%）购自Sigma公司，用生理盐水配制成5％牛磺胆酸钠溶液。内毒素采用脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS），购自Sigma公司。丙氨酸氨基转移酶及肌酐测定试剂盒，购自上海生物制品研究所。α-淀粉酶试剂盒，购自上海科华-东菱诊断用品公司。大鼠TNF-αkit:购自Biosource公司。主要仪器包括低温高速离心机（Beckman公司）、uQuant酶标仪（BIO-TEK公司）、DU640分光光度计（Beckman公司）、CHK2-F-GS光学显微镜（Olympus公司）、BX50病理摄片仪（Olympus公司）。

    1.2  方法

    1.2.1  实验模型制备和分组  40只大鼠随机分成2组，每组20只。实验前12 h禁食，自由饮水。动物以乙醚吸入麻醉，正中切口进腹，找到胰胆管。于胰胆管远端用无损伤金属夹将其夹闭，近端注射5%牛磺胆酸钠，剂量为1 ml/kg体重，为普通SAP组。注射时间均为60 s，匀速推完，保持5 min后拔出穿刺针，去除金属夹。缝合腹壁各层。内毒素加重组，在普通SAP组基础上，增加腹腔内注射内毒素，剂量为5 mg/kg体重。

    1.2.2  标本采制和检测  制模后10 h，两组各处死10只大鼠，腹主动脉采血，血液4 ℃过夜，3000 rpm 4 ℃离心15 min后取血清，-20 ℃保存。肝功能检查测丙氨酸氨基转移酶（ALT），肾功能检查测肌酐（CRE）。ALT、CRE、TNF-α以及淀粉酶的测定均按试剂盒说明进行。取胰腺、肝脏、肾脏和肺脏组织各一块。离体组织福尔马林固定，72 h后石蜡包埋，常规切片和HE染色，按胰腺、肝脏、肾脏和肺脏组织的病理学评分标准［3～6］得出病理学评分。观察两组各剩余10只大鼠2天内的存活情况。

    1.3  统计学方法  计量指标结果用均数±标准差（x±s）表示，用SAS软件包行t检验。

    2  结果

    2.1  大鼠存活情况  普通SAP组剩余10只大鼠除1只于制模27 h后死亡外，其余9只存活均超过2天。内毒素加重组剩余10只大鼠均于制模2天内死亡，平均存活时间为（23±6）h。两组大鼠2天内存活率差异有统计学意义。

    2.2  大体观察  实验制模10 h内无大鼠死亡。制模后10 h处死动物时发现普通SAP组大鼠和内毒素加重组均有中等量腹水和大网膜上皂化斑，同时，内毒素加重组可见多数大鼠有不同程度的肝脏点状坏死灶和肺脏点状出血灶。

    2.3  大鼠血清ALT、CRE、TNF-α和淀粉酶  表1列出2组大鼠血清ALT、CRE、TNF-α和淀粉酶含量。内毒素加重组的ALT、CRE、TNF-α和淀粉酶含量显著高于普通SAP组（P<0.01）。表1  两组大鼠血清ALT、CRE、TNF-α和淀粉酶含量比较注：#与普通SAP组相比，差异有统计学意义（P<0.01）

    2.4  大鼠各脏器病理改变及评分

    2.4.1  胰腺组织病理变化及评分  普通SAP组大鼠胰腺组织广泛水肿坏死，脂肪液化坏死，并有散在炎性细胞浸润（图1）。内毒素加重组胰腺组织有广泛的水肿坏死，脂肪液化坏死，与普通SAP组较相似，并有大量炎性细胞聚集（图2）。表2为2组大鼠各脏器的病理评分。从表2中可以看出，内毒素加重组和普通SAP组之间的胰腺病理评分差异无统计学意义（P>0.05）。

    2.4.2  肝脏组织病理变化及评分  普通SAP组的肝脏组织未见明显病理学改变（图3）。内毒素加重组大鼠的肝脏组织亦可见局灶性坏死，同时伴少量中性粒细胞浸润（图4）。从表2可以看出，内毒素加重组大鼠的肝脏组织病理评分显著高于普通SAP组大鼠（P<0.01）。

    2.4.3  肺脏组织病理变化及评分  普通SAP组大鼠肺泡间质增生、充血，肺泡隔增宽，肺泡腔大小尚均一，有少量炎细胞浸润（图5）。内毒素加重组大鼠肺泡间质增生、出血，肺泡腔大小不一，有大量炎细胞浸润（图6）。从表2可以看出，内毒素加重组大鼠的肺脏组织病理评分显著高于普通SAP组大鼠（P<0.01）。

    2.4.4  肾脏组织病理变化及评分  普通SAP组大鼠的肾脏组织内可见轻微的血管充血（图7）。内毒素加重组大鼠可以看到肾小管和肾小球结构不清，间质出血，伴炎细胞浸润（图8）。从表2可以看出，内毒素加重组大鼠的肾脏组织病理评分显著高于普通SAP组大鼠（P<0.01）。表2  两组大鼠胰腺病理评分比较 注：*与普通SAP组相比较，差异有统计学意义（P<0.05）;#与普通SAP组相比，差异有非常统计学意义（P<0.01）

    3  讨论

    内毒素是革兰阴性细菌细胞壁结构中的类脂多糖体（脂多糖）。有文献报道，急性胰腺炎的轻重程度与血浆内毒素水平呈正相关。重症急性胰腺炎时，由于应激反应，腹腔神经丛激惹和炎症渗液直接浸润肠道，病人多伴有不同程度的肠麻痹，肠道细菌过度繁殖，肠黏膜屏障功能损害，细菌和内毒素可从肠道源源不断地进入体循环和远处脏器，导致内毒素血症。Sameshima［7］等发现，蛙皮素诱导的轻型胰腺炎大鼠腹腔巨噬细胞产生的TNF-α明显高于对照组，但血中TNF-α水平却很低。此时，如果给予LPS，则血中TNF-α含量显著增高，肺组织中炎性细胞渗出明显增多，并出现TNF-α明显表达，且肝组织损伤程度、血液生化指标均明显恶化。由此可见，内毒素能通过诱导体内TNF-α等炎性细胞因子的过度生成并导致胰外器官损害，从而提示内毒素可能在胰腺炎重症化及MODS发生发展过程中起重要作用。

    笔者在普通SAP模型大鼠基础上于腹腔注射LPS（0.5 mg/100 g），以模仿SAP患者发生的肠源性内毒素血症。结果表明，腹腔内注入LPS后许多脏器内的炎性细胞渗出明显增多，血液TNF-α浓度增高，同时胰腺、肝脏、肺、肾脏等脏器的病理损害加重。本研究进一步证明SAP时，内毒素确能通过诱导体内TNF-α等炎性细胞因子的过度生成导致胰外器官损害。因此急性胰腺炎早期测定血浆内毒素有助于判断疾病的严重程度，指导治疗。而在重症急性胰腺炎的治疗过程中，预防肠道细菌内毒素易位以及采用抗内毒素疗法降低血中内毒素含量，对于改善重症急性胰腺炎的病理生理过程有重要意义。

【参考文献】
  1 Runkel NS，Moody FG，Smith GS，et al.Herole of the gut in the development of sepsis in acute pancreatitis.J Surg Res，1991，51（1）:18-23.

2 Windsor JA，Fearon KC，Ross JA，et al.Role of serum endotoxin and antiendotoxin core antibody levels in predicting the development of multiple organ failure in acute pancreatitis.Br J Surg，1993，80（8）:1042-1046.

3 Schmidt J，Rattner DW，Lewandrowski K，et al.A better model of acute pancreatitis for evaluating therapy.Ann Surg，1992，215（1）:44-56.

4 Camargo CA，Madden JF，Gao W，et al.Interleukin-6 protects liver against warm ischemia/reperfusion injury and promotes hepatocyte proliferation in the rodent.Hepatology，1997，26（6）:1513-1520.

5 Thome UH，Schulze A，Schnabel R，et al.Partial liquid ventilation in severely surfactant-depleted，spontaneously breathing rabbits supported by proportional assist ventilation.Crit Care Med，2001，29（6）:1175-1180.

6 Inman SR，Stowe NT，Cressman MD，et al.Lovastatin preserves renal function in experimental diabetes.Am J Med Sci，1999，317（4）:215-221.

7 Sameshima H，Ikei S，Mori K，et al.The role of tumor necrosis factor-alpha in the aggravation of caerulein-induced pancreatitis in rats.Int J Pancreatol，1993，14（2）:107-115.

作者单位：200011 上海，上海交通大学医学院附属第九人民医院外科